JP2008084740A - 有機ｅｌ素子およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】
高沸点の溶剤を含む塗布液を用いた場合、基板に対して有機発光媒体層を形成後、有機発光媒体層中の溶媒の除去を十分に行うことができず、溶剤の残留による素子劣化と、熱処理による素子劣化のいずれも解消することが困難となる問題が生じていた。
そこで本発明は、湿式法を用いて有機発光媒体層を形成する際に上記熱処理による素子劣化の問題を生ずることなく、残留する溶剤の除去を十分に行うことを課題とする。
【解決手段】
少なくとも基板と、前記基板上にパターン状に形成された第１電極と、前記基板上の前記透明電極の間に形成された隔壁と、前記隔壁に区切られた領域に設けられた有機発光媒体層とを含む有機ＥＬ素子において、前記隔壁が溶媒吸収能を有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
【選択図】図１

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬという）の有機発光媒体層の少なくとも一層を質式法によって形成される有機発光媒体層を有し、隔壁を備えている有機ＥＬ素子の製造方法およびこの製造方法を用いて製造した有機ＥＬ素子に関するものである

有機ＥＬ素子は導電性の有機発光媒体層に電圧を印加することにより、注入された電子と正孔を再結合させ、この再結合の際に有機発光層を構成する有機発光材料を発光させるものである。有機発光層へ電圧を印加すると共に光を外部へ取り出すために、前記有機発光媒体層の両側には第一電極と第二電極を設けて構成される。この素子は透明電極上に、第一電極、有機発光層、第二電極を順次積層して構成され、基板上に形成される第一電極は陽極、有機発光媒体層上に形成される第二電極は陰極として利用されることが通常である。底面発光素子の場合、第１電極は透明電極で形成する必要があり、上面発光素子の場合、第２電極は透明電極で形成する必要がある。

更に発光効率を増大するなどの目的から、陽極と有機発光層の間に正孔輸送層、正孔注入層、又は有機発光層と陰極の間に電子輸送層、電子注入層が適宜選択して設けられ、有機ＥＬ素子として構成されることが多い。そして、有機発光層と正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層を合わせて有機発光媒体層と呼ばれている。

有機発光媒体層の例としては，正孔注入層に銅フタロシアニン、正孔輸送層にＮ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニルー４，４’−ジアミン、蛍光体層にトリス（８−キノリノール）アルミニウムをそれぞれ用いたものが挙げられる。これら有機発光媒体層を構成し機能する物質（発光媒体材料）はいずれも低分子の化合物であり、各層は１〜１００ｎｍ程度の厚みで抵抗加熱方式などの真空蒸着法などによって積層される。このため、低分子材料を用いる有機薄膜ＥＬ素子の製造のためには、複数の蒸着釜を連結した真空蒸着装置を必要とし、生産性が低く製造コストが高いなどの問題点があった。

これに対し、有機発光媒体層として高分子材料を用いた高分子ＥＬ素子がある。発光体層としては、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の発光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリアルキルフルオレン誘導体（ＰＡＦ）等の高分子発光体が用いられる。これら高分子材料は、溶剤に溶解または分散することで塗布法や印刷法と言った湿式法により製膜することができるため、前述の低分子材料を用いた有機ＥＬ素子と比較して、大気圧下での製膜が可能であり設備コストが安い、という利点がある。

前記湿式法で有機発光媒体層を成膜する際には、均一な薄膜を得る為に成膜工程中に生じる塗液の乾燥を防ぐことが重要である。特許文献１では、途液の乾燥を防ぐため、蒸気圧が５００Ｐａ以下である溶媒（高沸点の溶剤）を少なくとも一種類以上含んでいることを特徴とする有機ＥＬ用塗布液（有機発光媒体層を含むインク）が提案されている。さらに膜の表面性の観点より２５０Ｐａ以下が好ましいとの記載がある。

ところで、湿式法を用いた有機ＥＬ素子の製造方法においては、有機発光層内の溶媒を完全に除去できずに膜内に残留溶媒が存在している場合、発光強度の低下や素子の劣化が促進されるという問題があった。また、溶媒の除去方法としては加熱乾燥、減圧乾燥、減圧加熱乾燥等が考えられるが、高温で乾燥工程を行うと、熱による素子劣化を引き起こす問題があった。このため、高沸点の溶剤を含む塗布液を用いた場合、基板に対して有機発光媒体層を形成後、有機発光媒体層中の溶媒の除去を十分に行うことができず、溶剤の残留による素子劣化と、熱処理による素子劣化のいずれも解消することが困難となる問題が生じていた。

特開２００１−１５５８６１号公報

そこで本発明は、湿式法を用いて有機発光媒体層を形成する際に上記熱処理による素子劣化の問題を生ずることなく、残留する溶剤の除去を十分に行うことを課題とする。

上記の課題を解決するための本発明の構成を以下に示す。
（第１の発明）
少なくとも基板と、前記基板上にパターン状に形成された第１電極と、前記基板上の前記透明電極の間に形成された隔壁と、前記隔壁に区切られた領域に設けられた有機発光媒体層とを含む有機ＥＬ素子において、前記隔壁が溶媒吸収能を有することを特徴とする有機ＥＬ素子である。第１の発明によれば、隔壁が溶媒吸収能を有することにより、有機ＥＬ素子の有機発光層に残留する溶剤が僅少となる。このため、有機ＥＬ素子の画素の一部が不良・劣化する割合が少なく、高品質の画像を提供することができた。

（第２の発明）
上記において、前記隔壁が連続する貫通孔を有する多孔質体から成ることを特徴とする有機ＥＬ素子である。第２の発明によれば、隔壁が貫通孔を有する多孔質からなるため、隔壁側面から吸収された塗布液に含まれる溶剤が、隔壁の上面から放出され、より有機ＥＬ素子の有機発光媒体層に残留する溶剤が僅少となる。このため、有機ＥＬ素子の画素の一部が不良・劣化する割合がさらに少なく、高品質の画像を提供することができた。

（第３の発明）
上記において、前記隔壁を構成する多孔質体は空孔径が５〜１００ｎｍであることを特徴とする有機ＥＬ素子である。第３の発明によれば、上記の発明の作用効果を奏する上、隔壁中の孔を通じて、色の異なる有機発光材料が混合する可能性が低くなるため、混色の問題が発生せず、より高画質の有機ＥＬ素子を提供することができた。また、第３の発明によれば、溶媒分子が隔壁に出入りしやすく、隔壁中の空孔内へ有機発光媒体材料が入ることもないため、十分な乾燥効果を得ることが出来た。

（第４の発明）
上記において、少なくとも、（ａ）基板上に第１電極をパターン状に形成する工程と、
（ｂ）前記基板上の前記透明電極の間に隔壁を形成する工程と、（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程とを含む有機ＥＬ素子の製造方法において、前記（ｂ）前記基板上の前記第１電極の間に隔壁を形成する工程が、溶媒吸収能を有する隔壁を形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。
第４の発明によれば、有機発光媒体層に残留する溶剤を従来よりも低減した状態で、有機ＥＬ素子を製造することができる。このため、残溶剤による素子劣化や、熱処理による素子劣化の少ない有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができた。また、蒸気圧が従来よりも高くても残留溶剤の問題が発生し難いため、従来よりも有機ＥＬ用塗布液に用いる溶剤の種類の幅を広げることができた。

（第５の発明）
上記において、前記（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程が、凸版印刷法であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第５の発明によれば、同様のパターンを有する有機ＥＬ素子を多数製造する場合において、単位素子当たりの製造時間を短縮し、塗布液の無駄を少量におさえ、効率よく有機ＥＬ素子を提供することができた。

（第６の発明）
上記に於いて、前記（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程が、インクジェット法であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第６の発明によれば、特に３色以上の多色の有機ＥＬ素子を製造する場合において、塗布液の無駄を少量におさえ、効率よく有機ＥＬ素子を提供することができた。

（第７の発明）
上記において、前記（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程が、塗布法であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第７の発明によれば、特に大面積の基板に有機ＥＬ素子を製造する場合において、短時間で効率よく有機ＥＬ素子を提供することができた。

（第８の発明）
上記において、前記（ｂ）前記基板上の前記第１電極の間に隔壁を形成する工程が、（ｂ１）連続する貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第８の発明によれば、隔壁を貫通孔を有する多孔質とするため、隔壁側面から吸収された塗布液に含まれる溶剤が、隔壁の上面から放出される。このため、有機ＥＬ素子の有機発光媒体層に残留する溶剤が少なくして有機ＥＬ素子を製造することが可能となった。

（第９の発明）
上記において、前記多孔質体から成る隔壁は、空孔径が５〜１００ｎｍの孔を多数含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第９の発明によれば、上記の発明の作用効果を奏する上、隔壁中の孔を通じて、色の異なる有機発光材料が混合する可能性が低くなるため、製造プロセス中に混色の問題が発生せず、修正等を行う必要がないため、より短時間に高品質の有機ＥＬ素子を提供することができた。また、第９の発明によれば、溶媒分子が隔壁に出入りしやすく、隔壁中の空孔内へ有機発光媒体材料が入ることもないため、十分な乾燥効果を得ることが出来た。

（第１０の発明）
上記において、前記（ｂ１）連続する貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成する工程が、（ｂ２）熱分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を含むポリマーを、ガラス転移点より高温に加熱する工程と、（ｂ３）前記ポリマーを除冷する工程と、（ｂ４）前記ポリマーを熱分解能の高いポリマー鎖が分解する温度で加熱する工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第１０の発明によれば、熱分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を有するブロックコポリマー又はグラフトコポリマーの自己組織化ミクロ相分離構造を利用して、貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成するから、ポリマーの混合割合を変えるにより、所定の孔径及び数の貫通孔を有する隔壁を確実に形成することができた。

（第１１の発明）
上記において、前記（ｂ１）連続する貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成する工程が、（ｂ５）放射線分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を含むポリマーを、ガラス転移点より恒温に加熱する工程と、（ｂ６）前記ポリマーを除冷する工程と、（ｂ７）前記ポリマーに放射線分解能の高いポリマー鎖が分解する量の放射線を放射する工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法である。第１１の発明によれば、放射線分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を有するブロックコポリマー又はグラフトコポリマーの自己組織化ミクロ相分離構造を利用して、貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成するから、ポリマーの混合割合を変えるにより、所定の孔径及び数の貫通孔を有する隔壁を確実に形成することができた。

以上のように、本発明によれば、湿式法を用いて有機発光媒体層を形成する際により良い形状の膜面の有機発光媒体層を有する有機ＥＬ素子を得ることができた。また、使用可能な溶剤選択の幅が広がることで印刷プロセスの制御が容易になった。複雑な乾燥工程を用いることなく残留溶媒のない有機発光媒体層を得ることで、より良好な特性を有する有機ＥＬ素子を得ることが出来た。

本発明の実施形態を、パッシブマトリックスタイプの有機ＥＬディスプレイパネルを作成する場合を例に説明する。ただし、本発明はこれらに限定されるものではなく、アクティブマトリクス駆動による有機ＥＬディスプレイに応用することも可能である。本発明の有機ＥＬディスプレイパネル断面の模式図を図１に示す。

有機ＥＬディスプレイパネルにおける有機ＥＬ素子は透光性の基板１０１上に形成される。透光性の基板１０１としては、ガラス基板やプラスチック製のフィルムまたはシートを用いることができる。プラスチック製のフィルムを用いれば、巻取りにより高分子ＥＬ素子の製造が可能となり、安価にディスプレイパネルを提供できる。そのプラスチックとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルスルホン、ポリメタクリル酸メチル、ポリカーボネート等を用いることができる。また、これらのフィルムは水蒸気バリア性、酸素バリア性を示す酸化ケイ素といった金属酸化物、窒化ケイ素といった酸化窒化物やポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物からなるバリア層が必要に応じて設けられる。

透光性基板１０１上に設けられる第１の電極１０２は、透明又は半透明の電極を形成することのできる導電性物質で構成することができる。具体的にはインジウムと錫の複合酸化物（以下ＩＴＯと言う）を、前記透明基板上に蒸着又はスパッタリング法を用いて形成することができる。また、オクチル酸インジウムやアセトンインジウムなどの前駆体を透明基板上に塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法により形成することができる。あるいは、アルミニウム、金、銀等の金属を半透明に蒸着させて構成しても良い。また、ポリアニリン等の有機半導体を用いることもできる。なお、この第１電極は、エッチングして、ストライプ状又はマトリクス状にパターニングすることができる。例えばＩＴＯはスパッタ法により基板上に形成されフォトリソ法によりパターニングされライン状の電極１０２となる。

ライン状の電極１０２を形成後、隣接する画素電極の間に溶媒吸収能を有する多孔質体から成る隔壁１０３を形成する。

本発明に係る多孔質からなる隔壁とは、その内部に連続する貫通孔を有する隔壁である。多孔質体から成る隔壁を用いることで、湿式法により形成された有機発光媒体層の溶媒の乾燥工程において、各画素内の有機発光媒体層中に含まれる残留溶媒は隔壁の空孔を通過して有機発光媒体層の外に出ることが可能になる。このため塗布液（インク）に高沸点溶媒を用いた場合でも、複雑な乾燥工程を経ることなく良好な有機発光媒体層を得ることが出来る。また、多孔質体の空孔径を制御することで、インキ中の溶媒分子のみを選択的に空孔内を通過させることが可能である。

このような多孔質体としては、例えば互いに熱分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を有するブロックコポリマー又はグラフトコポリマーの自己組織化ミクロ相分離構造を利用して製造した多孔質構造体を利用することが出来る。

すなわち、熱分解能又は放射線分解能の相違するポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂを有するブロックコポリマー又はグラフトコポリマーをガラス転移点以上に加熱して除冷すると、自発的にポリマー鎖Ａ同士が凝集して単位セルを形成する。他方、ポリマー鎖Ｂ同士も凝集して単位セルを形成する。このため、それぞれのポリマー鎖が凝集して出来るＡ相とＢ相とが互いに相分離し、全体として微細で複雑な相分離構造を生成する。ポリマー鎖Ａとポリマー鎖Ｂの組成比が小さい場合には、一方の相の海の中に他方の相が島状に浮かぶ海島構造となるが、組成比が３：７〜１：１の場合には何れの相も連続した線状または面状の形状で、これら相同士が互いに絡み合ったモザイク状の相分離構造を構成し、この際、単位セルの大きさ又は径は０．１μｍ以下となるから画素領域間の混色の問題は発生し難い。

図２（Ａ）に、この相分離構造の斜視図を示す。また、図２（Ｂ）はその平面図である。
また、前記ブロックコポリマー又はグラフトコポリマーの溶液をゆっくりキャストさせることで同様のミクロ相分離構造を生成させることができる。

そして、前記ポリマーＡとポリマーＢの熱分解能の相違を利用して、その一方のポリマー成分のみ分解する温度まで加熱を行い、熱分解させることにより、連続した貫通孔を有する前記多孔質構造体を得ることが出来る。熱分解性ポリマー鎖と耐熱性ポリマー鎖との熱分解温度の差は１０℃以上、好ましくは５０℃以上である。ここで熱分解温度とは、１気圧、不活性ガス気流下で３０分加熱した際に重量が半減する温度を表す。

熱分解性に優れるポリマー鎖としては、例えば、ポリエチレンオキシド鎖、ポリプロピレンオキシド鎖等のポリエーテル鎖；ポリα−メチルスチレン鎖、ポリアクリル酸エステル鎖、ポリメタクリル酸エステル鎖等のアクリル樹脂鎖；ポリフタルアルデヒド鎖等が例示できる。

また、耐熱性に優れるポリマー鎖としては、例えば、ポリアクリルニトリル鎖、α−ハロゲン化アクリロニトリル鎖等のアクリロニトリル誘導体鎖；ポリアミド酸鎖；ポリイミド酸鎖；ポリアニリン誘導体鎖；ポリパラフェニレン誘導体鎖；ポリシクロヘキサジエン誘導体鎖；ポリブタジエン鎖；ポリイソプレン鎖等が例示できる。なお、この耐熱性ポリマーの耐熱性を高めるため、ラジカル発生剤や架橋剤を添加することもできる。ラジカル発生剤としては、例えば、メチルエチルケトンパーオキサイド、シクロヘキサノンパーオキサオイド、１，１−ビス（ｔ−ヘキシルパーオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン等の有機過酸化物が例示できる。また、架橋剤としては、ビス（４−マレイミドフェニル）メタン、ビス（４−マレイミドフェニル）エーテル、２，２’−ビス［４−（パラアミノフェノキシ）フェニル］ヘキサフルオロプロパン等が例示できる。

また、互いに熱分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を有するブロックコポリマー又はグラフトコポリマーの代わりに、紫外線や電子線等の放射線に対する分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を有するブロックコポリマー又はグラフトコポリマーを使用することもできる。この場合にも、ガラス転移点に加熱した後徐冷したり、ゆっくりキャストすることにより、相分離構造を自発的に生成させることができる。そして、前記放射線を照射して分解能に優れるポリマー鎖を分解し、除去することによって、連続した貫通孔を有する多孔質構造体を得ることができる。

放射線分解能に優れるポリマー鎖としては、例えば、ポリプロピレン鎖、ポリイソブチレン鎖、あるいは、α位がメチル基やハロゲンで置換されたアクリル鎖が例示できる。α位がメチル基やハロゲンで置換されたアクリル鎖としては、ポリα−メチルスチレン鎖、ポリメタクリル酸鎖、ポリメチルメタクリレート鎖などのポリアルキルメタクリレート鎖、ポリメタクリルアミド鎖、ポリメチルイソプロペニルケトン鎖等が例示できる。また、放射線分解能に優れるポリマー鎖としてポリシラン鎖を使用することもできる。例えば、ポリ（メチルフェニルシラン）鎖、ポリ（ジフェニルシラン）鎖、ポリ（メチルクロロメチルフェニルシラン）鎖、ポリ（ジヘキシルシラン）鎖、ポリ（プロピルメチルシラン）鎖、ポリ（ジブチルシラン）鎖、ポリ（メチルシラン）鎖、ポリ（フェニルシラン）鎖等である。

他方、放射線耐性に優れるポリマー鎖としては、例えば、ポリエチレン鎖、ポリスチレン鎖、α位が水素原子であるアクリル鎖が例示できる。α位が水素原子であるアクリル鎖としては、例えば、ポリアクリル酸鎖、ポリメチルアクリレート鎖、ポリアクリルアミド鎖、ポリメチルビニルケトン鎖等が例示できる。また、放射線耐性に優れるポリマー鎖として、この放射線で架橋する二重結合を有するものを使用することもできる。例えば、１，２−ポリブタジエン鎖である。

このようにして得られた多孔質構造体には、フォトリソグラフィー法、転写法等により、パターニングすることで容易に多孔質体から成る隔壁を得ることが出来る。
フォトリソグラフィー法により隔壁を形成する場合には、隔壁形成用のポリマーは感光性を有する感光性材料であることが必要となる。感光性材料としてはポジ型、ネガ型のどちらであっても良いが、絶縁性を有する必要がある。隔壁の絶縁性が不十分な場合、隔壁を通じて隣り合う画素に電流が流れてしまい表示不良が発生する。具体的にはポリイミド系、アクリル樹脂系、ノボラック樹脂系、フルオレン系といった物が挙げられるがこれに限定されるものではない。また、有機ＥＬ素子の表示品位を上げる目的で、カーボンブラック等の黒色顔料を含む遮光性の材料を感光性材料に含有させても良い。

本発明によれば多孔質構造体より成る隔壁を用いることによって、有機発光媒体層の乾燥工程において隔壁内に成膜された膜表面のみならず、隔壁に接する膜面からも溶媒分子が空孔を通って膜を乾燥させることが可能である為、有機発光媒体層中の残留溶媒に起因する発光不良を防ぐことが可能である。

本発明における隔壁１０３を構成する多孔質体は５〜１００ｎｍの孔空径を有することが望ましい。空孔径が小さすぎる場合には、隔壁中の空孔内へ溶媒分子が出入りしにくくなる。一方、空孔径が大きすぎる場合には、隔壁中の空孔内へ有機発光媒体材料が入ってしまうため、十分な乾燥効果を得ることが出来ず、画素間で有機発光媒体材料が混合するおそれが生じる。

本発明における多孔質体から成る隔壁１０３は、厚みが０．５μｍから５．０μｍの範囲にあることが望ましい。多孔質体から成る隔壁１０３を隣接する画素電極間に設けることによって、各画素電極上に印刷された有機発光媒体層インキの広がりを抑え、また透明導電膜端部からのショート発生を防ぐことが出来る。隔壁が低すぎるとショートの防止効果が得られないことがあり注意が必要である。

また、例えばパッシブマトリックスタイプの有機ＥＬディスプレイパネルにおいて、画素電極の間に隔壁１０３を設けた場合、隔壁を直行して対向電極を形成することになる。このように隔壁をまたぐ形で陰極層を形成する場合、隔壁１０３が高すぎると陰極層の断線が起こってしまい表示不良となる。隔壁１０３の高さが５．０μｍを超えると陰極の断線が起きやすくなってしまう。

有機発光媒体層１０４は、有機発光層１０４ｂと正孔輸送層１０４ａからなる２層構造に限らず、必要に応じてこれらに更に電子輸送層や絶縁層を設けた多層構造であってもよい。これら有機発光媒体層１０４の少なくとも一層を湿式法により成膜する。湿式法として、具体的には、例えば、後述する塗布法、インクジェット法、印刷法が挙げられる。

塗布法としては、スピンコート法、バーコート法、スリットコート法、ディプコート法等がある。しかし、塗布法では、高精細にパターニングしたり、ＲＧＢ３色に塗り分けたりするためには、これら塗布法では難しい。このため、塗りわけやパターニングを得意とする凹版印刷法、凸版印刷法、平版印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法による薄膜形成が最も有効であると考えられる。

正孔輸送層１０４ａに用いる正孔輸送材料としては、一般に正孔輸送材料として用いられているものであれば良く、銅フタロシアニンやその誘導体、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニルー４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルー１，１’−ビフェニルー４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系などの低分子も用いることができるが、中でもポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸との混合物等の有機材料が、湿式法による製膜が可能でありより好ましい。

これら正孔輸送材料はトルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて正孔輸送塗布液とし、湿式法により成膜出来る。

有機発光層１０４ｂに用いる発光体としては、一般に有機発光材料として用いられているものであれば良く、クマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系等の発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に溶解させたものや、ＰＰＶ系やＰＡＦ系、ポリパラフェニレン系等の高分子発光体を用いることができる。

これら有機発光層はトルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルアニソール、ジメチルアニソール、メシチレン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水等の単独または混合溶媒に溶解または分散させて有機発光塗布液とし、湿式法により成膜できる。特にトルエン、キシレン、アニソール、メチルアニソール、ジメチルアニソール、安息香酸エチル、安息香酸メチル、メシチレン等の芳香族系溶媒は高分子発光材料の溶解性が良く、また大気圧中での沸点が１８０℃以下であることから扱いも容易であり、有機発光媒体層成膜後の溶媒除去の点で好ましい。

また有機発光媒体層１０４を形成する塗布液は必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、粘度調整剤等を添加しても良い。

これら有機発光媒体層１０４を成膜する際には、インクジェット法や凹版オフセット印刷法、凸版印刷法、凸版反転オフセット印刷法当により隔壁内にパターン形成することが出来る。特に凸版印刷法は塗布液の粘度領域に適している点、基材を傷つけることなく印刷可能である点、材料の利用効率が良い点から特に有機ＥＬ作製に適している。

図３に有機発光媒体層を、画素電極、隔壁が形成された被印刷基板上に凸版印刷法によりパターン印刷する際の凸版印刷装置の概略図に示した。本製造装置はインクタンク３０１とインキチャンバー３０２とアニロックスロール３０３と凸版が設けられた版３０５がマウントされた版胴３０６を有している。インクタンク３０１には溶剤で希釈された有機発光媒体材料インキが収容されており、インキチャンバー３０２にはインクタンク３０１より有機発光媒体材料インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール３０３はインキチャンバー３０２のインキ供給部に対して回転可能に指示されている。

アニロックスロール３０３の回転に伴い、アニロックスロール表面に供給された有機発光媒体材料インキのインキ層３０４は均一な膜厚に形成される。このインキ層はアニロックスロールに近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた版３０５の凸部に転移する。平台３０７には、透明電極および隔壁が形成された被印刷基板３０８が版３０５の凸部による印刷位置にまで図示していない搬送手段によって搬送されるようになっている。そして、版３０５の凸部にあるインキは被印刷基板３０８に対して印刷され、必要に応じて乾燥工程を経て被印刷基板上に有機発光媒体層が形成される。

有機発光媒体層が形成された後、対向電極１０５を画素電極のラインパターンと直交するラインパターンで形成する。対向電極１０５としてはＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体又は、有機発光媒体層と接する界面にＬｉやＬｉＦ等の化合物を１ｎｍ程度挟んで、安定性・導電性高いＡｌ、Ｃｕ当を積層して用いる。または、電子注入効率と安定性を両立させる為の、仕事関数の低い金属と安定な金属との合金、例えばＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金が使用できる。陰極の形成方法は必要に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム法、スパッタリング法を用いることが出来る。対向電極１０５の厚さは１０〜１００ｎｍ程度が望ましい。

最後に、有機ＥＬ積層体を外部の酸素や水分から保護する為に、例えばガラスキャップ１０６と接着剤１０７を用いて密閉封止する封止工程を経て、有機ＥＬ素子を得ることが出来る。また、透光性基板が可とう性を有する場合には、可とう性フィルムを用いた封止材料を用いて密閉することが出来る。

以下、本発明における有機ＥＬ素子の実施例を挙げるが、本発明は下記実施例に何ら制限されるものではない。実施例ではパッシブマトリクス型の有機ＥＬ素子を示したが、アクティブマトリクス型の有機ＥＬ素子であっても構わない。パッシブマトリクス方式とはストライプ状の電極を直交させるよう画素ごとにトランジスタを形成した、いわゆる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）基板を用いることにより、画素ごとに独立して発光する方式である。

（実施例１）
実施例１における有機ＥＬ素子の説明図を図４に示した。
図４へ示す様に、厚さ０．７ｍｍ、１００ｍｍ四方のガラス基板を透光性基板４０１とし、８００μピッチ（Ｌ／Ｓ＝７００／１００）のＩＴＯラインを透明電極４０２として設けた。

３，５−ジアミノベンゾエートで末端処理したポリエチレンオキシド（重量平均分子量Ｍｗ＝１００００）とパラフェニレンジアミン系化合物とピロメリット酸無水物とを反応させ、ポリエチレンオキシド鎖をグラフト鎖として有するポリアミド酸を合成した。ポリアミド酸部とポリエチレンオキシド部の重量比を１：２とした。合成したポリアミド酸３０重量部にビス（４−マレイミドフェニル）メタン１重量部を加え、Ｎ−メチルピロリジノン溶液とした。この溶液を、アプリケーターを使用して所定のパターンにエッチングしたＩＴＯ基板に塗布して厚さ１．５μｍのシートを作製した。このシートを窒素気流下において１５０℃、２５０℃で各１時間加熱処理してポリイミド多孔質シートを得た。

次いで、得られたポリイミド多孔質シートをフォトリソグラフィー法によりパターニングし、多孔質体からなる隔壁４０３を得た。パターン形成に際しての光照射量は２５０ｍＪ／ｃｍ２で行い、テトラメチルアンモニウム水溶液を用いて現像した後に、２７０℃で３０分焼成を行った。

続いてポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）とポリスチレンスルホン酸（以下ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の１ｗｔ％水分散液を正孔輸送層用塗布液としてスリットコート法により厚さ７０ｎｍに成膜後に焼成工程を経て、正孔輸送層４０４ａを得た。

次に、有機発光材料であるポリフェニレンビニレン誘導体１Ｖｏｌ％、キシレン８４Ｖｏｌ％、アニソール１５Ｖｏｌ％より成る有機発光材料インキを用い、隔壁に挟まれた画素電極の真上にそのラインパターンにあわせて有機発光層を凸版印刷法で印刷を行った。有機発光層の乾燥は減圧オーブンを用い１２０℃で２時間行い、膜厚７０ｎｍの有機発光層４０４ｂを得た。

その上にＣａ、Ａｌからなる対向電極４０５を画素電極のラインパターンと直交するようなラインパターンで抵抗加熱蒸着法によりマスク蒸着してそれぞれ１０ｎｍ、２００ｎｍ形成した。最後にこれらの有機ＥＬ構成体を、外部の酸素や水分から保護するために、ガラスキャップと接着剤を用いて密閉封止し、有機ＥＬディスプレイパネルを作製した。得られた有機ＥＬディスプレイパネルの表示部の周辺部には各画素電極に接続されている陽極側の取り出し電極と、陰極側の取り出し電極があり、これらを電源に接続することにより、得られた有機ＥＬディスプレイパネルの点灯表示確認を行い、発光状態のチェックを行った結果、発光ムラや短絡などの欠陥は無く、初期輝度４００ｃｄ／ｍ２における輝度半減時間は２０００時間であった。

（比較例１）
比較例１においては隔壁に多孔質ポリイミドを用いずに、通常の隔壁に用いられるポジ型感光性ポリイミドをフォトリソグラフィー法によりパターニングし、高さ１．５μｍの隔壁とした。
それ以外の工程は実施例１と同様の方法で有機ＥＬディスプレイを作製し、パネルの点灯表示確認、発光状態のチェックを行った結果、画素のシュリンクやダークスポットなどの発光不良を確認した。また、初期輝度４００ｃｄ／ｍ２における輝度半減時間は８００時間であった。

本発明の有機ＥＬパネルにおける有機ＥＬ素子の構図の模式図である 本発明における多孔質体製造に使用する相分離構造の斜視図及び平面図である 本発明における凸版印刷装置の概略図である 本発明における実施例の説明図である

符号の説明

１０１：透光性基板
１０２：透明電極
１０３：多孔質体から成る隔壁
１０４：有機発光媒体層
１０４ａ：正孔輸送層
１０４ｂ：有機発光層
１０５：対向電極
１０６：ガラスキャップ
１０７：接着剤
３０１：インキタンク
３０２：インキチャンバー
３０３：アニロックスロール
３０４：インキ層
３０５：版
３０６：版胴
３０７：平台
３０８：被印刷基板
４０１：透光性基板
４０２：透明電極
４０３：多孔質体から成る隔壁
４０４：有機発光媒体層
４０４ａ：正孔輸送層
４０４ｂ：有機発光層
４０５：対向電極
４０６：ガラスキャップ
４０７：接着剤

Claims (11)

1. 少なくとも基板と、前記基板上にパターン状に形成された第１電極と、前記基板上の前記透明電極の間に形成された隔壁と、前記隔壁に区切られた領域に設けられた有機発光媒体層とを含む有機ＥＬ素子において、
   前記隔壁が溶媒吸収能を有することを特徴とする有機ＥＬ素子。
2. 前記隔壁が連続する貫通孔を有する多孔質体から成ることを特徴とする請求項１へ記載の有機ＥＬ素子。
3. 前記隔壁を構成する多孔質体は空孔径が５〜１００ｎｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機ＥＬ素子。
4. 少なくとも、
   （ａ）基板上に第１電極をパターン状に形成する工程と、
   （ｂ）前記基板上の前記透明電極の間に隔壁を形成する工程と、
   （ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程とを含む有機ＥＬ素子の製造方法において、
   前記（ｂ）前記基板上の前記第１電極の間に隔壁を形成する工程が、溶媒吸収能を有する隔壁を形成する工程であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
5. 前記（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程が、凸版印刷法であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
6. 前記（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程が、インクジェット法であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
7. 前記（ｃ）前記隔壁に区切られた領域に有機発光媒体材料を含むインクを付与する工程が、塗布法であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
8. 前記（ｂ）前記基板上の前記第１電極の間に隔壁を形成する工程が、（ｂ１）連続する貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成する工程であることを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに記載に有機ＥＬ素子の製造方法。
9. 前記多孔質体から成る隔壁は、空孔径が５〜１００ｎｍの孔を多数含むことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
10. 前記（ｂ１）連続する貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成する工程が、
    （ｂ２）熱分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を含むポリマーを、ガラス転移点より高温に加熱する工程と、
    （ｂ３）前記ポリマーを除冷する工程と、
    （ｂ４）前記ポリマーを熱分解能の高いポリマー鎖が分解する温度で加熱する工程と、を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
11. 前記（ｂ１）連続する貫通孔を有する多孔質体から成る隔壁を形成する工程が、
    （ｂ５）放射線分解能の異なる複数種類のポリマー鎖を含むポリマーを、ガラス転移点より恒温に加熱する工程と、
    （ｂ６）前記ポリマーを除冷する工程と、
    （ｂ７）前記ポリマーに放射線分解能の高いポリマー鎖が分解する量の放射線を放射する工程と、を含むことを特徴とする請求項８又は９に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。