JP2006127783A - 有機エレクトロルミネッセント素子用基板 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された電極層と、上記基板上であって上記電極層間に形成された絶縁層と、上記電極層および上記絶縁層上に形成されたバリア層と、上記バリア層上に形成され、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層とを有する有機EL素子用基板であって、上記バリア層が、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による上記濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有することを特徴とする有機EL素子用基板を提供することにより、上記目的を達成するものである。
【選択図】 図1
Description
また、特許文献2に開示された方法では、保護膜を形成する工程が追加されたため、生産性が悪いといった問題があった。
しかしながら、濡れ性変化層は基本的に絶縁性であることから、濡れ性変化層によって電荷注入効率が低下し、有機EL素子の発光特性が低下するという問題があった。
まず、本発明の有機EL素子用基板について説明する。
本発明の有機EL素子用基板は、基板と、上記基板上にパターン状に形成された電極層と、上記基板上であって上記電極層間に形成された絶縁層と、上記電極層および上記絶縁層上に形成されたバリア層と、上記バリア層上に形成され、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層とを有するものであって、上記バリア層が、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による上記濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有することを特徴とするものである。
図1は、本発明の有機EL素子用基板の一例を示す概略断面図である。図1において、本発明の有機EL素子用基板は、基板1上に電極層2および絶縁層3が形成され、この電極層2および絶縁層3の上にバリア層4および濡れ性変化層5が形成されたものである。
以下、このような有機EL素子用基板の各構成について説明する。
本発明に用いられるバリア層は、電極層および絶縁層上に形成されるものであり、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有するものである。
本発明に用いられる濡れ性変化層は、電極層および絶縁層上に形成され、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化するものである。濡れ性変化層としては、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化するものであれば特に限定されるものではないが、好ましい態様として、濡れ性変化層が光触媒を含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する光触媒含有層である場合(第1の態様)と、濡れ性変化層が、光触媒を含有する光触媒処理層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性可変層とを有する場合(第2の態様)とが挙げられる。
以下、各態様について説明する。
本発明に用いられる濡れ性変化層の第1の態様は、光触媒を含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する光触媒含有層である。この光触媒含有層は、光触媒含有層自体に含有される光触媒の作用により濡れ性が変化することから、製造工程が少なく、効率的に濡れ性変化パターンを形成することができる点で有用である。
YnSiX(4−n)
(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシ基、アセチル基またはハロゲンを示す。nは1〜3までの整数である。)
で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでYで示される基の炭素数は1〜20の範囲内であることが好ましく、また、Xで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH3)3;
(CF3)2CF(CF2)4CH2CH2Si(OCH3)3;
(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2Si(OCH3)3;
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2Si(OCH3)3;
CF3(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
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CF3(CF2)5(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
CF3(CF2)7(C6H4)C2H4Si(OCH3)3;
CF3(CF2)3CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)5CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)7CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
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(CF3)2CF(CF2)6CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
(CF3)2CF(CF2)8CH2CH2SiCH3(OCH3)2;
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CF3(CF2)3(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)5(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)7(C6H4)C2H4SiCH3(OCH3)2;
CF3(CF2)3CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)5CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)7CH2CH2Si(OCH2CH3)3;
CF3(CF2)9CH2CH2Si(OCH2CH3)3;および
CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3 。
本発明に用いられる濡れ性変化層の第2の態様は、例えば図3に示すように、光触媒を含有する光触媒処理層6と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性可変層7とを有するものである。この光触媒処理層と濡れ性可変層とを有する濡れ性変化層は、機能毎に層が分かれているので、層構成や材料の組み合わせ等を容易に変更することができる点で有用である。
以下、光触媒処理層および濡れ性可変層について説明する。
本態様に用いられる光触媒処理層は、光触媒を含有するものであり、この光触媒処理層中の光触媒が、積層されている濡れ性可変層の濡れ性を変化させるようなものであれば特に限定されないが、電子または正孔を輸送する機能を有することが好ましい。これにより、本発明の有機EL素子用基板を用いて有機EL素子とした場合に、有機EL素子の電気特性を向上させることができるからである。
本態様に用いられる濡れ性可変層は、光触媒の作用により濡れ性が変化する材料を含有するものであれば特に限定されない。なお、光触媒の作用により濡れ性が変化する材料については、上記第1の態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
本発明に用いられる電極層は、基板上にパターン状に形成されるものである。本発明に用いられる電極層は、陽極であっても陰極であってもよいが、通常は陽極として形成される。
本発明に用いられる絶縁層は、基板上であって、パターン状に形成された電極層間に形成されるものである。一般的には、絶縁層は電極層の端部を覆うように形成される。
この絶縁層は、本発明の有機EL素子用基板を用いて有機EL素子とした場合に、電極層から有機EL層への電荷の供給を止めるために設けられるものである。また、絶縁層が形成された部分は、発光しないものとすることができる。
本発明に用いられる基板は、上述した電極層、絶縁層、バリア層および濡れ性変化層などを支持するものであり、所定の強度を有するものであれば特に限定されない。本発明においては、上記電極層が所定の強度を有する場合には、電極層が基板を兼ねるものであってもよいが、通常は所定の強度を有する基板上に電極層が形成される。
次に、本発明の有機EL素子について説明する。
本発明の有機EL素子は、上述した有機EL素子用基板と、上記有機EL素子用基板の濡れ性変化層上に形成され、少なくとも発光層を有する有機EL層と、上記有機EL層上に形成された対向電極層とを有することを特徴とするものである。
以下、本発明の有機EL素子における有機EL層および対向電極層について説明する。
本発明に用いられる有機EL層は、少なくとも発光層を含む1層もしくは複数層の有機層から構成されるものである。すなわち、有機EL層とは、少なくとも発光層を含む層であり、その層構成が有機層1層以上の層をいう。通常、塗布によるウェットプロセスで有機EL層を形成する場合は、溶媒との関係で多数の層を積層することが困難であることから、1層もしくは2層の有機層で形成される場合が多いが、有機材料を工夫したり、真空蒸着法を組み合わせたりすることにより、さらに多数層とすることも可能である。
以下、このような有機EL層の各構成について説明する。
本発明における有機EL層の必須構成である発光層としては、例えば色素系発光材料、金属錯体系発光材料、高分子系発光材料等の発光材料を用いることができる。
本発明においては、電極層または対向電極層と発光層との間に電荷注入輸送層が形成されていてもよい。ここでいう電荷注入輸送層とは、上記発光層に電極層または対向電極層からの電荷を安定に輸送する機能を有するものであり、このような電荷注入輸送層を発光層と電極層または対向電極層との間に設けることにより、発光層への電荷の注入が安定化し、発光効率を高めることができる。
本発明に用いられる正孔注入輸送層としては、発光層に正孔を注入する正孔注入層、および正孔を輸送する正孔輸送層のいずれか一方であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、または、正孔注入機能および正孔輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
本発明に用いられる電子注入輸送層としては、発光層に電子を注入する電子注入層、および電子を輸送する電子輸送層のいずれか一方であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、または、電子注入機能および電子輸送機能の両機能を有する単一の層であってもよい。
本発明に用いられる対向電極層は、上記有機EL層上に形成されるものであり、有機EL素子用基板の電極層に対向する電極である。本発明に用いられる対向電極層は、陽極であっても陰極であってもよいが、通常は陰極として形成される。
次に、本発明の有機EL素子用基板の製造方法について説明する。
本発明の有機EL素子用基板の製造方法は、電極層および絶縁層が形成された基板上に、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有するバリア層を形成するバリア層形成工程と、
上記バリア層上に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する濡れ性変化層形成工程と、
上記濡れ性変化層にパターン状にエネルギーを照射し、上記濡れ性変化層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と
を有することを特徴とするものである。
図4は、本発明の有機EL素子用基板の製造方法の一例を示すものである。本発明の有機EL素子用基板の製造方法においては、まず、基板1上に電極層2をパターン状に形成し、この電極層2の端部を覆うように電極層2間に絶縁層3を形成することにより、電極層2および絶縁層3が形成された基板1を準備し、この基板1上にバリア層4を全面に形成する(図4(a)、バリア層形成工程)。次に、バリア層4上に濡れ性変化層5を全面に形成する(図4(b)、濡れ性変化層形成工程)。そして、濡れ性変化層5にフォトマスク32を介してパターン状にエネルギー31を照射し、濡れ性変化層5表面の濡れ性を変化させ、親液性領域11および撥液性領域12からなる濡れ性変化パターンを形成する(図4(c),(d)、濡れ性変化パターン形成工程)。このようにして有機EL素子用基板を製造することができる。
以下、このような有機EL素子用基板の製造方法における各工程について説明する。
本発明におけるバリア層形成工程は、電極層および絶縁層が形成された基板上に、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有するバリア層を形成する工程である。
本発明における濡れ性変化層形成工程は、上記バリア層上に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する工程である。この濡れ性変化層は、上記バリア層上に、濡れ性変化層形成用塗工液を塗布して、乾燥することにより形成することができる。
本発明における濡れ性変化パターン形成工程は、上記濡れ性変化層にパターン状にエネルギーを照射し、上記濡れ性変化層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する工程である。
次に、本発明の有機EL素子の製造方法について説明する。
本発明の有機EL素子の製造方法は、上述した有機EL素子用基板の製造方法を用いた有機EL素子用基板形成工程と、上記有機EL素子用基板形成工程で得られた有機EL素子用基板の濡れ性変化層上に少なくとも発光層を有する有機EL層をパターン状に形成する有機EL層形成工程と、上記有機EL層上に対向電極層を形成する対向電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
なお、有機EL素子用基板形成工程については、上記「C.有機EL素子用基板の製造方法」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、本発明の有機EL素子の製造方法における有機EL層形成工程および対向電極層形成工程について説明する。
本発明における有機EL層形成工程は、上記有機EL素子用基板形成工程で得られた有機EL素子用基板の濡れ性変化層上に少なくとも発光層を有する有機EL層をパターン状に形成する工程である。この有機EL層は、濡れ性変化パターンが形成された濡れ性変化層上に有機EL層形成用塗工液を塗布することにより形成することができる。
本発明における対向電極層形成工程は、上記有機EL層上に対向電極層を形成する工程である。
[実施例1]
150mm角ガラス基板上に、透明電極層(ITO膜)をパターン状に形成し、そのITO膜の端部を覆うように絶縁層(TFR−H 東京応化社製 ポジ型感光性樹脂)を形成した。上記の透明電極層および絶縁層が形成されたガラス基板上に、ポリビニルカルバゾールのシクロヘキサノン溶液をスピンコータを用いて塗布し、膜厚20nmのバリア層を形成した。次に、このバリア層上に、フルオロアルキルアルコキシシランのイソプロピルアルコール溶液とチタニアゾル液とからなる濡れ性変化層形成用塗工液をスピンコータを用いて塗布し、乾燥させて膜厚が70nmになるように成膜した。さらに、UV照射時間を6分間とし、パターンマスクを介してUV照射することで、濡れ性変化層上に濡れ性変化パターンを形成し、有機EL素子用基板を作製した。
実施例1においてバリア層を形成しなかった以外は、実施例1と同様にして有機EL素子用基板を作製した。
実施例1および比較例1の有機EL素子用基板について、測定溶媒として純水を用いた場合の濡れ性変化層上の濡れ性変化パターンのUV照射領域における接触角を測定した結果を下記表1に示す。
実施例1の有機EL素子用基板を用いて、濡れ性変化層の濡れ性変化パターンのUV照射領域にマイクロシリンジを用いたシリンジ法によりポリビニルカルバゾールとクマリン誘導体とからなる発光材料のキシレン溶液を塗布し、乾燥させて発光層を形成した。次いで、発光層上に対向電極層としてAg膜を成膜した。これにより有機EL素子を作製した。
得られた有機EL素子は、濡れ性変化層が形成されているにもかかわらず、発光特性が良好であった。
実施例1においてバリア層を下記のようにして形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子用基板を作製した。
透明電極層および絶縁層が形成されたガラス基板上に、銅フタロシアニンを真空蒸着法を用いて成膜し、膜厚40nmのバリア層を形成した。
実施例3の有機EL素子用基板について、実施例1と同様の評価を行ったところ、実施例1と同様の結果が得られた。
実施例1においてバリア層を下記のようにして形成した以外は、実施例1と同様にして有機EL素子用基板を作製した。
透明電極層および絶縁層が形成されたガラス基板上に、チタニアゾル液をスピンコータを用いて塗布し、膜厚60nmのバリア層を形成した。
実施例4の有機EL素子用基板について、実施例1と同様の評価を行ったところ、実施例1と同様の結果が得られた。
2 … 電極層
3 … 絶縁層
4 … バリア層
5 … 濡れ性変化層
6 … 光触媒処理層
7 … 濡れ性可変層
11 … 親液性領域
12 … 撥液性領域
21 … 有機EL層
22 … 対向電極層
Claims (7)
- 基板と、前記基板上にパターン状に形成された電極層と、前記基板上であって前記電極層間に形成された絶縁層と、前記電極層および前記絶縁層上に形成されたバリア層と、前記バリア層上に形成され、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層とを有する有機エレクトロルミネッセント素子用基板であって、
前記バリア層が、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による前記濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子用基板。 - 前記濡れ性変化層が、光触媒を含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する光触媒含有層であることを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント素子用基板。
- 前記濡れ性変化層が、光触媒を含有する光触媒処理層と、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性可変層とを有することを特徴とする請求項1に記載の有機エレクトロルミネッセント素子用基板。
- 前記濡れ性変化層が、フルオロアルキル基を含有するオルガノポリシロキサンを含むことを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子用基板。
- 請求項1から請求項4までのいずれかの請求項に記載の有機エレクトロルミネッセント素子用基板と、前記有機エレクトロルミネッセント素子用基板の濡れ性変化層上に形成され、少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層と、前記有機エレクトロルミネッセント層上に形成された対向電極層とを有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子。
- 電極層および絶縁層が形成された基板上に、電荷注入性または電荷輸送性を有し、かつ光触媒の作用による濡れ性変化層の濡れ性変化が阻害されるのを防止する機能を有するバリア層を形成するバリア層形成工程と、
前記バリア層上に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する濡れ性変化層形成工程と、
前記濡れ性変化層にパターン状にエネルギーを照射し、前記濡れ性変化層の濡れ性が変化した濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と
を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子用基板の製造方法。 - 請求項6に記載の有機エレクトロルミネッセント素子用基板の製造方法を用いた有機エレクトロルミネッセント素子用基板形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセント素子用基板形成工程で得られた有機エレクトロルミネッセント素子用基板の濡れ性変化層上に少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層をパターン状に形成する有機エレクトロルミネッセント層形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセント層上に対向電極層を形成する対向電極層形成工程と
を有することを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法。
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