JP2004311111A - Method for manufacturing organic electroluminescent element and organic electroluminescent element - Google Patents

Method for manufacturing organic electroluminescent element and organic electroluminescent element Download PDF

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Tomoyoshi Tateishi
朋美 立石
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing at low cost an organic electroluminescent element excellent in uniformity in the layer thickness of an organic thin layer, light emitting efficiency, light amount uniformity, and durability, while allowing a patterned organic layer to be easily formed on a substrate, and to provide the electroluminescent element. <P>SOLUTION: While a version having at least one organic layer on a pattern and a first substrate are overlapped so that the organic layer side of the version and at least the electrode side of the first substrate having an electrode are opposed each other, at least either a heating process or a pressing process is performed. Then the version is peeled off to transfer the organic layer on the electrode side of the first substrate. Using the process or repeating the process, a single organic layer or laminated organic layers are formed on the first substrate. A second substrate is combined over the top surface of the organic layer to manufacture the organic electroluminescent element. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は所定のパターン部を有する版上に有機層を設けた転写材料を用いて、フルカラーディスプレイ、液晶表示素子のバックライト、照明用の面光源、プリンターの光源アレイ等に好適な有機電界発光素子を製造する方法、及びその製造方法により得られる有機電界発光素子に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機電界発光素子(有機EL素子)等の有機発光素子は面状発光素子への適用が容易であるため、新たな光デバイスとして注目されている。具体的には、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子や、書き込み光源アレイとしての用途が有望視され、多くの開発が行われている。一般に有機発光素子は、発光層及びそれを挟んだ一対の対向電極(背面電極及び透明電極)から構成されている。係る有機発光素子の一対の対向電極間に電界が印加されると、発光層内に片方の電極から電子が注入されるとともに、もう片方の電極から正孔が注入される。電子と正孔とが発光層中で再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際にエネルギーが光として放出され、発光する。
【0003】
有機EL素子の有機薄膜形成の多くは蒸着法により製造されている。所定のパターンで有機層を形成する場合、所定パターン状の開口部を有するマスクを使用する。微細なパターンを形成する場合、マスクに厚みがあると気散する経路を妨害してしまうため均一な膜が形成できない。このため、マスクは材質として耐久性のある金属やガラス、セラミック、耐熱性樹脂等を用いて厚みを薄く設計する。
しかしながら、繰り返し用いると歪みを生じて所定パターンの位置がずれてしまうため、生産性に欠ける。
【0004】
特開平9−167684号及び特開2000−195665号は、マイカ又はフイルムの仮基板上に予め有機層を均一に蒸着法により形成し、次いで基板と有機層を近接させ、加熱蒸着する方法を提案している。しかしながらこれらの方法では、最初の蒸着では均一な有機層が形成できるが、次の近接蒸着では、均一に近接させることが難しく、製造効率が悪いという問題がある。
【0005】
また近年、大面積化にも有利であり、フレキシブルなディスプレイ用途として期待されている高分子の発光薄膜や、低分子化合物をバインダー樹脂に分散させた発光薄膜を用いた高分子型素子が注目されている。高分子の発光薄膜としては、緑色の発光を示すポリパラフェニレンビニレン(「ネイチャー」、347巻、539頁、1990年)、赤燈色の発光を示すポリ3−アルキルチオフェン(ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス、30巻、L1938頁、1991年)、青色発光素子としてポリアルキルフルオレン(ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジクス、30巻、L1941頁、1991年)等が知られている。これらの高分子型素子は、有機発光薄膜の形成に蒸着法を適応できない。そのため通常湿式法により薄膜形成が基板上に直接行われている。
【0006】
しかし湿式法では、溶液の表面張力により有機薄膜の膜厚均一性が不十分になることや、有機層を積層する場合に各有機層が界面で溶解してしまうという問題がある。このため、この方法により得られた有機電界発光素子には発光効率や素子耐久性に劣るという問題があった。
【0007】
一方、有機EL素子の有機薄膜を印刷法も用いられている。従来の印刷法では、湿式法で有機層用塗布液を版上に設け、有機層用塗布液を被成膜面に転写し、乾燥することで有機層を被成膜面に形成していた。しかし、この方法では、版上の有機層用塗布液の均一形成に加えて、被成膜面側でも有機層用塗布液を均一形成しなくてはならず、有機層を精度よく均一に形成することが困難であった。さらに、微細な画素パターンを、所定の位置に精度よく形成することは困難であった。
【0008】
これに対して有機EL素子の有機薄膜を形成する方法として、例えば特許文献1は、有機薄膜と光熱変換層を有するドナーシートを用いて、レーザにより有機薄膜を熱転写する方法を提案している。
【0009】
【特許文献1】
国際公開第00/41893号パンフレット
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが特許文献1のような熱転写法の場合、有機層の接合界面に気体を巻き込むという問題がある。有機層の界面の状態により、有機EL素子の発光効率や耐久性、更に発光面状の均一性が異なるため、有機層の接合界面に気体の巻き込みがあると、素子機能が悪化する。
【0011】
またプリント技術分野で利用されている熱ヘッドやレーザを用いたパターン状の熱書き込みにより、ドナーから有機薄膜を転写する場合、熱拡散性によりパターンの周辺に温度分布が生じて、有機薄膜パターンの輪郭がきれいにドナー側から切断されない。このため得られた有機EL素子において発光量のばらつきが生じたり、電気的不良や薄膜破片による欠陥が生じたり、更に耐久性も悪くなるという問題がある。基板と熱ヘッドやレーザとの位置合わせの不良により、歩留まりが低下するという問題もある。
【0012】
パターニングされた有機層を作製する方法として、レリーフ染色法、顔料分散法、電着法、真空蒸着法、インクジェット法、オフセット印刷法等が提案されている。
【0013】
レリーフ染色法は有機層に感光性レジストを使って所定のパターンを形成した後、その有機層が形成された基板を染色液に浸漬して着色する方法である。
【0014】
顔料分散法は感光性レジストに顔料を分散させたものを基板上に塗布、露光、現像してパターンを形成する方法である。
【0015】
電着法は電極に所定のパターンを電着する方法である。しかしレリーフ染色法、顔料分散法又は電着法により、多色の発光材料を含む有機層を基板上にパターニングしようとすると、有機層にダメージを与えてしまい、発光のために必要な駆動エネルギーが増大し、消費電力が増加するといった問題がある。
【0016】
有機層と蒸着源の間にマスクを設置した状態で、発光材料を加熱蒸発させることによりパターニングする真空蒸着法を大面積の有機電界発光素子に適用すると、熱によってマスクが歪む惧れがある。また使用後のマスクを洗浄するには、真空中で洗浄するか、一旦真空から取り出して洗浄した後で真空中に戻す必要が生じるため、量産化に不向きである。またインクジェット法、オフセット印刷法は、発光材料を含む有機層を積層する際に溶剤の選択が難しい上、積層した有機層が接合界面で混ざり合うために、有機電界発光素子の発光効率及び耐久性が低下するという問題がある。
【0017】
従って本発明の目的は、基板上にパターン状の有機層を簡便に形成できるとともに、有機層の膜厚均一性、発光効率、発光量の均一性及び耐久性に優れた有機電界発光素子を低コストで製造する方法及びその有機電界発光素子を提供することである。
【0018】
【課題を解決するための手段】
上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、所定のパターン部を有する版上に有機層を設け、その有機層を第一の基板に転写し、さらに第二の基板と貼り合せることにより、基板上にパターン状の有機層を簡便に形成できるとともに、有機層の膜厚均一性、発光効率、発光量の均一性及び耐久性に優れた有機電界発光素子を低コストで製造できることを発見し、本発明に想到した。
【0019】
すなわち、本発明の有機電界発光素子の製造方法は、少なくともパターン部に少なくとも一層の有機層を有する版を用いて、前記版の有機層側と、少なくとも電極を有する第一の基板の電極側とを対面するように、前記版と前記第一の基板とを重ねて、加熱処理及び加圧処理の少なくとも一方を施した後、前記版を引き剥がすことにより前記第一の基板の電極側に前記有機層を転写する工程を含む有機電界発光素子の製造方法であって、前記有機層を転写する工程の後に、前記有機層を少なくとも一層有する前記第一の基板と、少なくとも電極を有する第二の基板とを貼り合せることを特徴とする。
【0020】
前記有機層を転写する工程の後に、前記第一の基板に設けられた前記有機層上に、少なくとも一層の有機層をさらに転写する工程を有するのが好ましい。
【0021】
前記版は凸版であるのが好ましい。前記有機層は少なくとも発光性有機化合物又はキャリア輸送性有機化合物を含有するのが好ましい。前記第一の基板及び前記第二の基板の少なくとも一つの熱線膨張係数は20 ppm/℃以下であるのが好ましい。
【0022】
第一の基板及び第二の基板は、上記有機層が形成される面の一部又は全面に電極を有するのが好ましい。第一の基板上の電極、及び第二の基板上の電極のうちの少なくとも一方は透明であるのが好ましい。第一の基板及び第二の基板の少なくとも一方は透明であるのが好ましい。第一の基板及び第二の基板の両方又はどちらか一方は、被成膜面に、剥離転写法により転写される有機層以外の有機層(例えば塗布法により設けた有機層)を表層に有してもよい。
【0023】
本発明の製造方法において、同一又は異なる組成の有機層を有する複数の転写材料を使用するか、同一又は異なる組成の複数の有機層を有する転写材料を使用することにより、前記第一の基板上に複数の有機層を転写することができる。
【0024】
本発明の製造方法により得られる有機電界発光素子は、有機層の膜厚均一性、発光効率、発光量の均一性及び耐久性に優れる。上記有機電界発光素子において、第一の基板上に、電極、発光性有機層を含む少なくとも一層の有機層、第二の電極及び第二の基板をこの順に有し、前記第一の基板及び前記第二の基板の少なくとも一つは透明であり、かつ前記透明な基板が有する電極は透明であるのが好ましい。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下本発明について詳細に説明する。まず本発明の有機電界発光素子の製造方法について説明し、次いで転写材料について説明し、最後に有機電界発光素子について説明する。
【0026】
[1] 有機電界発光素子の製造方法
本発明の有機電界発光素子の製造方法は、版上に少なくとも一つの有機層を形成することにより転写材料を作製し、有機層側が第一の基板の被成膜面に対面するように転写材料を第一の基板に重ねて加熱処理及び/又は加圧処理を施し、版を引き剥がすことにより有機層を第一の基板の被成膜面に転写することを特徴とする(剥離転写法)。
【0027】
剥離転写法により有機層を形成した後、電極を設けた第二の基板を、その電極側と第一の基板の有機層とが対面するように貼り合せるのが好ましい。転写材料は1種であっても良いし、同一又は異なる組成の有機層を有する2種以上の転写材料を使用してもよい。
【0028】
剥離転写法は、転写材料を加熱及び/又は加圧することにより有機層を軟化させて、基板の被成膜面に接着させた後、版を剥離することにより、有機層だけを被成膜面に残留させる方法(剥離転写方法)である。加熱及び/又は加圧するための手段としては、公知の方法を用いることができ、例えばラミネータ、赤外線ヒータ、熱ヘッド、熱板、プレス機等を用いることができる。ラミネータとしては、例えばファーストラミネータVA−400III(大成ラミネータ(株)製)や、熱転写プリント用の熱ヘッド、熱板プレス機等を用いることができる。
【0029】
転写温度に特に限定はなく、有機層の材質や加熱部材によって変更することができるが、一般に40〜250℃が好ましく、50〜200℃がより好ましく、60〜180℃が特に好ましい。ただし転写温度の好ましい範囲は、加熱部材、転写材料及び第一の基板の耐熱性に関係しており、耐熱性が向上すればそれにともなって変化する。2種以上の転写材料を使用する場合には、最初に転写する転写材料の転写温度が、次に転写する転写材料の転写温度以上であるのが好ましい。2種以上の有機層を有する転写材料を使用する場合には、最初に転写する有機層の転写温度が次に転写する有機層の転写温度以上であるのが好ましい。
【0030】
転写圧力に特に限定はなく、有機層の材質や加圧部材によって変更することができるが、一般に0〜10 t/cmが好ましく、0〜5 t/cmがより好ましく、0〜2 t/cmが特に好ましい。ただし転写圧力の好ましい範囲は、加圧部材、転写材料及び第一の基板の耐圧性に関係しており、耐圧性が向上すればそれに伴って変化する。
【0031】
有機層又はその高分子成分のガラス転移温度又は流動開始温度は40℃以上〜転写温度+40℃以下であるのが好ましい。また転写する2種以上の有機層は少なくとも1種の共通成分を含有してもよい。
【0032】
転写前に、第一の基板及び/又は転写材料を予熱してもよい。第一の基板及び/又は転写材料の予熱温度は30℃以上〜転写温度+20℃以下であるのが好ましい。また版を引き剥がす時の温度は50℃以上〜転写温度以下であるのが好ましい。
版を剥離した後で転写された有機層を再度加熱してもよい。有機層が第一の基板の被成膜面に対面するように転写材料を第一の基板に重ねて加熱する際に、加圧も行ってもよい。
【0033】
有機層が第一の基板の被成膜面に対面するように転写材料を第一の基板に重ねる際に、転写材料の第一の基板に対する進入角度を比較的大きくする方が気泡などの巻込みが少ないので好ましい。版を第一の基板上に転写された有機層から引き剥がす際に、版の有機層に対する剥離角度を比較的大きくするのが好ましい。
【0034】
本発明では、転写・剥離工程を繰返し行い、複数の有機層を第一の基板上に積層することもできる。複数の有機層は同一の組成であっても異なっていてもよい。同一組成の場合、転写不良や剥離不良による層の抜けを防止することができるという利点がある。異なる有機層を設ける場合、機能を分離することによって発光効率を向上する設計とすることができる。例えば、本発明の転写法により第一の基板の被成膜面に、透明導電層/発光性有機層/電子輸送性有機層/電子注入層/背面電極、透明導電層/ホール注入層/ホール輸送性有機層/発光性有機層/電子輸送性有機層/電子注入層/背面電極をこの順に、又は逆の順に積層することができる。有機層は少なくとも発光性有機化合物又はキャリア輸送性有機化合物を有するのが好ましい。
【0035】
第一の基板に転写した有機層に対して、あるいは先に転写した有機層に転写した新たな有機層に対して、必要に応じて再加熱及び/又は再加圧するのが好ましい。再加熱及び/又は再加圧により有機層は第一の基板又は先に転写した有機層にいっそう密着する。再加熱温度は転写温度±50℃の範囲であるのが好ましい。
再加圧は転写圧力の±100%の範囲であるのが好ましい。
【0036】
先の転写層が次の転写層に逆転写されないように、先の転写工程と次の転写工程の間において、被成膜面に密着力を向上するための表面処理を施してもよい。
このような表面処理としては、例えばコロナ放電処理、火炎処理、グロー放電処理、プラズマ処理等の活性化処理が挙げられる。表面処理を併用する場合、逆転写しなければ、先の転写材料の転写温度が次の転写材料の転写温度未満であってもよい。
【0037】
有機電界発光素子の製造装置は、版上に真空成膜法や湿式法等により有機層を形成した転写材料を送給する装置と、転写材料を加熱及び/又は加圧しながら第一の基板の被成膜面に押し当てることにより、有機層を第一の基板の被成膜面に転写する装置と、転写後に版を有機層から引き剥がす装置とを有する構成であるのが好ましい。
【0038】
製造装置は、転写装置に送給する前に転写材料及び/又は第一の基板を予熱する手段を有するのが好ましい。また転写装置の後段に冷却装置を有してもよい。
転写装置の前面には、転写材料の第一の基板に対する進入角度を大きくするための進入角度調整部を設けてもよく、転写装置又は冷却装置の後面には、版の有機層に対する剥離角度を大きくするための剥離角度調整部を設けてもよい。以上の有機電界発光素子の製造法・装置についての詳細は特開2002−260854号や特開2002−289346号等に記載されている。
【0039】
[2] 転写材料
(1) 構成
版上に少なくとも一層の有機層を形成する。転写材料は、所定のパターン部を有する版の支持面上に有機層を均一に形成した構成を有するのが好ましい。第一の基板の被成膜面に複数の有機層を転写する場合、各有機層毎に独立した転写材料を作製してもよいし、版上に面順次(積層順)に各有機層を並べて設けた1枚の転写材料を作製してもよい。後者の転写材料を使用すれば、転写材料の交換なしに、複数の有機層を連続的に転写することができる。
【0040】
版上に2層以上の有機層を予め積層した転写材料を使用すれば、1回の転写工程で第一の基板の被成膜面に多層膜を形成することができる。版上に2層以上の有機層を予め積層する場合、積層される各有機層間の界面が均一でないと正孔や電子の移動にムラが生じてしまうので、界面を均一にするために成膜法を慎重に選ぶ。成膜法としては、薄膜が形成できれば特に限定されるものではなく、例えば湿式法、乾式法(例:蒸着法)等が挙げられる。
【0041】
面順次(積層順)に複数の有機層を並べて設けた転写材料や、複数の転写材料を使用することにより、複数の有機層を転写する場合、転写材料と第一の基板との位置合せのために、転写材料及び第一の基板にマーキングしてもよい。マーキング法としては、一般に知られている公知の方法を適宜用いることができる。
【0042】
(2) 版
版としては、通常の印刷用の凸版、平版、凹版又は孔版を使用することができる。図1〜9は、少なくともパターン部に有機層を有する版の例を示すが、これらに限定されるものではない。図1及び図2は、有機層を有する凸版の例を示す断面図及び平面図である。図1及び図2に示すように、凸版とは、所定のパターン部2と非パターン部3とが、版1の同一平面上にあり、非パターン部3がパターン部2よりも陥没しているものである。有機層4は、少なくとも凸部11からなるパターン部2に形成されている。有機層4を後述する塗布法により形成する場合、パターン部2にのみ形成するのが好ましい。有機層4が後述する真空成膜法又は蒸着法により形成される場合は、図3に示すようにパターン部2及び非パターン部3に形成される。
【0043】
凸版を使用する場合、第一の基板の被成膜面は凸版のパターン部と接触し、非パターン部とは接触しない。機械的方法により作製された凸版として、活版(活字を組んだ組版。活版には写真凸版を組み込む場合もある。)、活版を原版として合金を流し込むことにより作製される鉛版、木版、プラスチック版、ゴム版等がある。化学的方法により作製された凸版として、活版からなる原版に電気メッキを施したものがある。
【0044】
本発明において使用する凸版としては、ガラス板又は金属箔に彫刻することにより得られる彫刻凸版、及び薬液を使って銅版又は銅円筒面の所定部分を腐食するエッチングにより得られるエッチング凸版が好ましい。彫刻凸版としては、光電的に原稿を走査することにより生じた電流により刻版装置を機能させ、版材に対してダイヤモンド針によって電流の強弱に対応して版を刻む電子彫刻により得られる電子彫刻凸版が挙げられる。彫刻凸版としては、レーザー光を利用して版材に対して版を刻むレーザー彫刻凸版も挙げられる。諧調のない線画を形成するには線画凸版を適用し、写真等のように諧調が必要な画像を形成するには網目凸版や電子彫刻凸版を適用する。
【0045】
凸版のパターン部は、転写された有機層が所望のパターンとなるように配置されていればよい。例えば凸版として、板状の本体部上に有機層形成面が長方形状、正方形状又は台形状の凸部(例えば図1及び図2に示す凸版の凸部11の有機層形成面は長方形状である)が多数配列されたものが挙げられる。このような凸版を用いる場合、凸部の有機層形成面の合計面積は、転写条件やパターン形状により異なるが、転写時に凸部が潰れない程度の広さを有すればよく、版面の表面積を100とした時に5〜100であるのが好ましく、5〜95であるのがより好ましい。
凸部の高さは0.5〜50μmであるのが好ましい。凸部12の高さが0.5μm未満であると、パターン以外の部分まで有機層が転写されてしまうおそれがある。
【0046】
図4及び図5は、有機層を有する凹版の例を示す断面図及び平面図である。図4及び図5に示すように、凹版とは、所定のパターン部2と非パターン部3とが同一平面上にあり、パターン部2が非パターン部3よりも陥没しており、凸版と反対の型である。有機層4は、少なくとも凹部12からなるパターン部2に形成されている。凹版を使用する場合、図6に示すように凹版全面に有機層4を形成し、非パターン部3の有機層4を除去し(拭き取るか又は掻き落す)、凹部12のみに有機層4を残す。機械的方法により作製された凹版として、銅版等に彫刻することにより得られる彫刻凹版がある。彫刻凹版としては、上述の電子彫刻により得られる電子彫刻グラビア版が挙げられる。彫刻凹版としては、レーザー彫刻凹版も挙げられる。化学的方法により作製された凹版として、薬液を使って銅版又は銅円筒面の所定部分を腐食するエッチングにより得られる写真画像用のグラビア版がある。
【0047】
図7及び図8は、有機層を有する平版の例を示す断面図及び平面図である。図7及び図8に示すように、平版は、所定のパターン部2と非パターン部3とが巨視的には同一平面として構成されているものである。例えば有機層用塗布液を用いて平版上に有機層を形成する場合、ガラス板又は金属箔からなる基材の版面のうちパターン部を形成する部分に親液化処理を施し、非パターン部を形成する部分に撥液処理を施す。このようにして作製した平版の全面に、図9に示すように有機層用塗布液4’を塗布すると、親液化処理されたパターン部2にのみ有機層用塗布液4’が残留するので、図7及び図8に示すように有機層4はパターン部2にのみ形成される。
【0048】
このように平版は化学的方法により作製するものであり、機械的方法では作製できない。平版としては、炭酸カルシウムを主成分とする石版、亜鉛、アルミニウム等の板を用いた金属平版、2種の異なる金属層により構成される版材を支持版上に設けた多層平版、ゼラチンを主成分とする感光液をガラス基材等に塗布したコロタイプ版等が挙げられる。コロタイプ版を使用した場合、ネガを焼き付けると露光部分が硬化するので、非硬化部分に有機層用塗布液を吸収させる(吸収により膨潤してもよい)ことによりパターン部を形成することができる。平版を使用する場合、第一の基板の被成膜面は転写材料のほぼ全面と接触する。
【0049】
孔版は、所定のパターン部が表裏貫通している膜状又は板状のものである。孔版を使用する場合、貫通部分に有機層を充填し、これを乾燥膜として使用する。
孔版としては、パターン部が網目状に形成された金網等からなる謄写版、非パターン部に樹脂を充填した絹網からなるシルクスクリーン版等がある。
【0050】
転写時に気泡が入りにくい点、版作製時における材料ロスが少ない点、転写材料作製時における材料ロスが少ない点等から、版としては凸版が好ましい。
【0051】
第一の基板上に所定の有機層パターンを正確に形成できるように、凸版又は凹版を使用する場合、凸版の凸部及び凹版の凹部はその背面(支持面と反対側の面)に向かってテーパ状になっているのが好ましい。
【0052】
版を作製するための基材は、化学的及び熱的に安定であれば、特に限定されない。版を作製するための基材の具体例としては、ガラスからなる板又は薄膜;アルミ箔、銅箔、ステンレス箔、金箔、銀箔等の金属箔;ポリイミド、液晶性ポリマー、フッ素樹脂[例えば4フッ化エチレン樹脂(PTFE)、3フッ化塩化エチレン樹脂(PCTFE)]、ポリエステル[例えば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(PEN)]、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリオレフィン(例えばポリエチレン、ポリプロピレン)、ポリアリレート、硬質塩化ビニル等からなるプラスチックシート等を挙げることができる。
【0053】
版は上記材料群の中から選択された単一の材料から構成されてもよいが、上記材料群の中から複数選択された積層体であってもよい。中でも版は、加工のしやすさやコストの点からガラス板、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔又はこれらのいずれかを含む積層体から構成されるのが好ましい。版の厚さに特に限定はなく、製造設備に組み込まれる仕様に合わせて適宜選択することができる。但し繰り返しの使用に耐えられるように、差し支えない範囲で厚いほど好ましい。版の厚さは、材質にもよるが一般的には0.5 mm〜5 mである。版の構造及び大きさについては、特に制限はなく、製造設備の仕様、目的等に応じて適宜選択することができる。
【0054】
版の有機層を形成する面(支持面)の純水に対する接触角(以下特段の断りがない限り、単に「接触角」という)は、50°以上であるのが好ましく、60°以上であるのがより好ましく、70°以上であるのが特に好ましい。接触角が50°未満の版を用いると、有機層の版との密着度が上がるため、転写性が悪化する恐れがある。有機層を塗布により設ける場合、塗布液の組成にもよるが、接触角が90°を超えていると、塗布ムラが発生することがあるので好ましくない。しかし有機層を真空成膜法や転写剥離法等の乾式法により設ける場合、接触角の上限に特に限定はない。
【0055】
本明細書において、「接触角」とは、版の支持面と純水の水滴との接触点から水滴へ引いた接線と、支持面とがなす角のことである。接触角の測定法としては、滴下直後の静置された水滴を測定できる一般の接触角測定機を用いる方法であれば特に限定されない。接触角測定機としては、例えば協和界面科学(株)製の接触角計(型番CA−X、画像処理式)を挙げることができる。接触角の測定環境としては、温度が21〜24℃であり、相対湿度が45〜55%であり、かつ試料量が1 pL〜0.1 mLであるのが好ましい。なお試料量を1 pL以上〜1 μL未満にする場合、接触角計として協和界面科学(株)製の型番MCA−1を使用するのが好ましい。
【0056】
接触角を50°以上の範囲にするために、版の支持面に表面撥水処理を施してもよい。表面撥水処理としてはフッ素化処理を挙げることができる。フッ素化処理方法としては、フロロカーボンガス(CFガス等)を用いたプラズマ処理を施す方法や、フッ素化アルキルカップリング剤の蒸気に曝す方法等が挙げられる。フッ素化アルキルカップリング剤としては、例えばパーフルオロアルキル官能性シランが挙げられる。パーフルオロアルキル官能性シランとしてはパーフロロアルキルトリメトキシシランが好ましい。
【0057】
版の支持面に離型効果を有する成分(離型剤)を含む剥離層を設けてもよい。版の支持面に剥離層を設けることにより、転写材料を第一の基板に重ねて加熱処理及び/又は加圧処理を施した後、版を引き剥がす時に有機層が版側に融着せず、有機層を効率よく第一の基板に転写することができる。
【0058】
版の支持面のJIS B0601−1982により規定される表面粗さの最大高さRmaxは、転写材料に転写される有機層の膜厚を100とした場合に0以上〜50以下であるのが好ましい。上記最大高さRmaxが50を超えると、転写率が低下するだけでなく、剥離転写法により有機層を形成した際に成膜不良(例えば接合界面の密着不良)や膜強度の低下を生じるので、作製した有機EL素子に性能の不均一(例えば短絡や欠落による発光不良)が発生する。上記最大高さRmaxは0.0001〜25であるのが好ましく、0.01〜25であるのがより好ましく、0.01〜10であるのが特に好ましい。
最大高さRmaxを測定する方法としては、原子間力顕微鏡法、共焦点顕微鏡法、触針法、光学顕微干渉法、多重干渉法、光切断法等が挙げられるが、原子間力顕微鏡法及び共焦点顕微鏡法を用いるのが好ましい。
【0059】
上記最大高さRmaxを調整するために、版の支持面に平滑層を設けてもよい。平滑層を構成するための材料としては、有機電界発光素子の発光性能等を悪化するものでなければ特に限定されない。平滑層を構成するための材料として、熱硬化性有機化合物、紫外線硬化性有機化合物、電子線硬化性有機化合物、無機酸化物及び無機窒化物からなる群から選ばれた少なくとも一種が好ましく用いられる。
【0060】
上述の表面撥水処理を施す前、あるいは剥離層又は平滑層を設ける前に、版の支持面に前処理を施してもよい。前処理としては、アンダーコート層を設けたり、コロナ放電処理、プラズマ処理、オゾン処理、火炎処理、グロー放電処理等の活性化処理を施したりすることによる表面処理を挙げることができる。これにより撥水性被膜、剥離層又は平滑層と、版の支持面との密着性が向上する。
【0061】
(3) 有機層
有機層は、一対の電極とともに有機電界発光素子を構成する層であって、主成分として有機化合物を含有し、それぞれの特質から発光性有機層、電子輸送性有機層、ホール輸送性有機層、電子注入層、ホール注入層等が挙げられる。また発色性を向上するための種々の層を挙げることができる。各層に用いる化合物の具体例については、例えば「月刊ディスプレイ」1998年10月号別冊の「有機ELディスプレイ」(テクノタイムズ社)等に記載されている。
【0062】
有機層自体又はその中の高分子成分のガラス転移温度は40℃以上〜転写温度+40℃以下が好ましく、50℃以上〜転写温度+20℃以下がより好ましく、60℃以上〜転写温度以下が特に好ましい。また転写材料に設ける有機層自体及びその中の高分子成分の流動開始温度は40℃以上〜転写温度+40℃以下が好ましく、50℃以上〜転写温度+20℃以下がより好ましく、60℃以上〜転写温度以下が特に好ましい。ガラス転移温度は、示差走査熱量測定装置(DSC)により測定することができる。また流動開始温度は、例えば島津製作所(株)製のフローテスターCFT−500を用いて測定することができる。
【0063】
(a) 発光性有機層
発光性有機層は少なくとも一種の発光性化合物を含有する。発光性化合物は特に限定的ではなく、蛍光発光性化合物であっても燐光発光性化合物であってもよい。また蛍光発光性化合物及び燐光発光性化合物を同時に用いてもよい。本発明においては、発光輝度及び発光効率の点から燐光発光性化合物を用いるのが好ましい。
【0064】
蛍光発光性化合物としては、ベンゾオキサゾール誘導体、ベンゾイミダゾール誘導体、ベンゾチアゾール誘導体、スチリルベンゼン誘導体、ポリフェニル誘導体、ジフェニルブタジエン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、ナフタルイミド誘導体、クマリン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、オキサジアゾール誘導体、アルダジン誘導体、ピラリジン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、ビススチリルアントラセン誘導体、キナクリドン誘導体、ピロロピリジン誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族ジメチリデン化合物、金属錯体(8−キノリノール誘導体の金属錯体、希土類錯体等)、高分子発光性化合物(ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等)等が使用できる。これらは単独で用いても2種以上を混合して用いてもよい。
【0065】
燐光発光性化合物は、好ましくは三重項励起子から発光することができる化合物であり、オルトメタル化錯体及びポルフィリン錯体が好ましい。ポルフィリン錯体の中ではポルフィリン白金錯体が好ましい。燐光発光性化合物は単独で使用しても2種以上を併用してもよい。
【0066】
本発明でいうオルトメタル化錯体とは、山本明夫著「有機金属化学 基礎と応用」,150頁及び232頁,裳華房社(1982年)、H. Yersin著「Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds」,71〜77頁及び135〜146頁,Springer−Verlag社(1987年)等に記載されている化合物群の総称である。オルトメタル化錯体を形成する配位子は特に限定されないが、2−フェニルピリジン誘導体、7,8−ベンゾキノリン誘導体、2−(2−チエニル)ピリジン誘導体、2−(1−ナフチル)ピリジン誘導体又は2−フェニルキノリン誘導体であるのが好ましい。これら誘導体は置換基を有してもよい。またこれらのオルトメタル化錯体形成に必須の配位子以外に他の配位子を有していてもよい。オルトメタル化錯体を形成する中心金属としては、遷移金属であればいずれも使用可能であり、本発明ではロジウム、白金、金、イリジウム、ルテニウム、パラジウム等が好ましい。このようなオルトメタル化錯体を含む有機化合物層は、発光輝度及び発光効率に優れている。オルトメタル化錯体については、特開2002−319491号の段落番号0201〜0231に具体例が記載されている。
【0067】
本発明で用いるオルトメタル化錯体は、Inorg. Chem., 30, 1685, 1991、Inorg. Chem., 27, 3464, 1988、Inorg. Chem., 33, 545, 1994、Inorg. Chim. Acta, 181, 245, 1991、J. Organomet. Chem., 335, 293, 1987、J. Am. Chem. Soc., 107, 1431, 1985等に記載の公知の方法により合成することができる。
【0068】
発光性有機層中の発光性化合物の含有量は特に制限されないが、例えば0.1〜70質量%であるのが好ましく、1〜20質量%であるのがより好ましい。発光性化合物の含有量が0.1質量%未満であるか又は70質量%を超えると、その効果が十分に発揮されないことがある。
【0069】
発光性有機層は必要に応じてホスト化合物、ホール輸送材料、電子輸送材料、電気的に不活性なポリマーバインダー等を含有してもよい。なおこれらの材料の機能は1つの化合物により同時に達成できることがある。例えば、カルバゾール誘導体はホスト化合物として機能するのみならず、ホール輸送材料としても機能する。
【0070】
ホスト化合物とは、その励起状態から発光性化合物へエネルギー移動が起こり、その結果その発光性化合物を発光させる化合物である。その具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン化合物、ポルフィリン化合物、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体の金属錯体、メタルフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾール等を配位子とする金属錯体、ポリシラン化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。ホスト化合物は1種単独で使用しても2種以上を併用してもよい。ホスト化合物の発光性有機層における含有率としては0〜99.9質量%であるのが好ましく、0〜99.0質量%であるのがより好ましい。
【0071】
ホール輸送材料は、陽極からホールを注入する機能、ホールを輸送する機能、及び陰極から注入された電子を障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に限定されず、低分子材料であっても高分子材料であってもよい。その具体例としては、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン化合物、芳香族ジメチリデン化合物、ポルフィリン化合物、ポリシラン化合物、ポリ(N−ビニルカルバゾール)誘導体、アニリン共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。ホール輸送材料の発光性有機層における含有率としては0〜99.9質量%であるのが好ましく、0〜80.0質量%であるのがより好ましい。
【0072】
電子輸送材料は、陰極から電子を注入する機能、電子を輸送する機能、及び陽極から注入されたホールを障壁する機能のいずれかを有しているものであれば特に限定されない。その具体例としては、例えばトリアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フルオレノン誘導体、アントラキノジメタン誘導体、アントロン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、カルボジイミド誘導体、フルオレニリデンメタン誘導体、ジスチリルピラジン誘導体、ナフタレンペリレン等の複素環テトラカルボン酸無水物、フタロシアニン誘導体、8−キノリノール誘導体等の金属錯体、メタロフタロシアニン、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾール等を配位子とする金属錯体、アニリン共重合体、チオフェンオリゴマー、ポリチオフェン等の導電性高分子、ポリチオフェン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。これらは単独で使用しても2種以上を混合して使用してもよい。電子輸送材料の発光性有機層における含有率としては0〜99.9質量%であるのが好ましく、0〜80.0質量%であるのがより好ましい。
【0073】
ポリマーバインダーとしては、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ABS樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラール、ポリビニルアセタール等が使用可能である。これらは1種単独で使用しても良いし、2種以上を併用しても良い。ポリマーバインダーを含有する発光性有機層は、湿式成膜法により容易に大面積に塗布形成することができる。
【0074】
発光性有機層の厚さは10〜200 nmとするのが好ましく、20〜80 nmとするのがより好ましい。厚さが200 nmを超えると駆動電圧が上昇することがある。一方10
nm未満であると有機電界発光素子が短絡することがある。
【0075】
(b) ホール輸送性有機層
有機電界発光素子は、必要に応じて上記(a)で述べたホール輸送材料からなるホール輸送性有機層を有してよい。ホール輸送性有機層は上記(a)で述べたポリマーバインダーを含有してもよい。ホール輸送性有機層の厚さは10〜200 nmとするのが好ましく、20〜80 nmとするのがより好ましい。厚さが200 nmを超えると駆動電圧が上昇することがあり、10 nm未満であると有機電界発光素子が短絡することがある。
【0076】
(c) 電子輸送性有機層
有機電界発光素子は、必要に応じて上記(a)で述べた電子輸送材料からなる電子輸送性有機層を有してもよい。電子輸送性有機層は上記(a)で述べたポリマーバインダーを含有してもよい。電子輸送性有機層の厚さは10〜200 nmとするのが好ましく、20〜80 nmとするのがより好ましい。厚さが200 nmを超えると駆動電圧が上昇することがあり、10 nm未満であると有機電界発光素子が短絡することがある。
【0077】
(d) 塗布液用溶剤
以上の有機層を湿式成膜法により塗布形成する場合、有機層の材料を溶解し、塗布液を調整するために用いる溶剤には、特に制限はなく、正孔輸送材、オルトメタル化錯体、ホスト材、ポリマーバインダー等の種類に応じて適宜選択することができる。溶剤としては、例えばクロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、1,2−ジクロロエタン、クロロベンゼン等のハロゲン系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、n−プロピルメチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン系溶剤;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸n−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、炭酸ジエチル等のエステル系溶剤;テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル系溶剤;ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド系溶剤;ジメチルスルホキシド;水等が挙げられる。塗布液において、溶剤に対する固形分量には特に制限はなく、塗布液の粘度も湿式成膜方法に応じて任意に選択することができる。
【0078】
なお複数の有機層を形成する際に、本発明の転写法以外に蒸着法やスパッタ法等の乾式成膜法;ディッピング法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、グラビアコート法等の湿式成膜法;印刷法等を併用することも出来る。
【0079】
(4) 版上への有機層の形成
版上への有機層の形成は、有機層が有機層主成分又はバインダーとして高分子化合物を含む場合と、低分子化合物からなる場合によって好ましい方法が異なる。有機層が有機層主成分又はバインダーとして高分子化合物を含む場合、湿式法により版上に形成するのが好ましい。これには、有機層用材料を有機溶剤に所望の濃度に溶解し、得られた溶液を版上に塗布する。塗布法としては、有機層の乾燥膜厚が200 nm以下で均一な膜厚分布が得られれば特に制限はなく、スピンコート法、グラビアコート法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、バーコート法、エクストルージェンコート法、インクジェット塗布法等が挙げられる。中でもロールツーロールによる生産性の高いエクストルージェンコート法が好ましい。
【0080】
有機層が低分子化合物からなる場合、有機層の乾燥膜厚が200 nm以下で均一な膜厚分布が得られれば形成方法に特に制限はなく、高分子化合物を用いる場合の塗布法に加え、真空成膜法又は蒸着法も用いることができる。例えば物理的な真空成膜法としては、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、レーザアブレーションMBE法、MOMBE法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、クラスタイオンビーム法、グロー放電スパッタリング法、イオンビームスパッタリング法、反応性スパッタリング法等を挙げることができる。化学的な真空成膜法としては、熱CVD法、MOCVD(MOVPE)法、RFプラズマCVD法、ECRプラズマCVD法、光CVD法、レーザCVD法、水銀増感法等を挙げることができる。中でも真空蒸着法が好ましい。これらの方法の詳細については、日本表面科学会編「〔図解〕薄膜技術」に記載されている。
【0081】
[3] 有機電界発光素子
(1) 構成
本発明の有機電界発光素子は、少なくとも透明の基板、透明の電極層、少なくとも一層の有機層、透明又は不透明の電極層、透明又は不透明の基板の順で構成されており、有機層のうち少なくとも一層が発光性有機層であるのが好ましい。さらに有機電界発光素子の全体構成としては、第一の基板/透明導電層/発光性有機層/背面電極/第二の基板、第一の基板/透明導電層/発光性有機層/電子輸送性有機層/背面電極/第二の基板、第一の基板/透明導電層/ホール輸送性有機層/発光性有機層/電子輸送性有機層/背面電極/第二の基板、第一の基板/透明導電層/ホール輸送性有機層/発光性有機層/背面電極/第二の基板、第一の基板/透明導電層/発光性有機層/電子輸送性有機層/電子注入層/背面電極/第二の基板、第一の基板/透明導電層/ホール注入層/ホール輸送性有機層/発光性有機層/電子輸送性有機層/電子注入層/背面電極/第二の基板等をこの順に積層した構成が挙げられる。第一の基板と第二の基板との間の積層構成は、上記の例と逆であってもよい。発光性有機層は蛍光発光性化合物及び/又は燐光発光性化合物を含有し、通常透明導電層から発光が取り出される。各層に用いる化合物の具体例については、例えば「月刊ディスプレイ」1998年10月号別冊の「有機ELディスプレイ」(テクノタイムズ社)等に記載されている。
【0082】
(2) 基板
(a) 第一の基板
第一の基板は、剥離転写法により転写材料の有機層が転写される支持体としての機能を有する。第一の基板の熱線膨張係数は数20 ppm/℃以下であるのが好ましい。熱線膨張係数は、一定速度で加熱し、試料の長さの変化を検知する方法(例えばTMA法)により測定することができる。熱線膨張係数が20 ppm/℃よりも大きいと、貼合せ工程や使用時の熱等で電極や有機層の剥がれの原因となり、耐久性悪化の原因となる。
【0083】
第一の基板を構成するための基材は、熱線膨張係が数20 ppm/℃以下であれば特に限定されないが、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性及び加工性に優れ、且つ低通気性及び低吸湿性であるのが望ましい。具体的には、金属材料、無機材料、プラスチック材料が挙げられる。金属材料を用いる場合、金属箔の片面又は両面に絶縁層を設けた構成とするのが好ましい。金属箔としては特に限定されず、アルミニウム箔、銅箔、ステンレス箔、金箔、銀箔等の金属箔を用いることができる。中でも加工の容易さ及びコストの観点からアルミニウム箔又は銅箔が好ましい。無機材料としては、ジルコニア安定化イットリウム(YSZ)、ガラス等が挙げられる。プラスチック材料としては、特にポリイミドや液晶ポリマーが好ましく用いることができる。これらのプラスチック材料の性質等の詳細については「プラスチック・データブック」(旭化成アミダス(株)「プラスチック」編集部編)等に記載されている。第一の基板は単一の部材で形成しても、二種以上の部材で構成してもよい。中でもフレキシブルな有機電界発光素子を形成するために、プラスチック材料と金属材料の積層体が好ましい。
【0084】
第一の基板の形状、構造、大きさ等は有機電界発光素子の用途及び目的に応じて適宜選択することができる。形状は板状または連続ウエブとするのが一般的である。構造は単層構造であっても積層構造であってもよい。第一の基板は無色透明であっても有色透明であってもよいが、発光性有機層から発せられる光を散乱又は減衰させることがない点で実質的に無色透明であるのが好ましい。実質的に無色透明であるとは光の透過率が10%以上であることを意味する。第一の基板の光透過率は好ましくは50%以上、特に好ましくは70%以上である。
【0085】
第一の基板の電極側の面、電極と反対側の面又はその両方に透湿防止層(ガスバリア層)や絶縁層を設けてもよい。特に第一の基板が金属材料の場合、絶縁層は好ましく用いられる。このとき、第一の基板に設けた透湿防止層(ガスバリア層)や絶縁層の熱線膨張係数も20 ppm/℃以下であるのが好ましい。熱線膨張係数が20 ppm/℃以下の透湿防止層(ガスバリア層)や絶縁層を形成する材料としては、酸化珪素、酸化ゲルマニウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化銅等の金属酸化物や、窒化珪素、窒化ゲルマニウム、窒化アルミニウム等の金属窒化物が好ましく、これらを一種又は二種以上を組合せて用いることができる。
【0086】
金属酸化物及び/又は金属窒化物の無機絶縁層の厚さは10〜1000 nmであるのが好ましい。無機絶縁層が10 nmより薄いと絶縁性が低すぎる。無機絶縁層が1000 nmより厚いとクラックが生じやすくなり、ピンホールができて絶縁性が低下する。金属酸化物及び/又は金属窒化物の絶縁層を成膜する方法は限定的でなく、蒸着法、スパッタリング法、CVD法等の乾式法や、ゾル−ゲル法等の湿式法、金属酸化物及び/又は金属窒化物の粒子を溶剤に分散し塗布する方法等を利用することができる。
【0087】
絶縁層を、前述した熱線膨張係数が20 ppm以下のプラスチック材料や、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジギリコールカーボネート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)、ポリイミド等のプラスチックにより形成することができる。ポリイミド等を絶縁層として用いる場合には、ポリイミド等のシートとアルミ箔を積層するのが好ましい。ポリイミド等のシートの厚さは10〜200μmであるのが好ましい。ポリイミド等のシートが10μmより薄いと積層時のハンドリングが困難になる。ポリイミド等のシートが200μmよりも厚いと可撓性が損なわれ、ハンドリングが不便になる。
【0088】
絶縁層は金属箔の片面だけに設けても良いが、両面に設けても良い。両面に設ける場合、両面とも金属酸化物及び/又は金属窒化物であっても良く、また両面ともポリイミドのようなプラスチック絶縁層であっても良い。また一方の片面が金属酸化物及び/又は金属窒化物からなる絶縁層であり、他方の片面がポリイミドシート絶縁層であっても良い。さらに必要によりハードコート層やアンダーコート層を設けても良い。
【0089】
第一の基板の水分透過率は、JIS K7129Bに準拠した方法であって、主としてMOCON法により測定した値が0.1 g/m・day以下であるのが好ましく、0.05 g/m・day以下であるのがより好ましく、0.01 g/m・day以下であるのが特に好ましい。さらには第一の基板の酸素透過率がJIS K7126B法に準拠した方法であって、主としてMOCON法により測定した値が0.1 ml/m・day・atm以下であるのが好ましく、0.05 ml/m・day・atm以下であるのがより好ましく、0.01 ml/m・day・atm以下であるのが特に好ましい。
【0090】
(b) 第二の基板
第二の基板は、剥離転写法による転写、又はその繰り返しにより第一の基板上に形成された単層又は積層の有機層の上面に設ける。第二の基板に関する要件は、上記(a)で述べた第一の基板に関するものと同じである。但し第二の基板は、第一の基板と同じ物性値(熱線膨張係数、光透過率、水分透過率、酸素透過率等)を有するのが好ましい。例えば第一の基板及び第二の基板の熱線膨張係数はともに20 ppm/℃以下であるのが好ましい。有機EL素子から発光を取り出す際の光の散乱や減衰を抑えるため、第一の基板及び第二の基板の少なくとも一方は無色透明であるのが好ましい。
【0091】
第一の基板及び第二の基板は少なくとも電極を有する。さらに第一の基板及び第二の基板は少なくとも一層の有機層を有していてもよい。電極は、所望のパターンや素子設計などに応じ、第一の基板及び第二の基板の面の一部又は全面に設けられる。
【0092】
(3) 電極
一対の電極は、一方を透明導電層とし、他方を背面電極とするのが好ましい。陽極又は陰極のどちらを透明導電層とするかは有機薄膜素子を構成する組成によって決まる。
(a) 陽極
陽極としては、通常、有機電界発光層に正孔を供給する機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等について特に制限はなく、発光素子の用途及び目的に応じて、公知の電極の中から適宜選択することができる。
【0093】
陽極の材料としては、例えば金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が4eV以上の材料を用いる。具体例としては、アンチモンをドープした酸化スズ(ATO)、フッ素をドープした酸化スズ(FTO)、半導性金属酸化物(酸化スズ、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等)、金属(金、銀、クロム、ニッケル等)、これら金属と導電性金属酸化物との混合物又は積層物、無機導電性物質(ヨウ化銅、硫化銅等)、有機導電性材料(ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール等)及びこれとITOとの積層物等が挙げられる。
【0094】
陽極は印刷法、コーティング法等の湿式方法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方法、CVD法、プラズマCVD法等の化学的方法等によって基板支持体(第一の基板又は第二の基板)上に形成することができる。形成方法は透明導電層材料との適性を考慮して適宜選択すればよい。例えば、陽極の材料としてITOを用いる場合には、直流又は高周波スパッタ法、真空蒸着法、イオンプレーティング法等を用いればよい。また陽極の材料として有機導電性材料を用いる場合には、湿式成膜法を用いてよい。
【0095】
なお陽極層のパターニングは、フォトリソグラフィー等による化学的エッチング、レーザ等を用いた物理的エッチング等により行うことができる。またマスクを用いた真空蒸着法やスパッタリング法、リフトオフ法、印刷法等によりパターニングしてもよい。
【0096】
陽極層の厚さはその材料に応じて適宜選択すればよいが、通常10 nm〜50μmであり、好ましくは50 nm〜20μmである。陽極の抵抗値としては、10Ω/□以下が好ましく、10Ω/□以下がより好ましい。10Ω/□以下の場合、バスライン電極を設置することにより性能の優れた大面積発光素子を得ることができる。
【0097】
陽極は無色透明であっても、有色透明であっても、不透明であっても良いが、陽極を透明陽極とし、透明陽極側から発光を取り出す場合にその透過率としては60%以上とするのが好ましく、70%以上とするのがより好ましい。透過率は、分光高度計を用いた公知の方法に従って測定できる。透明陽極としては「透明導電膜の新展開」(沢田豊監修、シーエムシー刊、1999年)等に詳細に記載されている電極も本発明に適用できる。特に耐熱性の低いプラスチック基板支持体を用いる場合は、透明陽極を形成する透明導電層材料としてITO又はIZOを使用し、150℃以下の低温で成膜するのが好ましい。
【0098】
(b) 陰極
陰極としては、通常、有機電界発光層に電子を注入する機能を有していればよく、その形状、構造、大きさ等については特に制限はなく、発光素子の用途及び目的に応じて、公知の電極の中から適宜選択することができる。
【0099】
陰極を形成する材料としては、金属、合金、金属酸化物、電気伝導性化合物、これらの混合物等を用いることができ、好ましくは仕事関数が4.5 eV以下の材料を用いる。具体例としては、アルカリ金属(Li、Na、K、Cs等)、アルカリ土類金属(Mg、Ca等)、金、銀、鉛、アルミニウム、ナトリウム−カリウム合金、リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−銀合金、インジウム、希土類金属(イッテルビウム等)等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいが、安定性と電子注入性とを両立させるためには2種以上を併用するのが好ましい。これら材料の中で、電子注入性の観点からはアルカリ金属及びアルカリ土類金属が好ましく、保存安定性の観点からはアルミニウムを主体とする材料が好ましい。ここでアルミニウムを主体とする材料とは、アルミニウム単独のみならず、アルミニウムと0.01〜10質量%のアルカリ金属又はアルカリ土類金属との合金又は混合物(リチウム−アルミニウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金等)を指す。
【0100】
陰極を透明陰極とし、陰極側から光を取り出す場合、光に対して実質上透明で有ればよい。具体的には、その透過率としては60%以上とするのが好ましく、70%以上とするのがより好ましい。電子注入性と透明性を両立するためには、上記金属からなる薄膜層と透明導電層との2層構造をとることもできる。なお金属薄膜層の材料については、特開平2−15595号、特開平5−121172号に詳述されている。金属薄膜層の厚みは1 nm以上50 nm以下であるのが好ましい。金属薄膜層の厚みが1 nm以下であると、均一に薄膜層を成膜することが困難になる。一方50 nmよりも厚いと透明性が悪くなる。
【0101】
2層構造をとる場合の透明導電層に用いられる材料としては、導電性、半導性が有り、かつ透明である材料であるならば特に限定されることはない。上記(a)で陽極の例として挙げた材料が好適に用いることができ、中でも例えばアンチモンやフッ素等をドープした酸化錫(ATO、FTO)、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム、酸化インジウム錫(ITO)、酸化亜鉛インジウム(IZO)等を挙げることができる。透明陰極の厚みは30 nm以上500 nm以下であるのが好ましい。透明陰極の厚みが30 nmよりも薄いと導電性及び半導性が劣り、500 nmよりも厚いと生産性が悪い。
【0102】
陰極の形成法に特に制限はなく、公知の方法に従って行うことができるが、本発明においては真空機器内で行うのが好ましい。陰極は印刷法、コーティング法等の湿式方法、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的方法、CVD法、プラズマCVD法等の化学的方法等によって形成することができる。形成方法は陰極材料との適性を考慮して適宜選択すればよい。例えば陰極の材料として2種以上の金属等を用いる場合、その材料を同時又は順次にスパッタして形成できる。有機伝導性材料を用いる場合は、湿式成膜法を用いても良い。また陰極のパターニングは透明導電層と同様に行なうことができる。
【0103】
陰極と有機電界発光層との間にアルカリ金属又はアルカリ土類金属のフッ化物等による誘電体層を0.1〜5 nmの厚みで挿入してもよい。誘電体層は、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等により形成することができる。
【0104】
(4) 有機電界発光層(エレクトロルミネッセンス層)
有機電界発光層を構成する有機層及びその形成方法については、上記[2](3)で述べた通りなので説明を省略する。
【0105】
(5) その他の層
有機電界発光素子を構成する層として、発光性能の劣化を防止するために保護層や封止層を設けるのが好ましい。さらに転写材料においては発光性能に影響しなければ、転写性を向上するために版と有機層の間に剥離層を設けたり、有機層と被成膜面の間に接着層を設けてもよい。
【0106】
(a) 保護層
有機電界発光素子は、特開平7−85974号、同7−192866号、同8−22891号、同10−275682号、同10−106746号等に記載の保護層を有していてもよい。保護層は有機電界発光素子の最上面に形成する。ここで最上面とは、例えば基板支持体、透明導電層、有機化合物層及び背面電極をこの順に積層する場合には背面電極の外側表面を指し、また例えば基板支持体、背面電極、有機化合物層及び透明導電層をこの順に積層する場合には透明導電層の外側表面を指す。保護層の形状、大きさ、厚さ等は特に限定的でない。保護層の材料としては、水分や酸素等の有機電界発光素子を劣化させ得るものが素子内に侵入又は透過するのを抑制する機能を有しているものであれば特に限定されず、例えば一酸化ケイ素、二酸化ケイ素、一酸化ゲルマニウム、二酸化ゲルマニウム等が使用できる。
【0107】
保護層の形成方法には特に限定はなく、例えば真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子センエピタキシ法、クラスターイオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザCVD法、熱CVD法、コーティング法等が適用できる。
【0108】
(b) 封止層
有機電界発光素子には水分や酸素の侵入を防止するための封止層を設けるのが好ましい。封止層を形成する材料としては、テトラフルオロエチレンと少なくとも1種のコモノマーとの共重合体、共重合主鎖に環状構造を有する含フッ素共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、ポリユリア、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリジクロロジフルオロエチレン、クロロトリフルオロエチレン又はジクロロジフルオロエチレンと他のコモノマーとの共重合体、吸水率1%以上の吸水性物質、吸水率0.1%以下の防湿性物質、金属(In、Sn、Pb、Au、Cu、Ag、Al、Ti、Ni等)、金属酸化物(MgO、SiO、SiO、Al、GeO、NiO、CaO、BaO、Fe、Y、TiO等)、金属フッ化物(MgF、LiF、AlF、CaF等)、液状フッ素化炭素(パーフルオロアルカン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等)、液状フッ素化炭素に水分や酸素の吸着剤を分散させたもの等が使用可能である。
【0109】
外部からの水分や酸素を遮断する目的で、有機化合物層を封止板、封止容器等の封止部材により封止するのが好ましい。封止部材を背面電極側のみに設置しても、発光積層体全体を封止部材で覆ってもよい。有機化合物層を封止でき外部の空気を遮断することができれば、封止部材の形状、大きさ、厚さ等は特に限定されない。封止部材に用いる材料としては、ガラス、ステンレススチール、金属(アルミニウム等)、プラスチック(ポリクロロトリフルオロエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート等)、セラミック等が使用できる。
【0110】
封止部材を発光積層体に設置する際には、適宜封止剤(接着剤)を用いてもよい。発光積層体全体を封止部材で覆う場合は、封止剤を用いずに封止部材同士を熱融着してもよい。封止剤としては紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、二液型硬化樹脂等が使用可能である。
【0111】
さらに封止容器と有機電界発光素子の間の空間に水分吸収剤又は不活性液体を挿入してもよい。水分吸収剤は特に限定されず、具体例としては酸化バリウム、酸化ナトリウム、酸化カリウム、酸化カルシウム、硫酸ナトリウム、硫酸カルシウム、硫酸マグネシウム、五酸化リン、塩化カルシウム、塩化マグネシウム、塩化銅、フッ化セシウム、フッ化ニオブ、臭化カルシウム、臭化バナジウム、モレキュラーシーブ、ゼオライト、酸化マグネシウム等が挙げられる。不活性液体としてはパラフィン類、流動パラフィン類、フッ素系溶剤(パーフルオロアルカン、パーフルオロアミン、パーフルオロエーテル等)、塩素系溶剤、シリコーンオイル類等が使用できる。
【0112】
本発明の発光素子は、陽極と陰極との間に直流(必要に応じて交流成分を含んでもよい)電圧(通常2〜40 V)、又は直流電流を印加することにより、発光させることができる。本発明の発光素子の駆動については、特開平2−148687号、同6−301355号、同5−29080号、同7−134558号、同8−234685号、同8−241047号、米国特許5828429号、同6023308号、日本特許第2784615号等に記載の方法を利用することができる。
【0113】
【実施例】
本発明を以下の実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に限定されるものではない。
【0114】
実施例1〜 16(版上への有機層の形成が真空成膜による例)
(A) 版の作製
0.5 mm(厚さ)×5 cm×5 cmの石英ガラス板[熱線膨張係数:0.8 ppm/℃(TMA測定、10℃/min)]の中央部の正方形状領域(一辺の長さ:20 mm)に、フォトリソグラフィー法(石英ガラス板のパターン部を形成する部分にマスクをし、エッチングにより非パターン部を除去することにより凸部を形成した)により5μm(高さ)×100μm×50μmの凸部を25μmの間隔で設けたパターン部を有する版を作製した。
【0115】
(B) 基板の作製
表1に示す材料及び手順に従い、第一の基板又は第二の基板として使用するための9種類の基板[2.5 cm(縦)×2.5 cm(横)]を作製した。得られた基板No.101〜109について、熱線膨張係数を測定した。結果を表1に示す。
【0116】
【表1】

Figure 2004311111
注:(1) TMA法により測定した(昇温速度:10℃/min)。
【0117】
(C) 転写材料の作製
上記(A)で作製した各版上に、真空蒸着法によりトリス(2−フェニルピリジル)イリジウム錯体[燐光発光材(オルトメタル錯体)]、及び4,4’−N,N’−ジカルバゾールビフェニル(ホスト材)をそれぞれ0.1 nm/秒、1 nm/秒の速度で共蒸着し、40 nmの厚さの発光性有機層を形成し、転写材料を作製した。
【0118】
(D) 積層体D(基板/陰極)の作製
表1に示す各基板のうちNo.101,104及び108を洗浄容器に入れ、イソプロピルアルコール(IPA)により洗浄した後、発光面積が5 mm×5 mmになるようにマスクを設置し、蒸着法により250 nmの膜厚でAlを成膜することにより陰極を形成した。陰極よりアルミニウムのリード線を結線し、積層体No.D101,D104及びD108を得た。
【0119】
(E) 積層体E(基板/陰極/有機層)の作製
上記(D)と同様にして、表1に示す各基板のうちNo.103,104,105,106,108及び109に、蒸着法により250nmの膜厚でAlを成膜することにより陰極を形成し、陰極付き基板を作製した。次いで陰極上に、下記構造式(1):
【化1】
Figure 2004311111
により示される構造を有する電子輸送性有機材料に対しLiFが10重量%となるように各々の材料の蒸着速度を調整し、36 nmの膜厚で混合層を積層し、電子輸送性有機層を作製した。更にAl陰極よりアルミニウムのリード線を結線し、積層体No.E103,E104,E105,E106,E108及びE109を作製した。
【0120】
(F) 積層体F(基板/陽極)の作製
表1に示す各基板のうちNo.101,102,106,108及び109を、真空チャンバー内に導入し、SnO含有率が10質量%のITOターゲット[インジウム:錫=95:5(モル比)]を用いて、DCマグネトロンスパッタリング(基板の温度:250℃、酸素圧:1×10−3 Pa)により、厚さ0.2μmのITO薄膜からなる透明電極を形成した。ITO薄膜の表面抵抗を測定したところ10Ω/□であった。透明電極(ITO)より、アルミニウムのリード線を結線し、積層体を形成した。透明電極を形成した各基板を洗浄容器に入れ、イソプロピルアルコール(IPA)により洗浄した後、酸素プラズマ処理を行うことにより、積層体No.F101,F102,F106,F108及びF109を作製した。
【0121】
(G) 積層体G(基板/陽極/有機層)の作製
上記(F)と同様にして、表1に示す各基板のうちNo.101,102,106,107及び109に、厚さ0.2μmのITO薄膜からなる透明電極を形成し、透明電極(ITO)よりアルミニウムのリード線を結線し、積層体を作製した。透明電極を形成した各基板を洗浄容器に入れ、イソプロピルアルコール(IPA)により洗浄した後、酸素プラズマ処理を行った。処理した透明電極の表面に、ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸の水性分散液(BAYER社製、商品名:Baytron P、固形分1.3質量%)をスピンコートした後、150℃で2時間真空乾燥し、厚さ100 nmのホール輸送性有機層を形成することにより、積層体No.G101,G102,G106,G107及びG109を作製した。
【0122】
(H) 剥離転写法による有機層の形成
上記(D)で作製した積層体No.D101,D104及びD108と、上記(E)で作製した積層体No.E103,E105,E108及びE109と、上記(F)で作製した積層体No.F102及びF106と、上記(G)で作製した積層体No.G102,G107及びG109とに、上記(C)で作製した転写材料の発光性有機層を転写した。上記各積層体の被成膜面(陰極、陽極、電子輸送性有機薄膜又はホール輸送性有機薄膜を有する面)に、転写材料の発光性有機層側が対面するように両者を重ね、0.5 MPaの加圧力の1対の熱板(両熱板ともに温度が110℃に調整された熱プレス機)の間に設置し、30秒間の加熱処理及び加圧処理を同時に行った。ついで版を引き剥がし、各積層体の被成膜面上に発光性有機層を形成することにより、積層体H(No.HD101,HD104,HD108,HE103,HE105,HE108,HE109,HF102,HF106,HG101,HG102,HG107及びHG109)を作製した。
【0123】
(I) 素子の作製
上記(H)で作製した積層体HのうちNo.HD101,HD104,HD108,HE103,HE105,HE108,HE109,HF102,HF106,HG102,HG107及びHG109を第1基板(第一の基板)側積層体として使用し、上記(D)で作製した積層体No.D108と、上記(E)で作製した積層体No.E103,E104,E106及びE108と、上記(F)で作製した積層体No.F101,F102,F108及びF109と、上記(G)で作製した積層体No.G101,G102,G106及びG109と、上記(H)で作製した積層体No.HG101とを第2基板(第二の基板)側積層体として使用し、各第1基板側積層体と各第2基板側積層体とを表4に示す組合わせで貼り合わすことにより、有機EL素子を作製した。両者の貼り合わせは、第1基板側積層体の発光性有機層側と、第2基板側積層体の被成膜面(陰極、陽極、電子輸送性有機薄膜、ホール輸送性有機薄膜又は発光性有機層を有する面)とが対面するように両者を重ね、0.3 MPaの加圧力の一対のローラー(両方ともに温度を160℃に調整した加熱ローラー)の間を0.1 m/分の速度で通すことにより行った。表4に示す各第1基板側積層体と各第2基板側積層体との組合せは、得られる有機EL素子が陰極及び陽極を有し、かつ少なくともその片面から発光を取り出すことができる構成となるようにした。
【0124】
(J) 評価
上記(I)で作製した有機EL素子の発光性について評価を行った。ケースレーインスツルメンツ(株)製ソースメジャーユニット2400型を用いて、直流電圧を有機EL素子に印加したところ、いずれの有機EL素子も2 mAの駆動電流で充分な発光が検出され、貼り合せは良好であった。
【0125】
上記(H)で作製した積層体Hについて、画素位置精度を評価した。画素位置精度の評価方法について説明する。まず各積層体H(No.HD101,HD104,HD108,HE103,HE105,HE108,HE109,HF102,HF106,HG101,HG102,HG107及びHG109)を5個ずつ作製し、各積層体Hの発光性有機層が設けられた面について、5000μm×5000μmの正方形状領域の顕微鏡写真を撮影した。この時、正方形状領域の左下頂点をXY座標の原点とみなし、正方形状領域の左側縦辺がY軸に一致しているとみなした。そして基準とする一つの画素(以下「基準画素」という)の左下頂点がXY座標の原点と一致し、かつ基準画素の左側縦辺がY軸に一致するように、位置を合わせて撮影した。発光性有機層が理想的に転写されていれば、配列している各画素の縦辺長さは50μmであり、画素間隔は25μmであるので、正方形状領域の左上頂点[座標(0,5000μm)の点]と、原点からY軸方向に沿って67個目の画素の左上頂点(以下「測定点」という)が一致するはずである。そこで、正方形状領域の左上頂点[座標(0,5000μm)の点]を理想点とし、各顕微鏡写真の測定点に関して理想点からのズレを調べた。測定点の理想点からのズレは、XY座標の原点と理想点間の長さ(5000μm)、すなわち正方形状領域の一辺の長さを基準長さとし、原点と測定点間の長さを測定し、その値と基準長さとの差を求めたものである。No.1〜17の各有機EL素子のそれぞれについて5点の測定結果を平均した。画素位置精度の評価基準は下記の通りである。結果を表4に示す。
◎:理想点からのズレが0.1%未満(5μm未満)であった。
○:理想点からのズレが0.5%未満(25μm未満)であった。
×:理想点からのズレが0.5%以上(25μm以上)であった。
【0126】
理想点からのズレが0.5%以上になると、有機EL素子を駆動回路と合わせる際に、駆動回路と画素の位置が合わせられないという問題が生じる。また複数の発光性有機層を色分け(例えば3色)を伴って設ける場合に、画素が重なるという問題が生じる。
【0127】
比較例1
白板ガラス(0.5 mm×2.5 cm×2.5 cm)を、真空チャンバー内に導入し、SnO含有率が10質量%のITOターゲット[インジウム:錫=95:5(モル比)]を用いて、DCマグネトロンスパッタリング(基板の温度:250℃、酸素圧:1×10−3 Pa)により、厚さ0.2μmのITO薄膜からなる透明電極を形成した。ITO薄膜の表面抵抗を測定したところ10Ω/□であった。透明電極(ITO)より、アルミニウムのリード線を結線した後、透明電極を形成した白板ガラス板を洗浄容器に入れ、イソプロピルアルコール(IPA)により洗浄した後、酸素プラズマ処理を行った。酸素プラズマ処理を施した透明電極の表面に、ポリエチレンジオキシチオフェン・ポリスチレンスルホン酸の水性分散液(BAYER社製、商品名:Baytron P、固形分1.3質量%)をスピンコートした後、150℃で2時間真空乾燥し、厚さ100 nmのホール輸送性有機層を形成した。次いで、ホール輸送性有機層上に、表2に示す組成の発光性有機層用塗布液を、グラビア印刷機を用いて10 m/minの速度で塗布し、80℃で乾燥することにより、40 nm(厚さ)×100μm×50μmの凸状の画素部を25μmの間隔で設けた画素パターンからなる発光性有機層を形成した。
【0128】
【表2】
Figure 2004311111
【0129】
さらに発光性有機層上に、ポリビニルブチラール(Mw=50000、アルドリッチ社製)、下記構造式(2):
【化2】
Figure 2004311111
により表される電子輸送性化合物、及び1−ブタノールを含む電子輸送性有機層用塗布液を、エクストルージョン塗布機を用いて10 m/minの速度で塗布し、80℃で乾燥することにより、厚さ36 nmの電子輸送性有機層を形成した。上記電子輸送性有機層塗布液の組成を表3に示す。
【0130】
【表3】
Figure 2004311111
【0131】
最後に、蒸着法により250 nmの膜厚でAlを成膜した(陰極)。更にAl陰極よりアルミニウムのリード線を結線し、有機EL素子を作製した。得られた有機EL素子について、実施例1〜16と同様にして、画素位置精度について評価を行った。結果を表4に示す。
【0132】
【表4】
Figure 2004311111
注:(1) WGは白板ガラスを表し、SGは石英ガラスを表し、PIはポリイミドシートを表し、Alはアルミ箔を表し、UVは紫外線硬化樹脂層を表し、PVCは硬質ポリ塩化ビニルシートを表し、THは熱硬化樹脂層を表し、PETはポリエチレンテレフタレートシートを表し、PESはポリエーテルスルホンシートを表し、INは陰極を表し、Yは陽極を表し、ELは発光性有機層を表し、TLは発光性有機層以外の有機層を表し、//は貼り合せ位置を表す。
(2) 画素が滲んでいたため、おおよその境界面から求めた。
【0133】
表4から明らかなように、実施例1〜16では画素位置精度に優れる有機電界発光素子が簡易に得られることが分かった。これに対して比較例1では、転写を行なわないので画素位置精度が劣っていた。また実施例1〜16は両方の電極側から作製しているので、片側から積層している比較例1と比較すると、生産性よく作製できた。
【0134】
実施例 17 32(版上への有機層の形成が塗布成膜による例)
転写材料を下記のように変更した以外は、実施例1〜16と同様にして有機EL素子(No.18〜33)を作製した。転写材料は、実施例1〜16と同様にして作製した凸版上に、表5に示す組成の発光性有機層用塗布液をバーコータにより塗布し、室温で乾燥させることにより、40 nmの厚さの発光性有機層を形成することにより作製した。この転写材料を用いて作製した積層体を積層体H’とした。
【0135】
【表5】
Figure 2004311111
【0136】
得られた有機EL素子(No.18〜33)について、実施例1〜16と同様にして、発光性について評価を行った。その結果いずれの有機EL素子も2 mAの駆動電流で充分な発光が検出され、貼り合せは良好であった。
【0137】
また積層体H’について、実施例1〜16と同様にして、画素位置精度を評価した結果を表6に示す。
【0138】
【表6】
Figure 2004311111
注:(1) 表4と同じ
【0139】
表6から明らかなように、実施例17〜32では画素位置精度に優れる有機電界発光素子が簡易に得られることが分かった。
【0140】
実施例 33 42
積層体Gを、下記のように変更した以外は、実施例1〜16と同様に有機EL素子(No.34〜43)を作製した。積層体Gは、実施例1〜16と同様にして、表1に示す各基板のうちNo.101,102,106,107及び109に、厚さ0.2μmのITO薄膜からなる透明電極を形成し、透明電極(ITO)よりアルミニウムのリード線を結線することにより作製した。透明電極を形成した各基板を洗浄容器に入れ、イソプロピルアルコール(IPA)により洗浄した後、酸素プラズマ処理を行った。処理した透明電極の表面に、下記構造式(3):
【化3】
Figure 2004311111
により表される高分子化合物(Et−PTPDEK)、下記構造式(4):
【化4】
Figure 2004311111
により表される添加剤(TBPA)、及びジクロロエタンを含むホール輸送性有機層用塗布液を、エクストルージョン型塗布機を用いて塗布し、室温で乾燥させることにより、厚さ40 nmのホール輸送性有機層を形成した。ホール輸送性有機層用塗布液の組成比を表7に示す。得られた積層体を積層体G’とした。積層体G’に発光性有機層を転写した積層体を積層体HG’とした。
【0141】
【表7】
Figure 2004311111
【0142】
得られた有機EL素子(No. 34〜43)について、実施例1〜16と同様にして、発光性について評価を行った。その結果いずれの有機EL素子も2 mAの駆動電流で充分な発光が検出され、貼り合せは良好であった。
【0143】
また積層体HG’について、実施例1〜16と同様にして、画素位置精度を評価した結果を表8に示す。
【0144】
【表8】
Figure 2004311111
注:(1) 表4と同じ
【0145】
表8から明らかなように、実施例33〜42では画素位置精度に優れる有機電界発光素子が簡易に得られることが分かった。
【0146】
実施例 43 58
転写材料を下記のように変更した以外は、実施例1〜16と同様に有機EL素子(No.44〜59)を作製した。転写材料は、2 cm(厚さ)×5 cm×5 cmのステンレス板[熱線膨張係数:12 ppm/℃(TMA測定、10℃/min)]の中央部の正方形状領域(一辺の長さ:20 mm)に、フォトリソグラフィー法(ステンレス板のパターン部を形成する部分にマスクをし、エッチングにより非パターン部を除去することにより凸部を形成した)により5μm(高さ)×100μm×50μmの凸部を25μmの間隔で設けたパターン部を有する版を作製し、その上に実施例1〜16と同様にして発光性有機層を形成することにより作製した。この転写材料を用いて作製した積層体を積層体H’’とした。
【0147】
得られた有機EL素子(No.44〜59)について、実施例1〜16と同様にして、発光性について評価を行った。その結果いずれの有機EL素子も、2 mAの駆動電流で充分な発光が検出され、貼り合せは良好であった。
【0148】
また積層体H’’について、実施例1〜16と同様にして、画素位置精度を評価した結果を表9に示す。
【0149】
【表9】
Figure 2004311111
注:(1) 表4と同じ
【0150】
表9から明らかなように、実施例43〜58では画素位置精度に優れる有機電界発光素子が簡易に得られることが分かった。
【0151】
【発明の効果】
以上詳述したように、所定のパターン部を有する版上に有機層を設け、その有機層を基板に転写することにより、基板上にパターン状の有機層を簡便に形成できるとともに、有機層の膜厚均一性、発光効率、発光量の均一性及び耐久性に優れた有機電界発光素子を低コストで製造する方法を提供することができる。
【0152】
版は機械的強度及び安定性に優れるため、有機層を転写した際の位置精度が良い。版を使用することにより、高精細かつ高精度のパターン(画素等)を容易に、かつ高い生産性で製造できる。さらに有機層の転写後に版を洗浄/乾燥することにより、繰り返し使用することができる。また版を使用する場合は、少なくともパターン部に有機層を形成すればよい。このため版を使用する有機電界発光素子の製造には、廃棄物が少ない、コストが低い、特殊な製造設備が要らない等の利点がある。
【0153】
本発明の製造方法により得られる有機電界発光素子は、フルカラーディスプレイ、液晶表示素子のバックライト、照明用の面光源、プリンターの光源アレイ等に好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】パターン部に有機層を設けた凸版の一例を示す(概略)断面図である。
【図2】図1の凸版の平面図である。
【図3】パターン部及び非パターン部に有機層を設けた凸版の一例を示す(概略)断面図である。
【図4】パターン部に有機層を設けた凹版の一例を示す(概略)断面図である。
【図5】図4の凹版の平面図である。
【図6】パターン部及び非パターン部に有機層が設けられた凹版の一例を示す(概略)断面図である。
【図7】有機層を設けた平版の一例を示す(概略)断面図である。
【図8】図7の凹版の平面図である。
【図9】有機層用塗布液が塗布された平版の一例を示す(概略)断面図である。
【符号の説明】
1・・・版
11・・・凸部
12・・・凹部
2・・・パターン部
3・・・非パターン部
4・・・有機層
4’・・・有機層用塗布液[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention uses a transfer material in which an organic layer is provided on a plate having a predetermined pattern portion, and is suitable for organic electroluminescence suitable for full-color displays, backlights for liquid crystal display elements, surface light sources for illumination, light source arrays for printers, etc. The present invention relates to a method for manufacturing an element, and an organic electroluminescent element obtained by the manufacturing method.
[0002]
[Prior art]
Organic light emitting devices such as organic electroluminescent devices (organic EL devices) are attracting attention as new optical devices because they can be easily applied to planar light emitting devices. Specifically, a solid light-emitting type inexpensive large-area full-color display element and a use as a writing light source array are considered promising, and many developments have been made. In general, an organic light emitting device is composed of a light emitting layer and a pair of counter electrodes (a back electrode and a transparent electrode) sandwiching the light emitting layer. When an electric field is applied between a pair of counter electrodes of the organic light emitting device, electrons are injected from one electrode into the light emitting layer, and holes are injected from the other electrode. When electrons and holes recombine in the light emitting layer and the energy level returns from the conduction band to the valence band, the energy is released as light and emits light.
[0003]
Many of the organic thin film formation of an organic EL element is manufactured by a vapor deposition method. When the organic layer is formed with a predetermined pattern, a mask having openings with a predetermined pattern is used. In the case of forming a fine pattern, if the mask is thick, it disturbs a dissipating path, so that a uniform film cannot be formed. For this reason, the mask is designed to be thin by using a durable metal, glass, ceramic, heat resistant resin, or the like as a material.
However, if it is repeatedly used, distortion occurs and the position of the predetermined pattern is shifted, so that productivity is lacking.
[0004]
Japanese Patent Laid-Open Nos. 9-167684 and 2000-195665 propose a method in which an organic layer is uniformly formed on a mica or film temporary substrate in advance by vapor deposition, and then the substrate and the organic layer are brought close to each other and then heat-deposited. doing. However, in these methods, a uniform organic layer can be formed by the first vapor deposition, but there is a problem that it is difficult to make the organic layers uniformly approach by the next vapor deposition, and the production efficiency is poor.
[0005]
In recent years, polymer light-emitting thin films, which are advantageous for large-area applications and are expected to be used for flexible displays, and polymer-type devices using light-emitting thin films in which low-molecular compounds are dispersed in a binder resin have attracted attention. ing. Polymeric light-emitting thin films include polyparaphenylene vinylene ("Nature"), 347, 539 (1990), and poly-3-alkylthiophene (Japanese Journal of Applied Physics, Volume 30, L1938, 1991), and polyalkylfluorene (Japanese Journal of Applied Physics, Volume 30, L1941, 1991) are known as blue light emitting elements. These polymer-type elements cannot be applied to the vapor deposition method for forming the organic light-emitting thin film. Therefore, a thin film is usually formed directly on the substrate by a wet method.
[0006]
However, the wet method has problems that the film thickness uniformity of the organic thin film becomes insufficient due to the surface tension of the solution and that each organic layer dissolves at the interface when the organic layers are laminated. For this reason, the organic electroluminescent element obtained by this method has a problem that it is inferior in luminous efficiency and element durability.
[0007]
On the other hand, an organic thin film of an organic EL element is also used for printing. In the conventional printing method, the organic layer coating liquid is provided on the plate by a wet method, and the organic layer coating liquid is transferred to the film forming surface and dried to form the organic layer on the film forming surface. . However, in this method, in addition to the uniform formation of the organic layer coating liquid on the plate, the organic layer coating liquid must also be uniformly formed on the surface to be deposited, and the organic layer can be formed accurately and uniformly. It was difficult to do. Furthermore, it has been difficult to accurately form a fine pixel pattern at a predetermined position.
[0008]
On the other hand, as a method of forming an organic thin film of an organic EL element, for example, Patent Document 1 proposes a method of thermally transferring an organic thin film with a laser using a donor sheet having an organic thin film and a photothermal conversion layer.
[0009]
[Patent Document 1]
WO00 / 41893 pamphlet
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the thermal transfer method as in Patent Document 1, there is a problem that a gas is involved in the bonding interface of the organic layer. Depending on the interface state of the organic layer, the light emission efficiency and durability of the organic EL element and the uniformity of the light emitting surface are different. Therefore, if gas is involved in the bonding interface of the organic layer, the element function is deteriorated.
[0011]
In addition, when an organic thin film is transferred from a donor by thermal writing in a pattern using a thermal head or laser used in the printing technology field, temperature distribution occurs around the pattern due to thermal diffusivity, and the organic thin film pattern The contour is not cut cleanly from the donor side. For this reason, there is a problem in that the obtained organic EL element has a variation in light emission amount, an electrical failure or a defect due to a thin film fragment, and a deterioration in durability. There is also a problem that the yield decreases due to poor alignment between the substrate and the thermal head or laser.
[0012]
As a method for producing a patterned organic layer, a relief dyeing method, a pigment dispersion method, an electrodeposition method, a vacuum deposition method, an ink jet method, an offset printing method, and the like have been proposed.
[0013]
In the relief dyeing method, a predetermined pattern is formed on the organic layer using a photosensitive resist, and then the substrate on which the organic layer is formed is immersed in a dyeing solution and colored.
[0014]
The pigment dispersion method is a method in which a pattern in which a pigment is dispersed in a photosensitive resist is applied on a substrate, exposed and developed to form a pattern.
[0015]
The electrodeposition method is a method of electrodepositing a predetermined pattern on an electrode. However, if an organic layer containing a multicolored luminescent material is patterned on a substrate by a relief dyeing method, a pigment dispersion method, or an electrodeposition method, the organic layer is damaged and the driving energy required for light emission is reduced. There is a problem that the power consumption increases.
[0016]
When a vacuum vapor deposition method in which patterning is performed by heating and evaporating a light emitting material with a mask placed between the organic layer and the vapor deposition source is applied to a large area organic electroluminescent device, the mask may be distorted by heat. In addition, in order to clean the used mask, it is necessary to clean in a vacuum or to take out the vacuum once and clean it, and then return to the vacuum, which is not suitable for mass production. In addition, in the inkjet method and the offset printing method, it is difficult to select a solvent when laminating an organic layer containing a light emitting material, and the laminated organic layer is mixed at the bonding interface. There is a problem that decreases.
[0017]
Accordingly, an object of the present invention is to easily form a patterned organic layer on a substrate and to reduce an organic electroluminescent device excellent in film thickness uniformity, light emission efficiency, light emission uniformity and durability of the organic layer. It is providing the method and organic electroluminescent element which manufacture at low cost.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
As a result of diligent research in view of the above object, the present inventor provided an organic layer on a plate having a predetermined pattern portion, transferred the organic layer to the first substrate, and further bonded to the second substrate. Discovered that organic electroluminescent devices with excellent organic layer thickness uniformity, light emission efficiency, light emission uniformity, and durability can be produced at low cost while a patterned organic layer can be easily formed on a substrate. The present invention has been conceived.
[0019]
That is, the method for producing an organic electroluminescent device of the present invention uses a plate having at least one organic layer in at least a pattern portion, and includes an organic layer side of the plate, an electrode side of a first substrate having at least an electrode, The plate and the first substrate are stacked so as to face each other, and after performing at least one of a heat treatment and a pressure treatment, the plate is peeled off to remove the plate on the electrode side of the first substrate. A method of manufacturing an organic electroluminescent element including a step of transferring an organic layer, wherein the second substrate having at least one electrode and at least one of the organic layer after the step of transferring the organic layer is provided. It is characterized by being bonded to a substrate.
[0020]
It is preferable that after the step of transferring the organic layer, there is a step of further transferring at least one organic layer on the organic layer provided on the first substrate.
[0021]
The plate is preferably a relief plate. The organic layer preferably contains at least a light emitting organic compound or a carrier transporting organic compound. It is preferable that the thermal expansion coefficient of at least one of the first substrate and the second substrate is 20 ppm / ° C. or less.
[0022]
The first substrate and the second substrate preferably have electrodes on part or the entire surface on which the organic layer is formed. At least one of the electrode on the first substrate and the electrode on the second substrate is preferably transparent. At least one of the first substrate and the second substrate is preferably transparent. Either or either of the first substrate and the second substrate has an organic layer (for example, an organic layer provided by a coating method) other than the organic layer transferred by a peeling transfer method on the surface of the film formation surface. May be.
[0023]
In the production method of the present invention, a plurality of transfer materials having organic layers having the same or different compositions are used, or transfer materials having a plurality of organic layers having the same or different compositions are used on the first substrate. A plurality of organic layers can be transferred to the substrate.
[0024]
The organic electroluminescent element obtained by the production method of the present invention is excellent in the film thickness uniformity, light emission efficiency, light emission amount uniformity and durability of the organic layer. In the organic electroluminescence device, on the first substrate, an electrode, at least one organic layer including a light-emitting organic layer, a second electrode, and a second substrate are provided in this order. It is preferable that at least one of the second substrates is transparent, and the electrode of the transparent substrate is transparent.
[0025]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below. First, the method for producing the organic electroluminescent device of the present invention will be described, then the transfer material will be described, and finally the organic electroluminescent device will be described.
[0026]
[1] Method for manufacturing organic electroluminescent element
The method for producing an organic electroluminescent element of the present invention comprises producing a transfer material by forming at least one organic layer on a plate, and transferring the organic material side so that the organic layer side faces the film-forming surface of the first substrate. The organic layer is transferred to the film-forming surface of the first substrate by peeling the plate by applying heat treatment and / or pressure treatment on the first substrate (peeling transfer method) .
[0027]
After the organic layer is formed by the peeling transfer method, it is preferable that the second substrate provided with the electrode is bonded so that the electrode side and the organic layer of the first substrate face each other. One transfer material may be used, or two or more transfer materials having organic layers having the same or different composition may be used.
[0028]
In the peeling transfer method, the organic layer is softened by heating and / or pressurizing the transfer material and adhered to the film formation surface of the substrate, and then the plate is peeled off, so that only the organic layer is formed. This is a method (peeling transfer method) that is left on the substrate. As a means for heating and / or pressurizing, a known method can be used. For example, a laminator, an infrared heater, a thermal head, a hot plate, a press machine, or the like can be used. As the laminator, for example, First Laminator VA-400III (manufactured by Taisei Laminator Co., Ltd.), a thermal head for thermal transfer printing, a hot plate press machine, or the like can be used.
[0029]
The transfer temperature is not particularly limited and can be changed depending on the material of the organic layer and the heating member, but is generally preferably 40 to 250 ° C, more preferably 50 to 200 ° C, and particularly preferably 60 to 180 ° C. However, the preferable range of the transfer temperature relates to the heat resistance of the heating member, the transfer material, and the first substrate, and changes as the heat resistance is improved. When two or more kinds of transfer materials are used, it is preferable that the transfer temperature of the transfer material to be transferred first is equal to or higher than the transfer temperature of the transfer material to be transferred next. When a transfer material having two or more organic layers is used, it is preferable that the transfer temperature of the organic layer to be transferred first is equal to or higher than the transfer temperature of the organic layer to be transferred next.
[0030]
The transfer pressure is not particularly limited and can be changed depending on the material of the organic layer and the pressure member, but generally 0 to 10 t / cm.2Is preferred, 0 to 5 t / cm2Is more preferable, 0 to 2 t / cm2Is particularly preferred. However, the preferable range of the transfer pressure is related to the pressure resistance of the pressure member, the transfer material, and the first substrate, and changes as the pressure resistance improves.
[0031]
The glass transition temperature or flow start temperature of the organic layer or the polymer component thereof is preferably 40 ° C. or higher and transfer temperature + 40 ° C. or lower. Two or more organic layers to be transferred may contain at least one common component.
[0032]
Prior to transfer, the first substrate and / or transfer material may be preheated. The preheating temperature of the first substrate and / or transfer material is preferably 30 ° C. or higher and transfer temperature + 20 ° C. or lower. The temperature at which the plate is peeled off is preferably 50 ° C. or higher and the transfer temperature or lower.
The transferred organic layer may be heated again after peeling the plate. When the transfer material is superimposed on the first substrate and heated so that the organic layer faces the film formation surface of the first substrate, pressurization may also be performed.
[0033]
When the transfer material is overlaid on the first substrate so that the organic layer faces the film-forming surface of the first substrate, it is preferable to increase the angle of entry of the transfer material with respect to the first substrate so that bubbles such as bubbles are wound. This is preferable because of less embedding. When the plate is peeled off from the organic layer transferred onto the first substrate, it is preferable that the peeling angle of the plate with respect to the organic layer is relatively large.
[0034]
In the present invention, a plurality of organic layers can be laminated on the first substrate by repeating the transfer / peeling step. The plurality of organic layers may be the same composition or different. In the case of the same composition, there is an advantage that it is possible to prevent the layer from coming off due to transfer failure or peeling failure. In the case where different organic layers are provided, the light emission efficiency can be improved by separating the functions. For example, a transparent conductive layer / light-emitting organic layer / electron transporting organic layer / electron injection layer / back electrode, transparent conductive layer / hole injection layer / hole are formed on the film formation surface of the first substrate by the transfer method of the present invention. The transporting organic layer / the light emitting organic layer / the electron transporting organic layer / the electron injection layer / the back electrode can be laminated in this order or in the reverse order. The organic layer preferably has at least a light emitting organic compound or a carrier transporting organic compound.
[0035]
It is preferable to reheat and / or repressurize the organic layer transferred to the first substrate or the new organic layer transferred to the previously transferred organic layer as necessary. By reheating and / or repressurization, the organic layer is more closely attached to the first substrate or the previously transferred organic layer. The reheating temperature is preferably in the range of the transfer temperature ± 50 ° C.
The repressurization is preferably in the range of ± 100% of the transfer pressure.
[0036]
In order to prevent the previous transfer layer from being reversely transferred to the next transfer layer, a surface treatment may be performed between the previous transfer step and the next transfer step in order to improve adhesion to the film formation surface.
Examples of such surface treatment include activation treatment such as corona discharge treatment, flame treatment, glow discharge treatment, and plasma treatment. When the surface treatment is used in combination, the transfer temperature of the previous transfer material may be lower than the transfer temperature of the next transfer material unless reverse transfer is performed.
[0037]
An apparatus for manufacturing an organic electroluminescent element includes an apparatus for feeding a transfer material in which an organic layer is formed on a plate by a vacuum film-forming method or a wet method, and a first substrate while heating and / or pressurizing the transfer material. A structure having an apparatus for transferring the organic layer to the film formation surface of the first substrate by pressing against the film formation surface and an apparatus for peeling the plate from the organic layer after the transfer are preferable.
[0038]
The manufacturing apparatus preferably has means for preheating the transfer material and / or the first substrate before feeding to the transfer apparatus. Moreover, you may have a cooling device in the back | latter stage of a transfer apparatus.
An entrance angle adjusting unit for increasing the entrance angle of the transfer material with respect to the first substrate may be provided on the front surface of the transfer device, and a peeling angle with respect to the organic layer of the plate is provided on the rear surface of the transfer device or the cooling device. You may provide the peeling angle adjustment part for enlarging. Details of the method and apparatus for producing the organic electroluminescent element described above are described in JP-A No. 2002-260854, JP-A No. 2002-289346, and the like.
[0039]
[2] Transfer material
(1) Configuration
At least one organic layer is formed on the plate. The transfer material preferably has a configuration in which an organic layer is uniformly formed on a support surface of a plate having a predetermined pattern portion. When transferring a plurality of organic layers onto the film-forming surface of the first substrate, an independent transfer material may be prepared for each organic layer, or each organic layer may be arranged on the plate in the surface order (stacking order). A single transfer material provided side by side may be manufactured. If the latter transfer material is used, a plurality of organic layers can be transferred continuously without changing the transfer material.
[0040]
If a transfer material in which two or more organic layers are laminated in advance on a plate is used, a multilayer film can be formed on the film formation surface of the first substrate in one transfer step. When two or more organic layers are laminated on the plate in advance, if the interface between the laminated organic layers is not uniform, the movement of holes and electrons will be uneven. Choose the law carefully. The film forming method is not particularly limited as long as a thin film can be formed. Examples thereof include a wet method and a dry method (eg, vapor deposition method).
[0041]
When transferring multiple organic layers by using transfer materials with multiple organic layers arranged side by side (stacking order) or using multiple transfer materials, alignment of the transfer material and the first substrate Therefore, the transfer material and the first substrate may be marked. As the marking method, a generally known method can be appropriately used.
[0042]
(2) Version
As the plate, a normal printing relief plate, a planographic plate, an intaglio plate or a stencil plate can be used. Although FIGS. 1-9 shows the example of the plate | version | printing which has an organic layer in a pattern part at least, it is not limited to these. 1 and 2 are a cross-sectional view and a plan view showing an example of a relief printing plate having an organic layer. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, the relief plate is such that a predetermined pattern portion 2 and a non-pattern portion 3 are on the same plane of the plate 1, and the non-pattern portion 3 is depressed more than the pattern portion 2. Is. The organic layer 4 is formed on the pattern portion 2 including at least the convex portion 11. When the organic layer 4 is formed by a coating method described later, it is preferably formed only on the pattern portion 2. When the organic layer 4 is formed by a vacuum film forming method or a vapor deposition method to be described later, the organic layer 4 is formed on the pattern portion 2 and the non-pattern portion 3 as shown in FIG.
[0043]
When using a relief plate, the film-forming surface of the first substrate contacts the pattern portion of the relief plate and does not contact the non-pattern portion. As letterpress plates produced by mechanical methods, letterpress plates (typesetting with letterpress. Sometimes letterpress plates may be incorporated into letterpress plates), lead plates produced by pouring alloys with letterpress plates, wood plates, plastic plates There are rubber plates and so on. As a letterpress plate produced by a chemical method, there is one in which an original plate made of a letterpress is electroplated.
[0044]
As the relief plate used in the present invention, an engraving relief plate obtained by engraving on a glass plate or a metal foil, and an etching relief plate obtained by etching corroding a predetermined portion of a copper plate or a copper cylindrical surface using a chemical solution are preferable. An engraving letterpress is an electronic engraving obtained by electronic engraving that engraves a plate in response to the strength of the current by means of a diamond needle on a plate material by causing the engraving device to function by the current generated by photoelectrically scanning the document. Letterpress may be mentioned. Examples of the engraving letterpress include a laser engraving letterpress that engraves a plate on a plate material using laser light. A line drawing letterpress is applied to form a line drawing without gradation, and a mesh letterpress or electronic engraving letterpress is applied to form an image that requires gradation such as a photograph.
[0045]
The pattern portion of the relief plate only needs to be arranged so that the transferred organic layer has a desired pattern. For example, as a relief plate, the organic layer forming surface is rectangular, square or trapezoidal convex on the plate-shaped main body (for example, the organic layer forming surface of the convex 11 of the relief plate shown in FIGS. 1 and 2 is rectangular). There is a case where a large number of them are arranged. When such a relief printing plate is used, the total area of the organic layer forming surface of the projections varies depending on the transfer conditions and pattern shape, but it is sufficient that the projections do not collapse during transfer, and the surface area of the plate surface is reduced. When it is set to 100, it is preferably 5 to 100, more preferably 5 to 95.
The height of the convex portion is preferably 0.5 to 50 μm. There exists a possibility that an organic layer may be transcribe | transferred to parts other than a pattern as the height of the convex part 12 is less than 0.5 micrometer.
[0046]
FIG.4 and FIG.5 is sectional drawing and the top view which show the example of the intaglio which has an organic layer. As shown in FIGS. 4 and 5, the intaglio is that the predetermined pattern portion 2 and the non-pattern portion 3 are on the same plane, and the pattern portion 2 is depressed more than the non-pattern portion 3, opposite to the relief plate. Of the type. The organic layer 4 is formed in the pattern portion 2 including at least the concave portion 12. When the intaglio is used, the organic layer 4 is formed on the entire surface of the intaglio as shown in FIG. 6, the organic layer 4 of the non-pattern part 3 is removed (wiped or scraped off), and the organic layer 4 is left only in the concave part 12. . As an intaglio produced by a mechanical method, there is an engraved intaglio obtained by engraving a copper plate or the like. As the engraving intaglio, an electronic engraving gravure plate obtained by the above-mentioned electronic engraving can be mentioned. Examples of engraving intaglio include laser engraving intaglio. As an intaglio plate produced by a chemical method, there is a gravure plate for a photographic image obtained by etching that corrodes a predetermined portion of a copper plate or a copper cylindrical surface using a chemical solution.
[0047]
7 and 8 are a cross-sectional view and a plan view showing an example of a planographic plate having an organic layer. As shown in FIGS. 7 and 8, the lithographic plate is configured such that the predetermined pattern portion 2 and the non-pattern portion 3 are macroscopically coplanar. For example, when an organic layer is formed on a lithographic plate using a coating solution for an organic layer, a lyophilic treatment is performed on the portion of the plate surface of the substrate made of a glass plate or metal foil to form a pattern portion, thereby forming a non-pattern portion. Liquid repellent treatment is applied to the part to be processed. When the organic layer coating solution 4 ′ is applied to the entire surface of the lithographic plate thus produced as shown in FIG. 9, the organic layer coating solution 4 ′ remains only in the lyophilic pattern portion 2. As shown in FIGS. 7 and 8, the organic layer 4 is formed only on the pattern portion 2.
[0048]
Thus, the lithographic plate is produced by a chemical method and cannot be produced by a mechanical method. As the lithographic plate, a lithographic plate mainly composed of calcium carbonate, a metallic lithographic plate using a plate of zinc, aluminum or the like, a multilayer lithographic plate in which a plate material composed of two different metal layers is provided on a supporting plate, and gelatin are mainly used. Examples thereof include a collotype plate in which a photosensitive solution as a component is applied to a glass substrate or the like. When a corotype plate is used, the exposed portion is cured when the negative is baked. Therefore, the pattern portion can be formed by absorbing the organic layer coating solution in the non-cured portion (may be swollen by absorption). When using a lithographic plate, the film-forming surface of the first substrate is in contact with almost the entire surface of the transfer material.
[0049]
The stencil is in the form of a film or plate in which a predetermined pattern part penetrates the front and back. When a stencil is used, an organic layer is filled in the penetrating portion and used as a dry film.
Examples of the stencil include a copying plate made of a wire net having a pattern portion formed in a mesh shape, a silk screen plate made of a silk net filled with a resin in a non-pattern portion, and the like.
[0050]
A relief plate is preferable as the plate from the viewpoint that bubbles are difficult to enter during transfer, a material loss during the plate production is small, a material loss during the transfer material production is small, and the like.
[0051]
When using a relief plate or an intaglio plate so that a predetermined organic layer pattern can be accurately formed on the first substrate, the relief portion of the relief plate and the recess portion of the intaglio plate are directed toward the back surface (the surface opposite to the support surface). It is preferably tapered.
[0052]
The base material for producing the plate is not particularly limited as long as it is chemically and thermally stable. Specific examples of the substrate for producing the plate include a plate or thin film made of glass; metal foil such as aluminum foil, copper foil, stainless steel foil, gold foil, silver foil; polyimide, liquid crystalline polymer, fluororesin [for example, 4 fluorine Polyethylene resin (PTFE), trifluoroethylene chloride resin (PCTFE)], polyester [eg, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate (PEN)], polycarbonate, polyethersulfone (PES), polyolefin (eg, polyethylene, polypropylene), poly Examples thereof include a plastic sheet made of arylate, hard vinyl chloride or the like.
[0053]
The plate may be composed of a single material selected from the material group, but may be a laminate selected from the material group. In particular, the plate is preferably composed of a glass plate, an aluminum foil, a copper foil, a stainless steel foil, or a laminate containing any of these from the viewpoint of ease of processing and cost. There is no particular limitation on the thickness of the plate, and it can be appropriately selected according to the specifications incorporated in the production facility. However, it is preferably as thick as possible so that it can withstand repeated use. The thickness of the plate is generally 0.5 mm to 5 m although it depends on the material. The structure and size of the plate are not particularly limited, and can be appropriately selected according to the specifications and purpose of the production equipment.
[0054]
The contact angle of pure water on the surface (support surface) on which the organic layer of the plate is formed (hereinafter simply referred to as “contact angle” unless otherwise specified) is preferably 50 ° or more, and 60 ° or more. Is more preferable, and 70 ° or more is particularly preferable. When a plate having a contact angle of less than 50 ° is used, the degree of adhesion with the plate of the organic layer is increased, so that transferability may be deteriorated. When the organic layer is provided by coating, depending on the composition of the coating solution, if the contact angle exceeds 90 °, coating unevenness may occur, which is not preferable. However, when the organic layer is provided by a dry method such as a vacuum film forming method or a transfer peeling method, there is no particular limitation on the upper limit of the contact angle.
[0055]
In this specification, the “contact angle” is an angle formed by a tangent line drawn from a contact point between a support surface of a plate and a water droplet of pure water to the water droplet and the support surface. The method for measuring the contact angle is not particularly limited as long as it is a method using a general contact angle measuring device capable of measuring a water droplet that has been left immediately after dropping. Examples of the contact angle measuring machine include a contact angle meter (model number CA-X, image processing type) manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd. As a measurement environment for the contact angle, it is preferable that the temperature is 21 to 24 ° C., the relative humidity is 45 to 55%, and the sample amount is 1 pL to 0.1 mL. In addition, when making sample amount into 1 pL or more and less than 1 microliter, it is preferable to use model number MCA-1 by Kyowa Interface Science Co., Ltd. as a contact angle meter.
[0056]
In order to make the contact angle in a range of 50 ° or more, the support surface of the plate may be subjected to surface water repellent treatment. An example of the surface water repellent treatment is a fluorination treatment. As the fluorination treatment method, fluorocarbon gas (CF4A method of performing plasma treatment using a gas or the like, a method of exposing to a vapor of a fluorinated alkyl coupling agent, and the like. Examples of fluorinated alkyl coupling agents include perfluoroalkyl functional silanes. As the perfluoroalkyl functional silane, perfluoroalkyltrimethoxysilane is preferred.
[0057]
A release layer containing a component having a release effect (release agent) may be provided on the support surface of the plate. By providing a release layer on the support surface of the plate, after the transfer material is overlaid on the first substrate and subjected to heat treatment and / or pressure treatment, the organic layer is not fused to the plate side when the plate is peeled off, The organic layer can be efficiently transferred to the first substrate.
[0058]
The maximum height Rmax of the surface roughness defined by JIS B0601-1982 of the support surface of the plate is preferably 0 or more and 50 or less when the film thickness of the organic layer transferred to the transfer material is 100. . When the maximum height Rmax exceeds 50, not only the transfer rate is lowered, but also an organic layer is formed by a peeling transfer method, resulting in poor film formation (for example, poor adhesion at the bonding interface) and reduced film strength. In the produced organic EL element, non-uniform performance (for example, light emission failure due to short circuit or missing) occurs. The maximum height Rmax is preferably 0.0001 to 25, more preferably 0.01 to 25, and particularly preferably 0.01 to 10.
Examples of the method for measuring the maximum height Rmax include atomic force microscopy, confocal microscopy, stylus method, optical microscopic interference method, multiple interference method, optical cutting method, and the like. Preferably confocal microscopy is used.
[0059]
In order to adjust the maximum height Rmax, a smooth layer may be provided on the support surface of the plate. The material for constituting the smooth layer is not particularly limited as long as it does not deteriorate the light emission performance of the organic electroluminescent element. As a material for constituting the smooth layer, at least one selected from the group consisting of a thermosetting organic compound, an ultraviolet curable organic compound, an electron beam curable organic compound, an inorganic oxide, and an inorganic nitride is preferably used.
[0060]
Before the surface water-repellent treatment described above, or before the release layer or the smooth layer is provided, a pretreatment may be applied to the support surface of the plate. Examples of the pretreatment include surface treatment by providing an undercoat layer or performing activation treatment such as corona discharge treatment, plasma treatment, ozone treatment, flame treatment, and glow discharge treatment. This improves the adhesion between the water repellent coating, the release layer or the smooth layer and the support surface of the plate.
[0061]
(3) Organic layer
The organic layer is a layer that constitutes an organic electroluminescent element together with a pair of electrodes, and contains an organic compound as a main component. From each characteristic, a luminescent organic layer, an electron transporting organic layer, a hole transporting organic layer, Examples thereof include an electron injection layer and a hole injection layer. In addition, various layers for improving color developability can be exemplified. Specific examples of the compound used for each layer are described in, for example, “Monthly Display” October 1998 issue “Organic EL Display” (Techno Times).
[0062]
The glass transition temperature of the organic layer itself or the polymer component therein is preferably 40 ° C. or higher to transfer temperature + 40 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher to transfer temperature + 20 ° C. or lower, and particularly preferably 60 ° C. or higher to transfer temperature or lower. . Further, the flow start temperature of the organic layer itself and the polymer component in the transfer material is preferably 40 ° C. or higher to transfer temperature + 40 ° C. or lower, more preferably 50 ° C. or higher to transfer temperature + 20 ° C. or lower, and 60 ° C. or higher to transfer temperature. Below the temperature is particularly preferred. The glass transition temperature can be measured by a differential scanning calorimeter (DSC). The flow start temperature can be measured using, for example, a flow tester CFT-500 manufactured by Shimadzu Corporation.
[0063]
(A) Luminescent organic layer
The luminescent organic layer contains at least one luminescent compound. The light emitting compound is not particularly limited, and may be a fluorescent light emitting compound or a phosphorescent light emitting compound. Further, a fluorescent compound and a phosphorescent compound may be used at the same time. In the present invention, it is preferable to use a phosphorescent compound from the viewpoint of light emission luminance and light emission efficiency.
[0064]
Fluorescent compounds include benzoxazole derivatives, benzimidazole derivatives, benzothiazole derivatives, styrylbenzene derivatives, polyphenyl derivatives, diphenylbutadiene derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, naphthalimide derivatives, coumarin derivatives, perylene derivatives, perinone derivatives, oxalates. Diazole derivatives, aldazine derivatives, pyralidine derivatives, cyclopentadiene derivatives, bisstyrylanthracene derivatives, quinacridone derivatives, pyrrolopyridine derivatives, thiadiazolopyridine derivatives, styrylamine derivatives, aromatic dimethylidene compounds, metal complexes (metals of 8-quinolinol derivatives) Complex, rare earth complex, etc.), polymer light emitting compound (polythiophene derivative, polyphenylene derivative, polyphenylene vinylene derivative, Rifuruoren derivatives) and the like can be used. These may be used alone or in admixture of two or more.
[0065]
The phosphorescent compound is preferably a compound that can emit light from triplet excitons, and orthometalated complexes and porphyrin complexes are preferable. Of the porphyrin complexes, a porphyrin platinum complex is preferred. The phosphorescent compounds may be used alone or in combination of two or more.
[0066]
The orthometalated complex referred to in the present invention is a material described in Akio Yamamoto, “Organic Metal Chemistry Fundamentals and Applications,” pages 150 and 232, Houhuabosha (1982), H.C. Yersin's “Photochemistry and Photophysics of Coordination Compounds”, pages 71-77 and pages 135-146, Springer-Verlag (1987), etc. The ligand forming the ortho-metalated complex is not particularly limited, but a 2-phenylpyridine derivative, a 7,8-benzoquinoline derivative, a 2- (2-thienyl) pyridine derivative, a 2- (1-naphthyl) pyridine derivative or A 2-phenylquinoline derivative is preferred. These derivatives may have a substituent. Moreover, you may have another ligand other than these essential ligands for ortho metalation complex formation. As the central metal forming the orthometalated complex, any transition metal can be used. In the present invention, rhodium, platinum, gold, iridium, ruthenium, palladium and the like are preferable. An organic compound layer containing such an orthometalated complex is excellent in light emission luminance and light emission efficiency. Specific examples of the orthometalated complex are described in paragraph Nos. 0201 to 0231 of JP-A No. 2002-319491.
[0067]
The orthometalated complex used in the present invention can be obtained from Inorg. Chem. , 30, 1685, 1991, Inorg. Chem. , 27, 3464, 1988, Inorg. Chem. , 33, 545, 1994, Inorg. Chim. Acta, 181, 245, 1991; Organomet. Chem. , 335, 293, 1987; Am. Chem. Soc. , 107, 1431, 1985 and the like.
[0068]
Although content in particular of the luminescent compound in a luminescent organic layer is not restrict | limited, For example, it is preferable that it is 0.1-70 mass%, and it is more preferable that it is 1-20 mass%. If the content of the luminescent compound is less than 0.1% by mass or exceeds 70% by mass, the effect may not be sufficiently exhibited.
[0069]
The light-emitting organic layer may contain a host compound, a hole transport material, an electron transport material, an electrically inactive polymer binder, and the like as necessary. Note that the functions of these materials may be achieved simultaneously by one compound. For example, a carbazole derivative not only functions as a host compound but also functions as a hole transport material.
[0070]
A host compound is a compound that causes energy transfer from its excited state to the luminescent compound, and as a result, causes the luminescent compound to emit light. Specific examples include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives. , Fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyran dioxide oxide Derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, distyrylpyrazine derivatives, and heterocyclic tetra Rubonic acid anhydride, phthalocyanine derivative, metal complex of 8-quinolinol derivative, metal phthalocyanine, metal complex having benzoxazole or benzothiazole as a ligand, polysilane compound, poly (N-vinylcarbazole) derivative, aniline copolymer , Conductive polymers such as thiophene oligomers and polythiophenes, polythiophene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like. A host compound may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The content of the host compound in the light emitting organic layer is preferably 0 to 99.9% by mass, and more preferably 0 to 99.0% by mass.
[0071]
The hole transport material is not particularly limited as long as it has any one of the function of injecting holes from the anode, the function of transporting holes, and the function of blocking electrons injected from the cathode. Or a polymer material. Specific examples include carbazole derivatives, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, imidazole derivatives, polyarylalkane derivatives, pyrazoline derivatives, pyrazolone derivatives, phenylenediamine derivatives, arylamine derivatives, amino-substituted chalcone derivatives, styrylanthracene derivatives. Fluorenone derivatives, hydrazone derivatives, stilbene derivatives, silazane derivatives, aromatic tertiary amine compounds, styrylamine compounds, aromatic dimethylidene compounds, porphyrin compounds, polysilane compounds, poly (N-vinylcarbazole) derivatives, aniline copolymers, Conductive polymer such as thiophene oligomer, polythiophene, polythiophene derivative, polyphenylene derivative, polyphenylene vinylene derivative, polyfluor Ren derivatives and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the hole transport material in the light-emitting organic layer is preferably 0 to 99.9% by mass, and more preferably 0 to 80.0% by mass.
[0072]
The electron transport material is not particularly limited as long as it has any one of the function of injecting electrons from the cathode, the function of transporting electrons, and the function of blocking holes injected from the anode. Specific examples thereof include, for example, triazole derivatives, oxazole derivatives, oxadiazole derivatives, fluorenone derivatives, anthraquinodimethane derivatives, anthrone derivatives, diphenylquinone derivatives, thiopyrandioxide derivatives, carbodiimide derivatives, fluorenylidenemethane derivatives, Stylylpyrazine derivatives, heterocyclic tetracarboxylic anhydrides such as naphthaleneperylene, metal complexes such as phthalocyanine derivatives and 8-quinolinol derivatives, metal complexes having metallophthalocyanine, benzoxazole, benzothiazole, etc. as ligands, aniline copolymers , Conductive polymers such as thiophene oligomers and polythiophenes, polythiophene derivatives, polyphenylene derivatives, polyphenylene vinylene derivatives, polyfluorene derivatives, and the like. These may be used alone or in combination of two or more. The content of the electron transport material in the light-emitting organic layer is preferably 0 to 99.9% by mass, and more preferably 0 to 80.0% by mass.
[0073]
As polymer binder, polyvinyl chloride, polycarbonate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polyester, polysulfone, polyphenylene oxide, polybutadiene, hydrocarbon resin, ketone resin, phenoxy resin, polyamide, ethyl cellulose, vinyl acetate, ABS resin, Polyurethane, melamine resin, unsaturated polyester, alkyd resin, epoxy resin, silicone resin, polyvinyl butyral, polyvinyl acetal, etc. can be used. These may be used alone or in combination of two or more. The light-emitting organic layer containing a polymer binder can be easily applied to a large area by a wet film forming method.
[0074]
The thickness of the light emitting organic layer is preferably 10 to 200 nm, and more preferably 20 to 80 nm. When the thickness exceeds 200 nm, the driving voltage may increase. Meanwhile 10
If it is less than nm, the organic electroluminescence device may be short-circuited.
[0075]
(B) Hole transportable organic layer
The organic electroluminescent element may have a hole transporting organic layer made of the hole transport material described in the above (a) as necessary. The hole transporting organic layer may contain the polymer binder described in the above (a). The thickness of the hole transporting organic layer is preferably 10 to 200 nm, and more preferably 20 to 80 nm. When the thickness exceeds 200 nm, the driving voltage may increase. When the thickness is less than 10 nm, the organic electroluminescence device may be short-circuited.
[0076]
(C) Electron transporting organic layer
The organic electroluminescent element may have an electron transporting organic layer made of the electron transport material described in the above (a) as necessary. The electron transporting organic layer may contain the polymer binder described in the above (a). The thickness of the electron transporting organic layer is preferably 10 to 200 nm, and more preferably 20 to 80 nm. When the thickness exceeds 200 nm, the driving voltage may increase. When the thickness is less than 10 nm, the organic electroluminescence device may be short-circuited.
[0077]
(D) Solvent for coating solution
When the above organic layer is applied and formed by a wet film formation method, the solvent used for dissolving the material of the organic layer and adjusting the coating solution is not particularly limited, and includes a hole transport material, an orthometalated complex, It can select suitably according to types, such as a host material and a polymer binder. Examples of the solvent include halogen solvents such as chloroform, carbon tetrachloride, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, and chlorobenzene; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, n-propyl methyl ketone, and cyclohexanone; benzene, toluene, Aromatic solvents such as xylene; ester solvents such as ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, diethyl carbonate; ether solvents such as tetrahydrofuran and dioxane; Amide solvents such as dimethylformamide and dimethylacetamide; dimethyl sulfoxide; water and the like. In the coating solution, the solid content with respect to the solvent is not particularly limited, and the viscosity of the coating solution can be arbitrarily selected according to the wet film forming method.
[0078]
When forming a plurality of organic layers, in addition to the transfer method of the present invention, a dry film forming method such as a vapor deposition method or a sputtering method; a dipping method, a spin coating method, a dip coating method, a casting method, a die coating method, or a roll coating method. Further, wet film forming methods such as a bar coating method and a gravure coating method; a printing method and the like can be used in combination.
[0079]
(4) Formation of organic layer on plate
The method for forming the organic layer on the plate is different depending on whether the organic layer contains a high molecular compound as the organic layer main component or binder and a case where the organic layer is made of a low molecular compound. When the organic layer contains a polymer compound as a main component of the organic layer or a binder, it is preferably formed on the plate by a wet method. For this purpose, the organic layer material is dissolved in an organic solvent at a desired concentration, and the obtained solution is applied on the plate. The coating method is not particularly limited as long as a dry film thickness of the organic layer is 200 nm or less and a uniform film thickness distribution is obtained. Spin coating method, gravure coating method, dip coating method, casting method, die coating method, roll coating Method, bar coating method, extrusion coating method, inkjet coating method and the like. Among them, the extrusion coating method with high productivity by roll-to-roll is preferable.
[0080]
When the organic layer is composed of a low-molecular compound, the formation method is not particularly limited as long as a dry film thickness of the organic layer is 200 nm or less and a uniform film thickness distribution is obtained. In addition to the coating method when using a polymer compound, A vacuum film formation method or a vapor deposition method can also be used. For example, as a physical vacuum film forming method, a vacuum evaporation method, an electron beam evaporation method, a laser ablation MBE method, a MOMBE method, a reactive evaporation method, an ion plating method, a cluster ion beam method, a glow discharge sputtering method, an ion beam A sputtering method, a reactive sputtering method, etc. can be mentioned. Examples of the chemical vacuum film forming method include a thermal CVD method, an MOCVD (MOVPE) method, an RF plasma CVD method, an ECR plasma CVD method, a photo CVD method, a laser CVD method, and a mercury sensitization method. Of these, vacuum deposition is preferred. Details of these methods are described in “[Picture] Thin Film Technology” edited by the Surface Science Society of Japan.
[0081]
[3] Organic electroluminescence device
(1) Configuration
The organic electroluminescent element of the present invention is composed of at least a transparent substrate, a transparent electrode layer, at least one organic layer, a transparent or opaque electrode layer, and a transparent or opaque substrate in this order. One layer is preferably a light-emitting organic layer. Furthermore, the overall structure of the organic electroluminescent device is as follows: first substrate / transparent conductive layer / luminescent organic layer / back electrode / second substrate, first substrate / transparent conductive layer / luminescent organic layer / electron transport property. Organic layer / back electrode / second substrate, first substrate / transparent conductive layer / hole transporting organic layer / light emitting organic layer / electron transporting organic layer / back electrode / second substrate, first substrate / Transparent conductive layer / hole transporting organic layer / luminescent organic layer / back electrode / second substrate, first substrate / transparent conductive layer / luminescent organic layer / electron transporting organic layer / electron injection layer / back electrode / Second substrate, first substrate / transparent conductive layer / hole injection layer / hole transport organic layer / light emitting organic layer / electron transport organic layer / electron injection layer / back electrode / second substrate, etc. in this order A laminated structure is mentioned. The stacked configuration between the first substrate and the second substrate may be the reverse of the above example. The luminescent organic layer contains a fluorescent luminescent compound and / or a phosphorescent luminescent compound, and light emission is usually extracted from the transparent conductive layer. Specific examples of the compound used for each layer are described in, for example, “Monthly Display” October 1998 issue “Organic EL Display” (Techno Times).
[0082]
(2) Substrate
(A) First substrate
The first substrate has a function as a support to which an organic layer of a transfer material is transferred by a peeling transfer method. The thermal expansion coefficient of the first substrate is preferably several 20 ppm / ° C. or less. The thermal linear expansion coefficient can be measured by a method of heating at a constant rate and detecting a change in the length of the sample (for example, TMA method). When the coefficient of thermal expansion is larger than 20 ppm / ° C., the electrode or the organic layer may be peeled off due to the bonding process, heat during use, or the like, resulting in deterioration of durability.
[0083]
The base material for constituting the first substrate is not particularly limited as long as the coefficient of thermal linear expansion is several 20 ppm / ° C. or less, but is excellent in heat resistance, dimensional stability, solvent resistance, electrical insulation and workability. In addition, low air permeability and low moisture absorption are desirable. Specific examples include metal materials, inorganic materials, and plastic materials. When a metal material is used, it is preferable that an insulating layer be provided on one or both surfaces of the metal foil. It does not specifically limit as metal foil, Metal foil, such as aluminum foil, copper foil, stainless steel foil, gold foil, silver foil, can be used. Of these, aluminum foil or copper foil is preferred from the viewpoint of ease of processing and cost. Examples of the inorganic material include zirconia stabilized yttrium (YSZ) and glass. As the plastic material, polyimide or liquid crystal polymer can be particularly preferably used. Details on the properties and the like of these plastic materials are described in “Plastic Data Book” (Asahi Kasei Amidus Co., Ltd. “Plastics” editorial department). The first substrate may be formed of a single member or may be composed of two or more members. Among them, a laminate of a plastic material and a metal material is preferable in order to form a flexible organic electroluminescent element.
[0084]
The shape, structure, size and the like of the first substrate can be appropriately selected according to the use and purpose of the organic electroluminescence device. The shape is generally a plate or a continuous web. The structure may be a single layer structure or a laminated structure. The first substrate may be colorless and transparent or colored and transparent, but is preferably substantially colorless and transparent in that it does not scatter or attenuate light emitted from the light-emitting organic layer. Substantially colorless and transparent means that the light transmittance is 10% or more. The light transmittance of the first substrate is preferably 50% or more, particularly preferably 70% or more.
[0085]
A moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) or an insulating layer may be provided on the surface of the first substrate on the electrode side, the surface opposite to the electrode, or both. In particular, when the first substrate is a metal material, the insulating layer is preferably used. At this time, it is preferable that the coefficient of thermal expansion of the moisture permeation preventing layer (gas barrier layer) and the insulating layer provided on the first substrate is also 20 ppm / ° C. or less. Metal oxides such as silicon oxide, germanium oxide, zinc oxide, aluminum oxide, titanium oxide, and copper oxide as materials for forming a moisture permeation preventive layer (gas barrier layer) or insulating layer having a thermal linear expansion coefficient of 20 ppm / ° C. or less Alternatively, metal nitrides such as silicon nitride, germanium nitride, and aluminum nitride are preferable, and these can be used alone or in combination of two or more.
[0086]
The thickness of the metal oxide and / or metal nitride inorganic insulating layer is preferably 10 to 1000 nm. If the inorganic insulating layer is thinner than 10 nm, the insulating property is too low. If the inorganic insulating layer is thicker than 1000 nm, cracks are likely to occur, pinholes are formed, and the insulation is reduced. A method for forming an insulating layer of metal oxide and / or metal nitride is not limited, and a dry method such as an evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a wet method such as a sol-gel method, a metal oxide, and A method of dispersing and applying metal nitride particles in a solvent can be used.
[0087]
The insulating layer is made of the above-mentioned plastic material having a coefficient of thermal expansion of 20 ppm or less, polyester such as polyethylene terephthalate, polybutylene phthalate, polyethylene naphthalate, polystyrene, polycarbonate, polyethersulfone, polyarylate, allyldiglycol carbonate, polyimide, It can be formed of a plastic such as polycycloolefin, norbornene resin, poly (chlorotrifluoroethylene), or polyimide. When polyimide or the like is used as the insulating layer, it is preferable to laminate a sheet of polyimide or the like and an aluminum foil. The thickness of the polyimide sheet is preferably 10 to 200 μm. If the sheet of polyimide or the like is thinner than 10 μm, handling during lamination becomes difficult. When a sheet of polyimide or the like is thicker than 200 μm, flexibility is impaired and handling becomes inconvenient.
[0088]
The insulating layer may be provided only on one side of the metal foil, but may be provided on both sides. When provided on both surfaces, both surfaces may be metal oxides and / or metal nitrides, and both surfaces may be plastic insulating layers such as polyimide. Further, one side may be an insulating layer made of metal oxide and / or metal nitride, and the other side may be a polyimide sheet insulating layer. If necessary, a hard coat layer or an undercoat layer may be provided.
[0089]
The moisture permeability of the first substrate is a method based on JIS K7129B, and the value measured mainly by the MOCON method is 0.1 g / m.2-It is preferably not more than day, 0.05 g / m2More preferably less than day, 0.01 g / m2-It is particularly preferable that it is not more than day. Further, the oxygen permeability of the first substrate is a method based on the JIS K7126B method, and the value measured mainly by the MOCON method is 0.1 ml / m.2Day / atm or less is preferable, 0.05 ml / m2More preferably less than day · atm, 0.01 ml / m2It is particularly preferable that it is not more than day · atm.
[0090]
(B) Second substrate
The second substrate is provided on the upper surface of a single layer or a stacked organic layer formed on the first substrate by transfer by a peeling transfer method or repetition thereof. The requirements for the second substrate are the same as those for the first substrate described in (a) above. However, the second substrate preferably has the same physical property values (thermal linear expansion coefficient, light transmittance, moisture transmittance, oxygen permeability, etc.) as the first substrate. For example, the thermal expansion coefficients of the first substrate and the second substrate are preferably 20 ppm / ° C. or less. In order to suppress scattering and attenuation of light when light emission is extracted from the organic EL element, at least one of the first substrate and the second substrate is preferably colorless and transparent.
[0091]
The first substrate and the second substrate have at least electrodes. Furthermore, the first substrate and the second substrate may have at least one organic layer. The electrodes are provided on a part of or the entire surface of the first substrate and the second substrate in accordance with a desired pattern and element design.
[0092]
(3) Electrode
One of the pair of electrodes is preferably a transparent conductive layer and the other is a back electrode. Which of the anode and the cathode is used as the transparent conductive layer depends on the composition constituting the organic thin film element.
(A) Anode
The anode usually has a function of supplying holes to the organic electroluminescent layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light emitting device. The electrode can be appropriately selected from these electrodes.
[0093]
As a material for the anode, for example, a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like can be used, and a material having a work function of 4 eV or more is preferably used. Specific examples include tin oxide doped with antimony (ATO), tin oxide doped with fluorine (FTO), semiconductive metal oxides (tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide (ITO), zinc oxide). Indium (IZO, etc.), metals (gold, silver, chromium, nickel, etc.), mixtures or laminates of these metals and conductive metal oxides, inorganic conductive substances (copper iodide, copper sulfide, etc.), organic conductivity Materials (polyaniline, polythiophene, polypyrrole, etc.) and laminates of this and ITO.
[0094]
The anode is a substrate support (first substrate) by a wet method such as a printing method or a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method or an ion plating method, a chemical method such as a CVD method or a plasma CVD method, etc. Or a second substrate). The formation method may be appropriately selected in consideration of suitability with the transparent conductive layer material. For example, when ITO is used as the anode material, a direct current or high frequency sputtering method, a vacuum deposition method, an ion plating method, or the like may be used. When an organic conductive material is used as the anode material, a wet film forming method may be used.
[0095]
The patterning of the anode layer can be performed by chemical etching using photolithography, physical etching using a laser, or the like. Alternatively, patterning may be performed by a vacuum evaporation method using a mask, a sputtering method, a lift-off method, a printing method, or the like.
[0096]
The thickness of the anode layer may be appropriately selected according to the material, but is usually 10 nm to 50 μm, preferably 50 nm to 20 μm. The anode resistance value is 106Ω / □ or less is preferred, 105Ω / □ or less is more preferable. 105In the case of Ω / □ or less, a large-area light-emitting element with excellent performance can be obtained by installing a bus line electrode.
[0097]
The anode may be colorless and transparent, colored and transparent, or opaque. However, when the anode is a transparent anode and light emission is extracted from the transparent anode side, the transmittance is 60% or more. Is preferable, and 70% or more is more preferable. The transmittance can be measured according to a known method using a spectrophotometer. As the transparent anode, an electrode described in detail in “New development of transparent conductive film” (supervised by Yutaka Sawada, published by CMC, 1999) can be applied to the present invention. In particular, when a plastic substrate support having low heat resistance is used, it is preferable to use ITO or IZO as a transparent conductive layer material for forming a transparent anode, and form a film at a low temperature of 150 ° C. or lower.
[0098]
(B) Cathode
The cathode usually has a function of injecting electrons into the organic electroluminescent layer, and there is no particular limitation on the shape, structure, size, etc., depending on the use and purpose of the light-emitting element. The electrode can be appropriately selected from these electrodes.
[0099]
As a material for forming the cathode, a metal, an alloy, a metal oxide, an electrically conductive compound, a mixture thereof, or the like can be used, and a material having a work function of 4.5 eV or less is preferably used. Specific examples include alkali metals (Li, Na, K, Cs, etc.), alkaline earth metals (Mg, Ca, etc.), gold, silver, lead, aluminum, sodium-potassium alloy, lithium-aluminum alloy, magnesium-silver. Examples include alloys, indium, rare earth metals (ytterbium, etc.). These may be used alone, but in order to achieve both stability and electron injection properties, it is preferable to use two or more in combination. Among these materials, alkali metals and alkaline earth metals are preferable from the viewpoint of electron injecting property, and materials mainly composed of aluminum are preferable from the viewpoint of storage stability. Here, the material mainly composed of aluminum is not only aluminum alone but also an alloy or a mixture of aluminum and 0.01 to 10% by mass of alkali metal or alkaline earth metal (lithium-aluminum alloy, magnesium-aluminum alloy, etc. ).
[0100]
When the cathode is a transparent cathode and light is extracted from the cathode side, it should be substantially transparent to light. Specifically, the transmittance is preferably 60% or more, and more preferably 70% or more. In order to achieve both electron injection and transparency, a two-layer structure of a thin film layer made of the above metal and a transparent conductive layer can be taken. The material of the metal thin film layer is described in detail in JP-A-2-15595 and JP-A-5-121172. The thickness of the metal thin film layer is preferably 1 nm or more and 50 nm or less. When the thickness of the metal thin film layer is 1 nm or less, it is difficult to form the thin film layer uniformly. On the other hand, when it is thicker than 50 nm, the transparency is deteriorated.
[0101]
The material used for the transparent conductive layer in the case of the two-layer structure is not particularly limited as long as it is a material having conductivity and semiconductivity and being transparent. The materials listed as examples of the anode in the above (a) can be suitably used. Among them, for example, tin oxide doped with antimony or fluorine (ATO, FTO), tin oxide, zinc oxide, indium oxide, indium tin oxide ( ITO), indium zinc oxide (IZO), and the like. The thickness of the transparent cathode is preferably 30 nm or more and 500 nm or less. When the thickness of the transparent cathode is less than 30 nm, the conductivity and semiconductivity are poor, and when it is more than 500 nm, the productivity is poor.
[0102]
There is no restriction | limiting in particular in the formation method of a cathode, Although it can carry out according to a well-known method, in this invention, it is preferable to carry out in a vacuum apparatus. The cathode can be formed by a wet method such as a printing method or a coating method, a physical method such as a vacuum deposition method, a sputtering method or an ion plating method, or a chemical method such as a CVD method or a plasma CVD method. The formation method may be appropriately selected in consideration of suitability with the cathode material. For example, when two or more metals are used as the cathode material, the materials can be formed by sputtering simultaneously or sequentially. When an organic conductive material is used, a wet film forming method may be used. The patterning of the cathode can be performed in the same manner as the transparent conductive layer.
[0103]
A dielectric layer made of an alkali metal or alkaline earth metal fluoride or the like may be inserted between the cathode and the organic electroluminescent layer with a thickness of 0.1 to 5 nm. The dielectric layer can be formed by, for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or the like.
[0104]
(4) Organic electroluminescent layer (electroluminescence layer)
Since the organic layer constituting the organic electroluminescent layer and the method for forming the organic layer are as described in [2] and (3) above, description thereof is omitted.
[0105]
(5) Other layers
As a layer constituting the organic electroluminescent element, it is preferable to provide a protective layer or a sealing layer in order to prevent deterioration of light emitting performance. Furthermore, in the transfer material, if the light emitting performance is not affected, a release layer may be provided between the plate and the organic layer in order to improve transferability, or an adhesive layer may be provided between the organic layer and the deposition surface. .
[0106]
(A) Protective layer
The organic electroluminescent device may have a protective layer described in JP-A-7-85974, 7-192866, 8-22891, 10-275682, 10-106746, and the like. The protective layer is formed on the uppermost surface of the organic electroluminescent element. Here, the top surface refers to the outer surface of the back electrode when, for example, the substrate support, the transparent conductive layer, the organic compound layer, and the back electrode are laminated in this order, and for example, the substrate support, the back electrode, and the organic compound layer. When the transparent conductive layer is laminated in this order, it refers to the outer surface of the transparent conductive layer. The shape, size, thickness and the like of the protective layer are not particularly limited. The material of the protective layer is not particularly limited as long as it has a function of suppressing intrusion or permeation of an element that can deteriorate the organic electroluminescent element such as moisture or oxygen into the element. Silicon oxide, silicon dioxide, germanium monoxide, germanium dioxide and the like can be used.
[0107]
The method for forming the protective layer is not particularly limited. For example, vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular send epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, plasma CVD method, laser CVD. A method, a thermal CVD method, a coating method, or the like can be applied.
[0108]
(B) Sealing layer
The organic electroluminescent element is preferably provided with a sealing layer for preventing intrusion of moisture and oxygen. As a material for forming the sealing layer, a copolymer of tetrafluoroethylene and at least one comonomer, a fluorinated copolymer having a cyclic structure in the copolymer main chain, polyethylene, polypropylene, polymethyl methacrylate, polyimide, Polyurea, polytetrafluoroethylene, polychlorotrifluoroethylene, polydichlorodifluoroethylene, chlorotrifluoroethylene or a copolymer of dichlorodifluoroethylene and another comonomer, a water-absorbing substance having a water absorption of 1% or more, a water absorption of 0. 1% or less of moisture-proof substance, metal (In, Sn, Pb, Au, Cu, Ag, Al, Ti, Ni, etc.), metal oxide (MgO, SiO, SiO)2, Al2O3, GeO, NiO, CaO, BaO, Fe2O3, Y2O3TiO2Etc.), metal fluoride (MgF)2, LiF, AlF3, CaF2Etc.), liquid fluorinated carbon (perfluoroalkane, perfluoroamine, perfluoroether, etc.), and liquid fluorinated carbon in which an adsorbent of moisture or oxygen is dispersed.
[0109]
In order to block moisture and oxygen from the outside, it is preferable to seal the organic compound layer with a sealing member such as a sealing plate or a sealing container. Even if it installs a sealing member only in the back electrode side, you may cover the whole light emitting laminated body with a sealing member. The shape, size, thickness, and the like of the sealing member are not particularly limited as long as the organic compound layer can be sealed and external air can be blocked. As a material used for the sealing member, glass, stainless steel, metal (aluminum, etc.), plastic (polychlorotrifluoroethylene, polyester, polycarbonate, etc.), ceramic, or the like can be used.
[0110]
When installing the sealing member on the light emitting laminate, a sealing agent (adhesive) may be used as appropriate. When covering the whole light emitting laminated body with a sealing member, you may heat-seal sealing members without using a sealing agent. As the sealant, an ultraviolet curable resin, a thermosetting resin, a two-component curable resin, or the like can be used.
[0111]
Further, a water absorbent or an inert liquid may be inserted into the space between the sealing container and the organic electroluminescent element. The moisture absorbent is not particularly limited, and specific examples include barium oxide, sodium oxide, potassium oxide, calcium oxide, sodium sulfate, calcium sulfate, magnesium sulfate, phosphorus pentoxide, calcium chloride, magnesium chloride, copper chloride, cesium fluoride. , Niobium fluoride, calcium bromide, vanadium bromide, molecular sieve, zeolite, magnesium oxide and the like. As the inert liquid, paraffins, liquid paraffins, fluorinated solvents (perfluoroalkane, perfluoroamine, perfluoroether, etc.), chlorinated solvents, silicone oils and the like can be used.
[0112]
The light-emitting element of the present invention can emit light by applying a direct current (which may contain an alternating current component if necessary) voltage (usually 2 to 40 V) or a direct current between the anode and the cathode. . Regarding the driving of the light emitting device of the present invention, JP-A-2-148687, JP-A-6-301355, JP-A-5-29080, JP-A-7-134558, JP-A-8-234485, JP-A-8-2441047, US Pat. No. 5,828,429. No. 6023308, Japanese Patent No. 2784615, etc. can be used.
[0113]
【Example】
The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
[0114]
Example 1 16(Example of organic layer formation on the plate by vacuum film formation)
(A) Plate production
Square area (length of one side) in the center of a 0.5 mm (thickness) × 5 cm × 5 cm quartz glass plate [thermal expansion coefficient: 0.8 ppm / ° C. (TMA measurement, 10 ° C./min)] 5 μm (height) × 100 μm by a photolithography method (a mask is formed on a portion where a pattern portion of a quartz glass plate is formed and a non-pattern portion is removed by etching). A plate having a pattern portion in which convex portions of 50 μm were provided at intervals of 25 μm was produced.
[0115]
(B) Fabrication of substrate
In accordance with the materials and procedures shown in Table 1, nine types of substrates [2.5 cm (vertical) × 2.5 cm (horizontal)] for use as the first substrate or the second substrate were prepared. The obtained substrate No. About 101-109, the thermal linear expansion coefficient was measured. The results are shown in Table 1.
[0116]
[Table 1]
Figure 2004311111
Note: (1) Measured by TMA method (heating rate: 10 ° C./min).
[0117]
(C) Preparation of transfer material
On each plate produced in (A) above, tris (2-phenylpyridyl) iridium complex [phosphorescent material (orthometal complex)] and 4,4′-N, N′-dicarbazole biphenyl were formed by vacuum evaporation. (Host material) was co-evaporated at a rate of 0.1 nm / second and 1 nm / second, respectively, to form a light-emitting organic layer having a thickness of 40 nm, thereby preparing a transfer material.
[0118]
(D) Production of laminate D (substrate / cathode)
Among the substrates shown in Table 1, No. 101, 104, and 108 are put in a cleaning container and cleaned with isopropyl alcohol (IPA). Then, a mask is set so that the light emitting area becomes 5 mm × 5 mm, and Al is formed with a film thickness of 250 nm by vapor deposition. The cathode was formed by filming. An aluminum lead wire was connected from the cathode, and the laminate No. D101, D104 and D108 were obtained.
[0119]
(E) Production of laminate E (substrate / cathode / organic layer)
In the same manner as (D) above, no. A cathode was formed by depositing Al with a film thickness of 250 nm by vapor deposition on 103, 104, 105, 106, 108, and 109, and a substrate with a cathode was produced. Next, on the cathode, the following structural formula (1):
[Chemical 1]
Figure 2004311111
The deposition rate of each material is adjusted so that the LiF content is 10% by weight with respect to the electron transporting organic material having the structure represented by the above, and the mixed layer is laminated with a film thickness of 36 nm. Produced. Further, an aluminum lead wire was connected from the Al cathode, and the laminate No. E103, E104, E105, E106, E108 and E109 were produced.
[0120]
(F) Production of laminate F (substrate / anode)
Among the substrates shown in Table 1, No. 101, 102, 106, 108 and 109 are introduced into the vacuum chamber and SnO is introduced.2Using an ITO target [indium: tin = 95: 5 (molar ratio)] having a content of 10% by mass, DC magnetron sputtering (substrate temperature: 250 ° C., oxygen pressure: 1 × 10-3  Pa), a transparent electrode made of an ITO thin film having a thickness of 0.2 μm was formed. The surface resistance of the ITO thin film was measured and found to be 10Ω / □. Aluminum lead wires were connected from the transparent electrode (ITO) to form a laminate. Each substrate on which the transparent electrode was formed was put in a cleaning container, washed with isopropyl alcohol (IPA), and then subjected to oxygen plasma treatment to obtain a laminate No. 1. F101, F102, F106, F108 and F109 were produced.
[0121]
(G) Production of laminate G (substrate / anode / organic layer)
In the same manner as (F) above, no. A transparent electrode made of an ITO thin film having a thickness of 0.2 μm was formed on 101, 102, 106, 107 and 109, and an aluminum lead wire was connected to the transparent electrode (ITO) to produce a laminate. Each substrate on which the transparent electrode was formed was placed in a cleaning container, cleaned with isopropyl alcohol (IPA), and then subjected to oxygen plasma treatment. After spin-coating an aqueous dispersion of polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (manufactured by BAYER, trade name: Baytron P, solid content: 1.3% by mass) on the surface of the treated transparent electrode, the surface is treated at 150 ° C. for 2 hours. By vacuum-drying to form a 100 nm thick hole transporting organic layer, the laminate No. G101, G102, G106, G107 and G109 were produced.
[0122]
(H) Formation of organic layer by peeling transfer method
Laminate No. produced in (D) above. D101, D104, and D108, and the laminate No. 1 prepared in (E) above. E103, E105, E108, and E109, and the laminate No. 1 prepared in (F) above. F102 and F106, and the laminates No. 1 prepared in (G) above. The luminescent organic layer of the transfer material prepared in (C) was transferred to G102, G107, and G109. Both layers are stacked such that the light emitting organic layer side of the transfer material faces the deposition surface (the surface having the cathode, anode, electron transporting organic thin film or hole transporting organic thin film) of each laminate, It was installed between a pair of hot plates with a pressing force of MPa (both hot plates having a temperature adjusted to 110 ° C.), and a heat treatment and a pressure treatment for 30 seconds were performed simultaneously. Next, the plate is peeled off to form a light-emitting organic layer on the film formation surface of each laminate, so that the laminate H (No. HD101, HD104, HD108, HE103, HE105, HE108, HE109, HF102, HF106, HG101, HG102, HG107 and HG109) were produced.
[0123]
(I) Device fabrication
Among the laminates H produced in (H) above, No. HD101, HD104, HD108, HE103, HE105, HE108, HE109, HF102, HF106, HG102, HG107 and HG109 were used as the first substrate (first substrate) side laminate, and the laminate No. produced in (D) above. . D108 and the laminate No. produced in the above (E). E103, E104, E106, and E108, and the laminate No. 1 prepared in (F) above. F101, F102, F108, and F109, and the laminates No. 1 prepared in (G) above. G101, G102, G106, and G109, and the laminate No. 1 manufactured in (H) above. HG101 is used as a second substrate (second substrate) side laminate, and each first substrate side laminate and each second substrate side laminate are bonded together in the combinations shown in Table 4, thereby organic EL. An element was produced. The two substrates are laminated together with the light emitting organic layer side of the first substrate side laminate and the film formation surface of the second substrate side laminate (cathode, anode, electron transporting organic thin film, hole transporting organic thin film or light emitting property). Both are stacked so that the surface having the organic layer faces each other, and a gap between a pair of rollers with a pressure of 0.3 MPa (both heated rollers whose temperature is adjusted to 160 ° C.) is 0.1 m / min. This was done by passing at speed. The combination of each first substrate-side laminate and each second substrate-side laminate shown in Table 4 has a configuration in which the obtained organic EL element has a cathode and an anode, and light emission can be extracted from at least one side thereof. It was made to become.
[0124]
(J) Evaluation
The light emitting property of the organic EL device produced in the above (I) was evaluated. When a DC voltage was applied to the organic EL elements using Keithley Instruments Co., Ltd. Source Measure Unit 2400, sufficient light emission was detected with a drive current of 2 mA, and the bonding was good. there were.
[0125]
About the laminated body H produced by said (H), pixel position accuracy was evaluated. A method for evaluating pixel position accuracy will be described. First, five laminates H (No. HD101, HD104, HD108, HE103, HE105, HE108, HE109, HF102, HF106, HG101, HG102, HG107, and HG109) are produced, and the luminescent organic layer of each laminate H is prepared. A micrograph of a square region of 5000 μm × 5000 μm was taken on the surface provided with. At this time, the lower left vertex of the square area was regarded as the origin of the XY coordinates, and the left vertical side of the square area was regarded as being coincident with the Y axis. Images were taken with their positions aligned so that the lower left vertex of one reference pixel (hereinafter referred to as “reference pixel”) coincides with the origin of the XY coordinates and the left vertical side of the reference pixel coincides with the Y axis. If the light emitting organic layer is ideally transferred, the vertical side length of each arranged pixel is 50 μm, and the pixel interval is 25 μm. Therefore, the upper left vertex of the square area [coordinates (0, 5000 μm). ) And the upper left vertex (hereinafter referred to as “measurement point”) of the 67th pixel along the Y-axis direction from the origin. Therefore, the upper left apex [point of coordinates (0, 5000 μm)] of the square area was regarded as an ideal point, and the deviation from the ideal point was examined with respect to the measurement point of each micrograph. The deviation from the ideal point of the measurement point is the length between the origin of the XY coordinates and the ideal point (5000 μm), that is, the length of one side of the square area is the reference length, and the length between the origin and the measurement point is measured. The difference between the value and the reference length is obtained. No. The measurement results of 5 points were averaged for each of the organic EL elements 1 to 17. Evaluation criteria for pixel position accuracy are as follows. The results are shown in Table 4.
A: Deviation from the ideal point was less than 0.1% (less than 5 μm).
○: Deviation from the ideal point was less than 0.5% (less than 25 μm).
X: The deviation from the ideal point was 0.5% or more (25 μm or more).
[0126]
When the deviation from the ideal point is 0.5% or more, there is a problem that when the organic EL element is aligned with the drive circuit, the position of the drive circuit and the pixel cannot be aligned. In addition, when a plurality of light-emitting organic layers are provided with different colors (for example, three colors), there arises a problem that pixels overlap.
[0127]
Comparative Example 1
White plate glass (0.5 mm × 2.5 cm × 2.5 cm) was introduced into the vacuum chamber and SnO2Using an ITO target [indium: tin = 95: 5 (molar ratio)] having a content of 10% by mass, DC magnetron sputtering (substrate temperature: 250 ° C., oxygen pressure: 1 × 10-3  Pa), a transparent electrode made of an ITO thin film having a thickness of 0.2 μm was formed. The surface resistance of the ITO thin film was measured and found to be 10Ω / □. After connecting the aluminum lead wire from the transparent electrode (ITO), the white plate glass plate on which the transparent electrode was formed was put into a cleaning container, washed with isopropyl alcohol (IPA), and then subjected to oxygen plasma treatment. After spin-coating an aqueous dispersion of polyethylene dioxythiophene / polystyrene sulfonic acid (BAYER, trade name: Baytron P, solid content: 1.3% by mass) on the surface of the transparent electrode subjected to the oxygen plasma treatment, 150 The film was vacuum-dried at 2 ° C. for 2 hours to form a hole transporting organic layer having a thickness of 100 nm. Next, a light emitting organic layer coating solution having the composition shown in Table 2 was applied onto the hole transporting organic layer at a rate of 10 m / min using a gravure printing machine and dried at 80 ° C. A light emitting organic layer having a pixel pattern in which convex pixel portions of nm (thickness) × 100 μm × 50 μm were provided at intervals of 25 μm was formed.
[0128]
[Table 2]
Figure 2004311111
[0129]
Furthermore, on the luminescent organic layer, polyvinyl butyral (Mw = 50000, manufactured by Aldrich), the following structural formula (2):
[Chemical 2]
Figure 2004311111
A coating liquid for an electron transporting organic layer containing an electron transporting compound represented by formula (1) and 1-butanol is applied at a rate of 10 m / min using an extrusion coater and dried at 80 ° C. An electron transporting organic layer having a thickness of 36 nm was formed. Table 3 shows the composition of the electron transporting organic layer coating solution.
[0130]
[Table 3]
Figure 2004311111
[0131]
Finally, Al was formed into a film having a thickness of 250 nm by a vapor deposition method (cathode). Further, an aluminum lead wire was connected from the Al cathode to produce an organic EL element. About the obtained organic EL element, it carried out similarly to Examples 1-16, and evaluated pixel position accuracy. The results are shown in Table 4.
[0132]
[Table 4]
Figure 2004311111
Note: (1) WG represents white plate glass, SG represents quartz glass, PI represents a polyimide sheet, Al represents an aluminum foil, UV represents an ultraviolet curable resin layer, PVC represents a hard polyvinyl chloride sheet. TH represents a thermosetting resin layer, PET represents a polyethylene terephthalate sheet, PES represents a polyethersulfone sheet, IN represents a cathode, Y represents an anode, EL represents a luminescent organic layer, TL Represents an organic layer other than the light-emitting organic layer, and // represents a bonding position.
(2) Since the pixel was blurred, it was calculated from an approximate boundary surface.
[0133]
As can be seen from Table 4, in Examples 1 to 16, it was found that organic electroluminescent elements having excellent pixel position accuracy can be obtained easily. On the other hand, in Comparative Example 1, since the transfer was not performed, the pixel position accuracy was inferior. Moreover, since Examples 1-16 were produced from both electrode sides, they were produced with good productivity as compared with Comparative Example 1 laminated from one side.
[0134]
Example 17 ~ 32(Example of forming an organic layer on the plate by coating)
Organic EL elements (Nos. 18 to 33) were produced in the same manner as in Examples 1 to 16, except that the transfer material was changed as follows. The transfer material was coated in the same manner as in Examples 1 to 16 with a light emitting organic layer coating solution having the composition shown in Table 5 by a bar coater, and dried at room temperature to obtain a thickness of 40 nm. The light emitting organic layer was formed. A laminate produced using this transfer material was designated as a laminate H ′.
[0135]
[Table 5]
Figure 2004311111
[0136]
About the obtained organic EL element (No. 18-33), it carried out similarly to Examples 1-16, and evaluated luminous property. As a result, all the organic EL elements detected sufficient light emission at a driving current of 2 mA, and the bonding was good.
[0137]
Table 6 shows the results of evaluating the pixel position accuracy of the stacked body H ′ in the same manner as in Examples 1 to 16.
[0138]
[Table 6]
Figure 2004311111
Note: (1) Same as Table 4
[0139]
As is clear from Table 6, it was found that in Examples 17 to 32, organic electroluminescent elements having excellent pixel position accuracy can be obtained easily.
[0140]
Example 33 ~ 42
Except having changed the laminated body G as follows, the organic EL element (No. 34-43) was produced similarly to Examples 1-16. The laminated body G is No. 1 among the substrates shown in Table 1 in the same manner as in Examples 1-16. A transparent electrode made of an ITO thin film having a thickness of 0.2 μm was formed on 101, 102, 106, 107 and 109, and aluminum lead wires were connected to the transparent electrode (ITO). Each substrate on which the transparent electrode was formed was placed in a cleaning container, cleaned with isopropyl alcohol (IPA), and then subjected to oxygen plasma treatment. On the surface of the treated transparent electrode, the following structural formula (3):
[Chemical 3]
Figure 2004311111
A polymer compound (Et-PTPDK) represented by the following structural formula (4):
[Formula 4]
Figure 2004311111
A hole transporting organic layer coating solution containing an additive (TBPA) represented by the formula (II) and dichloroethane is applied using an extrusion-type coating machine and dried at room temperature, whereby a hole transporting property having a thickness of 40 nm is obtained. An organic layer was formed. Table 7 shows the composition ratio of the coating liquid for hole transporting organic layer. The obtained laminated body was designated as a laminated body G ′. A laminate obtained by transferring the light emitting organic layer to the laminate G ′ was designated as a laminate HG ′.
[0141]
[Table 7]
Figure 2004311111
[0142]
About the obtained organic EL element (No. 34-43), it carried out similarly to Examples 1-16, and evaluated luminous property. As a result, all the organic EL elements detected sufficient light emission at a driving current of 2 mA, and the bonding was good.
[0143]
Table 8 shows the results of evaluating the pixel position accuracy of the stacked body HG ′ in the same manner as in Examples 1 to 16.
[0144]
[Table 8]
Figure 2004311111
Note: (1) Same as Table 4
[0145]
As is apparent from Table 8, it was found that in Examples 33 to 42, an organic electroluminescent element excellent in pixel position accuracy can be easily obtained.
[0146]
Example 43 ~ 58
Organic EL elements (Nos. 44 to 59) were produced in the same manner as in Examples 1 to 16, except that the transfer material was changed as described below. The transfer material was a square area (length of one side) of a central portion of a stainless steel plate [thermal expansion coefficient: 12 ppm / ° C. (TMA measurement, 10 ° C./min)] of 2 cm (thickness) × 5 cm × 5 cm. : 20 mm), 5 μm (height) × 100 μm × 50 μm by a photolithography method (a mask is formed on a portion where a pattern portion of a stainless steel plate is formed, and a non-pattern portion is removed by etching). A plate having a pattern portion having protrusions of 25 μm was prepared, and a light emitting organic layer was formed thereon in the same manner as in Examples 1-16. A laminate produced using this transfer material was designated as a laminate H ″.
[0147]
About the obtained organic EL element (No. 44-59), it carried out similarly to Examples 1-16, and evaluated luminous property. As a result, in any organic EL element, sufficient light emission was detected with a driving current of 2 mA, and the bonding was good.
[0148]
Table 9 shows the results of evaluating the pixel position accuracy of the stacked body H ″ in the same manner as in Examples 1 to 16.
[0149]
[Table 9]
Figure 2004311111
Note: (1) Same as Table 4
[0150]
As is clear from Table 9, in Examples 43 to 58, it was found that an organic electroluminescent element having excellent pixel position accuracy can be easily obtained.
[0151]
【The invention's effect】
As described above in detail, by providing an organic layer on a plate having a predetermined pattern portion and transferring the organic layer to the substrate, a patterned organic layer can be easily formed on the substrate, and the organic layer It is possible to provide a method for producing an organic electroluminescent device excellent in film thickness uniformity, light emission efficiency, light emission amount uniformity and durability at low cost.
[0152]
Since the plate is excellent in mechanical strength and stability, the positional accuracy when the organic layer is transferred is good. By using the plate, high-definition and high-precision patterns (pixels and the like) can be easily manufactured with high productivity. Furthermore, it can be used repeatedly by washing / drying the plate after transferring the organic layer. In the case of using a plate, an organic layer may be formed at least in the pattern portion. For this reason, the manufacture of an organic electroluminescent device using a plate has advantages such as less waste, low cost, and no need for special manufacturing equipment.
[0153]
The organic electroluminescent element obtained by the production method of the present invention is suitable for a full color display, a backlight of a liquid crystal display element, a surface light source for illumination, a light source array of a printer, and the like.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a (schematic) cross-sectional view showing an example of a relief plate provided with an organic layer in a pattern portion.
FIG. 2 is a plan view of the letterpress of FIG.
FIG. 3 is a (schematic) cross-sectional view showing an example of a relief plate in which an organic layer is provided in a pattern portion and a non-pattern portion.
FIG. 4 is a (schematic) cross-sectional view showing an example of an intaglio in which an organic layer is provided in a pattern portion.
FIG. 5 is a plan view of the intaglio shown in FIG.
FIG. 6 is a (schematic) cross-sectional view showing an example of an intaglio in which an organic layer is provided in a pattern part and a non-pattern part.
FIG. 7 is a (schematic) cross-sectional view showing an example of a lithographic plate provided with an organic layer.
FIG. 8 is a plan view of the intaglio plate of FIG. 7;
FIG. 9 is a (schematic) cross-sectional view showing an example of a lithographic plate coated with an organic layer coating solution.
[Explanation of symbols]
1 ... version
11 ... convex part
12 ... recess
2. Pattern part
3. Non-pattern part
4 ... Organic layer
4 '... coating solution for organic layer

Claims (7)

少なくともパターン部に少なくとも一層の有機層を有する版を用いて、前記版の有機層側と、少なくとも電極を有する第一の基板の電極側とが対面するように、前記版と前記第一の基板とを重ねて、加熱処理及び加圧処理の少なくとも一方を施した後、前記版を引き剥がすことにより前記第一の基板の電極側に前記有機層を転写する工程を含む有機電界発光素子の製造方法であって、前記有機層を転写する工程の後に、前記有機層を少なくとも一層有する前記第一の基板と、少なくとも電極を有する第二の基板とを貼り合せることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。Using a plate having at least one organic layer in at least the pattern portion, the plate and the first substrate so that the organic layer side of the plate faces the electrode side of the first substrate having at least an electrode And then subjecting the plate to peeling off the plate, and then transferring the organic layer to the electrode side of the first substrate. An organic electroluminescent device comprising a method of bonding the first substrate having at least one organic layer and the second substrate having at least an electrode after the step of transferring the organic layer. Manufacturing method. 前記有機層を転写する工程の後に、前記第一の基板に設けられた前記有機層上に、少なくとも一層の有機層をさらに転写する工程を有する請求項1に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 1, further comprising a step of further transferring at least one organic layer on the organic layer provided on the first substrate after the step of transferring the organic layer. 前記版が凸版であることを特徴とする請求項1又は2に記載の製造方法。The manufacturing method according to claim 1, wherein the plate is a relief plate. 前記有機層は少なくとも発光性有機化合物又はキャリア輸送性有機化合物を含有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の製造方法。The said organic layer contains a luminescent organic compound or a carrier transportable organic compound at least, The manufacturing method as described in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 前記第一の基板及び前記第二の基板の少なくとも一つの熱線膨張係数は20 ppm/℃以下であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の製造方法。The manufacturing method according to any one of claims 1 to 4, wherein a thermal expansion coefficient of at least one of the first substrate and the second substrate is 20 ppm / ° C or less. 請求項1〜5のいずれか一項に記載の製造方法により製造されたことを特徴とする有機電界発光素子。An organic electroluminescent device manufactured by the manufacturing method according to claim 1. 第一の基板上に、電極、発光性有機層を含む少なくとも一層の有機層、第二の電極及び第二の基板をこの順に有し、前記第一の基板及び前記第二の基板の少なくとも一つは透明であり、かつ前記透明な基板が有する電極は透明であることを特徴とする請求項6に記載の有機電界発光素子。An electrode, at least one organic layer including a light-emitting organic layer, a second electrode, and a second substrate are provided in this order on at least one of the first substrate and the second substrate. The organic electroluminescent element according to claim 6, wherein one of the electrodes is transparent, and an electrode of the transparent substrate is transparent.
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