JP4440524B2

JP4440524B2 - 有機ｅｌ素子の製造方法

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Publication number: JP4440524B2
Application number: JP2002295641A
Authority: JP
Inventors: 全克中村
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2002-10-09
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2022-10-09
Also published as: JP2004134150A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光層のパターン化を、フォトリソグラフィーによるのではなく、フォトレジストを利用して形成した凹状の区域に対して発光層を選択的に形成する、有機ＥＬ素子の新たな製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、比較的低電圧で駆動でき、自己発光型であること、および応答の速いことから、画像の視認性に優れ、また、動画の表示に適しており、据え置き型のディスプレイとしてのみならず、携帯用等の可搬型のディスプレイとしても、用途が広まりつつある。
【０００３】
一般的な有機ＥＬ素子は、ＩＴＯ等の透明電極（第１電極）を形成したガラス基板上に、正孔バッファー層および有機蛍光体層を順次形成した上に、金属電極（第２電極）を形成し、さらに保護層で被覆したものであり、パターン状の表示を行なわせるために、両電極をパターン化するのに加え、有機蛍光体層をパターン化するか、もしくは正孔バッファー層および有機蛍光体層の両方をパターン化する等の、発光層のパターン化を行なっている。
【０００４】
バッファー層および有機蛍光体層のパターン化の方法としては、それらの層を基板上に一面に形成した上に、フォトレジスト層を形成し、露光および現像してレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを利用して、エッチングするフォトリソグラフィー法がある。（例えば、特許文献１参照。）。
また、基板上に画素を隔てるための隔壁を設け、隔壁間に正孔注入層および発光層をいずれもインクジェット方式で塗布することにより形成するインクジェット法もある。（例えば、特許文献２参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７０６７３号公報（請求項７、実施例１）
【特許文献２】
特開２０００−３２３２７６号公報（請求項１および２、図４）
【０００６】
しかしながら、上記のフォトリソグラフィー法によると、得られる有機ＥＬ素子の有機蛍光体層等のパターンの精度が優れたものが得られるものの、有機蛍光体層等に対して、フォトレジスト液の塗布、プリベーク、露光、現像の各工程を行なう必要があるため、フォトレジスト液の塗布時には、液中の溶剤やモノマー等が有機蛍光体層等に与える化学的な影響が懸念され、このほか、プリベークによる熱的な影響、露光時の露光光の影響、および現像条件が与える影響等が懸念される。例えば、現像がアルカリ現像液による場合には、アルカリの影響が懸念される。また、このようにして形成されたレジストを利用してエッチング液によりエッチングを行なう際には、レジストで被覆された部分の周囲から、発光層に対してエッチング液が浸透し得るから、発光層中の有機蛍光体の機能低下が懸念される。
【０００７】
また、上記のインクジェット法によると、フォトリソグラフィー法の欠点が解消でき、発光層の形成も短時間で行なえ、製造効率もよくなるが、発光層を微細区域の集まりとして形成する際には、各区域を分離して形成するため、もしくは混色を防止する目的で、撥液性の隔壁を形成する必要がある。しかし、撥液性の隔壁に対する塗液のなじみがよくないために、インクジェット法で適用された塗液の塗膜の厚みが隔壁付近では薄く、隔壁から離れると厚くなり、この結果、塗膜の厚みが均一にならず、発光ムラを生じやすい欠点がある。さらに、インクジェット方では、インクドロップの吐出方向が安定せず、目的の画素以外の画素へインクが飛んでしまい、混色を引き起こすことがある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明においては、従来のフォトリソグラフィー法におけるパターンの精度が優れている点を維持し、かつ、インクジェット法が持つ、製造効率の良さを活かした、新たな有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】
【課題を解決する手段】
発明者等の検討により、基板上に、まず、フォトレジストを用いてマスクを施し、マスクが施されなかった部分に、インクジェット法により発光層を形成し、後にマスクを除去する方法を採ることにより、発光層を形成する位置は、フォトレジストにより精度よく決定され、また、発光層の形成は、単に、マスクされていない部分に、インクジェット法等により塗液を適用することにより、効率良く行なうことが可能なことが判明し、しかも、これらの過程を繰り返すことにより、多色の発光層も互いに混色なく製造可能なことが判明し、本発明に到達することができた。
【００１０】
第１の発明は、一対の電極間に、一方の電極から注入された電子と他方の電極から注入された正孔が再結合することにより発光し得る有機蛍光体を含む層からなる発光層が少なくとも積層された積層構造を有する有機ＥＬ素子を製造するに際して、前記のいずれかの電極が積層された基板の電極側に、電離放射線照射により溶解度が変化し得る電離放射線感応性樹脂組成物の層を積層する電離放射線感応性樹脂組成物積層工程、前記電離放射線感応性樹脂組成物の層に電離放射線をパターン状に照射し、照射後に現像することにより、所望の位置における前記電離放射線感応性樹脂組成物の層を除去して前記電極の上面を底面とする凹部を形成する凹部形成工程、および、インクジェット法もしくはディスペンサー法により、前記凹部内のみに発光層のインクを吐出して前記発光層を積層する発光層積層工程とを発光層の異なる種類ごとに、順に行ない、前記電離放射線感応性樹脂組成物積層工程、前記凹部形成工程、および前記発光層積層工程を順に行なう一連の工程を、各回毎に前記凹部形成工程における前記凹部の位置を異ならせて、二回以上行なうもので、且つ、前記凹部の形状がパターン状であり、前記いずれかの電極の対極は、発光層を形成した後に発光層上に積層されることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１２】
第２の発明は、第１の発明において、前記電離放射線感応性樹脂組成物積層工程、前記凹部形成工程、および前記発光層積層工程を、前記有機蛍光体の発光色が赤、青、および緑の各々になるよう、各回毎に前記有機蛍光体として発光色の異なるものを用いて、三回行なうことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１３】
第３の発明は、第１〜第２いずれかの発明において、前記発光層積層工程が、バッファー層積層工程および有機蛍光体層積層工程とからなることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１４】
第４の発明は、第１〜第２いずれかの発明において、前記発光層が、前記有機蛍光体を含む層、並びに、正孔輸送層または／および電子輸送層からなることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１〜図３は、いずれも本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の各過程を示す図である。
【００１６】
図１（ａ）に示すように、第１電極層２が上面に積層された基板１を準備し、基板１上の第１電極層２上の全面にフォトレジスト層３Ａを積層する。フォトレジスト層３Ａは、電離放射線照射、通常は紫外線照射により溶解度が変化し得る電離放射線感応性樹脂組成物（通常は紫外線感応性樹脂組成物）からなり、この組成物を塗布等により適用することにより形成される。
【００１７】
基板２、第１電極層３Ａ、およびフォトレジスト層３Ａが順に積層された積層体に対し、フォトレジスト層３Ａ側から、紫外線等の電離放射線をパターン状に照射し、照射後、現像を行なうことにより、フォトレジスト層３Ａの所望の部分を除去する。フォトレジスト層３Ａが除去された部分では、基板１上の第１電極層２の上面を底面とする凹部４Ａが形成される（図１（ｂ））。
【００１８】
フォトレジスト層３Ａを構成する電離放射線感応性樹脂組成物が、電離放射線の照射により、重合もしくは架橋する等により、溶解度が低下するタイプ（ネガタイプ）である場合には、凹部４Ａを形成したい箇所以外の箇所に電離放射線が照射されるようなパターンを介して電離放射線を照射するか、もしくは、電離放射線が、凹部４Ａを形成したい箇所以外の箇所に選択的に照射されるよう走査して照射を行なう。
【００１９】
フォトレジスト層３Ａを構成する電離放射線感応性樹脂組成物が、電離放射線の照射により、分解する等により、溶解度が向上するタイプ（ポジタイプ）である場合には、凹部４Ａを形成したい箇所に電離放射線が照射されるようなパターンを介して電離放射線を照射するか、もしくは、電離放射線が、凹部４Ａを形成したい箇所に選択的に照射されるよう走査して照射を行なう。図１〜図３においては、後者のポジタイプのものを使用することを前提として描いてある。
【００２０】
電離放射線照射後の現像は、上記の電離放射線照射により溶解度が低下した箇所以外を選択的に溶解し得る溶媒、もしくは溶解度が向上した部分を選択的に溶解し得る溶媒を用いて、フォトレジスト層３Ａの選択的な溶解を起こさせることにより行なう。
【００２１】
基板１、第１電極層２、およびフォトレジスト層３Ａが順に積層された積層体に形成された凹部４Ａに対し、発光層を積層する。図１（ｃ）に示すように、発光層は、例えば、第１電極層２側から、バッファー層５Ａおよび有機蛍光体層６Ａを順に積層して形成する（図１（ｃ））。
【００２２】
このようにして、基板１上の第１電極層２上に、フォトレジスト層３Ａでマスクされなかった凹部に発光層が積層されるので、発光層を形成する位置、および発光層の平面形状は、フォトレジスト層の積層、パターン状の露光、および現像の各工程によって決定され、これらの各工程は、フォトリソグラフィー法におけるエッチングレジストの形成工程と同じであるから、フォトリソグラフィー法により発光層を形成する際と同様、パターンの精度が優れた有機ＥＬ素子を形成し得る。必要に応じて、残存するフォトレジスト層３Ａを除去し、形成された発光層上に、さらに、第２電極層を先の第１電極層と向かい合わせて形成し、第１電極層および第２電極層の間に電位をかけることにより、この発光層を発光させることができる。
【００２３】
従って、凹部４Ａの形状を適宜なパターン状とすることにより、適宜なパターン状に発光させることが可能になる。凹部４Ａの平面形状を、円形や四角形、もしくはストライプ等の微細区域とし、このような微細区域を多数、密に配列させることにより、そのような形状の多数の微細区域が密に配列した発光層を形成して、そのうちの任意の微細区域を選択して、電位をかけることにより、任意の文字や数字、もしくは画像等を表示させることができる。
【００２４】
以上の説明においては、凹部４Ａが、多数形成されたとしても、発光層としては同じ種類のものを形成しているに過ぎず、多数の発光層のいずれも、同じ発光色を与えるが、上記の方法を応用して、以降に述べるように、発光層中の発光に関与する材料を変え、従って、発光色の異なる複数種の発光層を並べて形成して、各々を発光させることにより、一度に複数の発光色を得るようにすることもできる。
【００２５】
図２は、図１を引用した上記の説明により得られたもの（図１（ｃ））に、別の発光層をさらに形成する過程を示す図である。まず、図１（ｃ）で示すような、基板１上に第１電極層２が積層され、フォトレジスト層３Ａで被覆（マスク）された部分と、フォトレジスト層３Ａではマスクされておらず、発光層として、第１電極層２側からバッファー層５Ａおよび有機蛍光体層６Ａが積層された積層体の全面に、フォトレジスト層３Ｂを積層する（図２（ａ））。
【００２６】
フォトレジスト層３Ｂは、フォトレジスト層３Ａを構成するものと同じ電離放射線感応性樹脂組成物で構成してもよいし、互いに異なる電離放射線感応性樹脂組成物で構成してもよい。
【００２７】
積層されたフォトレジスト層３Ｂに対し、フォトレジスト層３Ｂ側から、紫外線等の電離放射線をパターン状に照射し、照射後、現像を行なうことにより、ただし、電離放射線のパターン状の照射を、先に、フォトレジスト層３Ａを用いて凹部４Ａを形成したときとは異なる位置において、フォトレジスト層３Ｂ、および下層のフォトレジスト層３Ａが相対的に溶解性が増すよう、パターンを変更するか、走査条件を変更して行ない、先の凹部４Ａとは異なる位置に、凹部４Ｂを形成する（図２（ｂ））。
【００２８】
形成された凹部４Ｂに対し、発光層を積層する。発光層は、図２（ｃ）に示すように、例えば、第１電極層２側から、バッファー層５Ｂおよび有機蛍光体層６Ｂを順に積層して形成する。バッファー層５Ｂは、先に凹部４Ａに形成したバッファー層５Ａと同じ素材で構成することが好ましいが、互いに異なっていてもよい。また、有機蛍光体層６Ｂは、一個の有機ＥＬ素子で複数の発光色を得る目的であれば、異なる素材で構成することが好ましいが、同じ素材で構成することも勿論可能である。
【００２９】
図２を引用した上記の説明においては、凹部４Ａおよび４Ｂに、それぞれ別に電子注入層を伴なった発光層を形成したので、必要に応じて、残存するフォトレジスト層３Ａおよび３Ｂを除去し、これらの発光層上に、第２電極層を先の第１電極層と向かい合わせて形成し、第１電極層および第２電極層の間に電位をかけることにより、これらの発光層を発光させることができる。このとき、各々の発光層を構成する素材、特に、有機蛍光体層６Ａおよび６Ｂを構成するための有機蛍光体として、互いに発光色の異なるものを使用することにより、各々の発光層を異なる色に発光させることができ、例えば、各々の発光色を赤色と青色として、それら二色の発光を交互に行なわせたり、あるいは、それら二色の発光を同時に行なわせて混色させることもできる。
【００３０】
ところで、有機ＥＬ素子で、フルカラー表示を行なわせるには、光の三原色である赤色、緑色、および青色の三色の発光色を要する。このように、三色の発光を行なえるようにするには、図２を引用した上記の説明で得られたものに、既に得られた二種類の発光層の発光色が、仮に、赤色と青色であれば、これらとは異なる、例えば、緑色の発光色の有機蛍光体を含む、三種類目の発光層をさらに形成する必要がある。
【００３１】
三種類目の発光層を形成するには、上記したように二種類の発光層が形成された積層体（図２（ｃ））のフォトレジスト層３Ａおよび３Ｂが積層されている側の全面に、フォトレジスト３Ｃを積層する（図３（ａ））。フォトレジスト層３Ｃは、フォトレジスト層３Ａもしくは３Ｂを構成するものと同じ電離放射線感応性樹脂組成物で構成してもよいし、３Ａもしくは３Ｂとは異なる電離放射線感応性樹脂組成物で構成してもよい。
【００３２】
次に、フォトレジスト層３Ｃ側から、先の凹部４Ａおよび４Ｂとは異なる位置において、フォトレジスト層３Ｃ、３Ｂ、および３Ａの照射部分が相対的に溶解性が増すよう、電離放射線のパターン状の照射を行ない、先の凹部４Ａおよび４Ｂとは異なる位置に、凹部４Ｃを形成する（図３（ｂ））。
【００３３】
形成された凹部４Ｃに対し、図３（ｃ）に示すように、例えば、第１電極層２側から、バッファー層５Ｃおよび有機蛍光体層６Ｃを順に積層して形成する。バッファー層５Ｃは、先に形成したバッファー層５Ａもしくは５Ｂと同じ素材で構成しても、あるいは、いずれとも異なる素材で構成てもよい。また、有機蛍光体層６Ｃは、一個の有機ＥＬ素子で三色の発光色を得る目的であれば、先の有機蛍光体層６Ａおよび６Ｂと異なる素材で構成することが好ましいが、少なくともいずれかの有機蛍光体層６Ａ、６Ｂと同じ素材で構成することも可能である。
【００３４】
上記のように三種類の発光層が形成された積層体にも、必要に応じて、残存するフォトレジスト層３Ａ、３Ｂ、および３Ｃを除去し、さらに、これらの発光層上に、第２電極層を先の第１電極層と向かい合わせて形成し、第１電極層および第２電極層の間に電位をかけることにより、これら三種類の発光層を発光させることができ、文字や数字、もしくは画像等を、所望の色で表示させる、いわゆるフルカラー表示が可能になる。
【００３５】
従って、電離放射線感応性樹脂組成物積層工程、凹部形成工程、および発光層積層工程とを、凹部形成工程における凹部の位置を各回毎に異ならせて、二回行なうことにより、二色の発光が可能な有機ＥＬ素子を得ることができ、また、これれの各工程を三回行なって、各々の発光色を光の三原色の各々とすることにより、フルカラー表示が可能な有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００３６】
なお、このように、同じ工程を繰り返すことは、必要な素材、および機器を準備する点で好ましいが、都合により、他の発光層形成工程を併用することもできる。他の発光層形成工程としては、蒸着等の気相形成法によるものや、インクジェットもしくは印刷によるものを挙げることができ、あるいは、一面に形成した発光層上に、フォトレジストを用いてレジストパターンを形成し、そのレジストパターンを利用して、エッチング液によりエッチングするフォトリソグラフィー法も挙げることができる。
【００３７】
一般的な有機ＥＬ素子においては、発光層が二種類以上あるとすれば、各発光層を構成する微細区域、即ち、発光層Ａを構成する微細区域ａ１、ａ２、ａ３、・・・、および発光層Ｂを構成する微細区域ｂ１、ｂ２、ｂ３、・・・は、例えば、ａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２、ａ３、ｂ３、・・・のように、モザイク配列、ストライプ配列、もしくは三角形配列等の配列とされることが普通である。従って、単に微細区域の周囲に隔壁を設けておき、インクジェット法で発光層を設けるときには、隣接する微細区域にインクが付着し、混色の恐れが生じる。しかし、二種類以上の発光層のうち、少なくとも一方の発光層を本発明の有機ＥＬ素子の製造方法により形成する際には、隣接する区域は、フォトレジスト層で被覆されており、混色は生じない。従って、インクジェット法における、インク吐出方向の不安定さがあっても、隣接する微細区域にインクが付着して起きる混色を完全に回避できる利点がある。
【００３８】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において、各層を構成するために使用する素材、各工程の加工条件、加工に使用する資材等は次の通りである。
【００３９】
有機ＥＬ素子は、基本的には、一対の電極間に、有機蛍光体を含む層からなる発光層が少なくとも積層された積層構造を有するものであるが、実際には、一方の電極は基板１により支持されていることが多い。また、他方の電極上には、保護層を積層するか、もしくは別の基板を積層することもある。基板１は、板状、もしくはフィルム状の素材で構成され、具体的な素材としては、ガラス（シート状の薄膜ガラスを含む。）もしくは石英等の無機材料、または、樹脂板、もしくは樹脂フィルム等を挙げることができる。なお、「基板」の用語は、フィルム状の物も含む意味で使うので、基材と言い換えてもよい。基板が樹脂フィルムもしくはシート状の薄膜ガラス等の丸めたり、曲げたりすることが可能な基材（これらを合わせてフレキシブル基材と称する。）であれば、丸めたり曲げたりすることが可能な、フレキシブルな有機ＥＬ素子を得ることもできる。
【００４０】
基板１を構成し得る樹脂板もしくは樹脂フィルムの樹脂としては、特に限定されないが、耐溶剤性、耐熱性の比較的高いものであることが好ましい。また、用途にもよるが、水蒸気、もしくは酸素等のガスを遮断するガスバリアー性を有する素材であることが好ましい。具体的な樹脂としては、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリオキシメチレン、ポリチオエーテル、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、ポリアルキルメタクリレート、アクリロニトリル−スチレン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、もしくは非晶質ポリオレフィン等が挙げられるが、この他でも条件を満たす高分子材料であれば使用可能であり、また上記した樹脂の出発原料であるモノマーを２種類以上用いて共重合させて得られる共重合体であっても良い。
【００４１】
有機ＥＬ素子を作動させて得られる表示が観察者に見えるためには、観察側となる基板を透明性を有するものとすることが好ましく、有機ＥＬ素子の両側に基板１を配置する場合には、一方もしくは両方を、透明性を有するものとすることが好ましい。
【００４２】
基板１として、樹脂板もしくは樹脂フィルムを用いるときは、水蒸気、もしくは酸素等のガスを遮断するガスバリアー性を付与する意味で、バリア性層が積層されていてもよく、バリア性層として、酸化ケイ素、もしくは酸化アルミニウム、または窒化ケイ素等の薄膜を積層することが好ましい。
【００４３】
基板１には、通常、電極（形成する順から第１電極と呼ばれ、通常は、陽極である。）が設けられる。先の説明における第１電極層２が相当する。代表的には、陽極としては、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム、金、もしくはポリアニリン等を素材として構成されたものが例示される。なお、対極である陰極（第２電極、先の説明における第２電極層に相当する。）は、発光層を形成した後に発光層上に積層さるが、陰極としては、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ他）、もしくは金属カルシウムを素材として構成されたものが例示される。陽極または／および陰極は、これらの素材を用いて、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法等により一面に層を形成することにより、もしくは一面に形成された層を、感光性レジストを用いて、パターンエッチングすることにより、所定の形状の電極パターンとすることにより、積層することができる。
【００４４】
フォトレジスト層３Ａ、３Ｂ、もしくは３Ｃは、電離放射線感応性樹脂組成物で構成され、ここで言う電離放射線とは、具体的には紫外線もしくは電子線であるが、紫外線を用いる紫外線感応性樹脂組成物が、照射の手軽さの点で便利であり、もっと、具体的には、エッチングのレジストとして使用される紫外線感応性レジスト（通称、フォトレジスト）を使用することが好ましい。
【００４５】
フォトレジストとしては、ポジ型フォトレジストである、例えば、光分解可溶型のキノンジアジド系感光性樹脂等を主成分とするもの、または、ネガ型フォトレジストである、例えば、光分解架橋型のアジド系感光性樹脂、光分解不溶型のジアゾ系感光性樹脂、光二量化型のシンナメート系感光性樹脂、光重合型の不飽和ポリエステル系感光性樹脂、光重合型のアクリレート樹脂、もしくはカチオン重合系樹脂等を成分とするものが挙げられる。これらの感光性樹脂に加えて、光重合開始剤、および増感色素等を必要に応じて配合した感光性樹脂組成物を、フォトレジストとして使用することができる。
【００４６】
発光層の発光を直接もたらす有機蛍光体としては、例えば、色素系、金属錯体系、もしくは高分子系のものを用いることができる。
【００４７】
色素系のものとしては、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、オキサジアゾールダイマー、もしくはピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００４８】
金属錯体系のものとしては、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等または、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、もしくはキノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００４９】
高分子系のものとしては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、もしくはポリビニルカルバゾール誘導体、または前記の色素系のもの、もしくは金属錯体系のものを高分子化したもの等を挙げることができる。
【００５０】
上記した有機蛍光体には、発光効率の向上、もしくは発光波長を変化させる目的でドーピングを行うことができる。このドーピング材料としては例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。
【００５１】
有機蛍光体は、それを溶剤に溶解して得られる溶液を、適宜な塗布方法もしくは印刷方法により、第１電極層２上もしくはバッファー層上、または、必要に応じて設ける、それら以外の層上に適用して、有機蛍光体層とすることができ、これら塗布方法もしくは印刷方法によるときは、製造効率が優れている。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法においては、フォトレジスト層でマスクされて生じた凹部に発光層を適用するので、塗布方法もしくは印刷方法の範疇の方法の中でも、特にインクジェット法もしくはディスペンサー法によるのがより好ましく、とりわけ、インクジェット法によると、発光層の形成がもっとも短時間で行なえ、しかも、狙った箇所にのみ、インキを付着させることができるので、有機蛍光体等等、インキの成分の利用効率も高く、製造効率が最も優れている。上記の有機蛍光体のうちでも高分子系のものは、溶液としたときに適度な粘度が得られるため、塗布方法もしくは印刷方法で有機蛍光体層を形成するのに適している。
【００５２】
発光層は、上記の有機蛍光体層単独でも構成し得るが、バッファー層を伴なってもよく、既に説明したように、発光層は、バッファー層と有機蛍光体層とで構成してもよい。
【００５３】
本発明でいうバッファー層とは、有機蛍光体層に電荷の注入が容易に行われるように、陽極と発光層との間または陰極と発光層との間に設けられる、有機物、特に有機導電対などを含む層であるが、例えば、発光層への正孔注入効率を高めて、電極などの凹凸を平坦化する機能を有する導電性高分子であり得る。
【００５４】
本発明に用いられるバッファー層を形成する材料としては、具体的にはポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン等の正孔輸送性物質の重合体、無機酸化物のゾルゲル膜、トリフルオロメタン等の有機物の重合膜、ルイス酸を含む有機化合物膜等を挙げることができ、正孔注入バッファー層形成用組成物として市販されている、例えばポリ（３、４）エチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネート（略称ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、バイエル社製、商品名；ＢａｙｔｒｏｎＰＡＩ４０８３、水溶液として市販。）等を用いることもできる。これらの素材は、溶剤に溶解もしくは分散させて塗料化して、適宜な塗布方法もしくは印刷方法により、バッファー層とすることができる。また、一般に使用されているバッファー材料、正孔注入材料、正孔輸送材料を使用して、蒸着もしくはスパッタリング等の気相法によってバッファー層とすることもできる。
【００５５】
本発明においては、発光層のうち有機蛍光体層は、円形や四角形、もしくはストライプ等の多数の微細区域が密に配列した形状のものとされていることが好ましいが、バッファー層も、その導電性が高い場合、素子のダイオード特性を保ち、クロストークを防ぐためにパターニングされていることが好ましい。
【００５６】
発光層としては、基板１側から、バッファー層および有機蛍光体層が積層されたものを例に説明したが、発光層は、このほか、種々の層からなる積層構造であり得る。
【００５７】
例えば、発光層は、正孔輸送材料からなる正孔輸送層を陽極側に伴ない、および／または、電子輸送材料からなる電子輸送層を陰極側に伴なった積層構造であり得る。
【００５８】
有機蛍光体層が、正孔輸送層の性質を兼ね備えている場合、発光層は、有機蛍光体層兼正孔輸送層の陰極側に電子輸送層が積層された積層構造であり得る。あるいは、有機蛍光体層が電子輸送層の性質を兼ね備えて居る場合には、発光層は、電子輸送層兼有機蛍光体層の陽極側に正孔輸送層が積層された積層構造であり得る。
【００５９】
また、発光層は、正孔輸送材料と有機蛍光体の両方を少なくとも混合して形成された正孔輸送材料／有機蛍光体の混合層と電子輸送層との積層構造であってもよく、もしくは、正孔輸送層と、有機蛍光体と電子輸送材料との両方を少なくとも混合して形成された有機蛍光体／電子輸送材料の混合層との積層構造であり得る。さらに、発光層は、正孔輸送材料、有機蛍光体、および電子輸送材料の三者が少なくとも混合された混合層からなっていてもよい。
【００６０】
発光層が種々の層の積層構造である場合、バッファー層を構成する素材、および有機蛍光体層を構成する素材以外に、次段落以降に挙げるような素材を使用して、バッファー層、もしくは有機蛍光体層と同様、好ましくは、それらの層を構成する素材を溶解した溶液のを用いた塗布方法もしくは印刷方法、好ましくは、インクジェット法もしくはディスペンサー法により、形成することができる。
【００６１】
電子輸送材料としては、アントラキノジメタン、フルオレニリデンメタン、テトラシアノエチレン、フルオレノン、ジフェノキノンオキサジアゾール、アントロン、チオピランジオキシド、ジフェノキノン、ベンゾキノン、マロノニトリル、ニジトロベンゼン、ニトロアントラキノン、無水マレイン酸、もしくはペリレンテトラカルボン酸、または、これらの誘導体を用いることができる。
【００６２】
正孔輸送性材料としては、バッファー層を構成する素材として前記したものに加え、ポリフィリン、トリアゾール、イミダゾール、イミダゾロン、ピラゾリン、テトラヒドロイミダゾール、ヒドラゾン、スチルベン、もしくはブタジエン、または、これらの誘導体を用いることができる。
【００６３】
発光層が設けられた上には、基板１側の電極（第１電極層）に対する電極（第２電極層、通常は陰極である。）を設ける。陰極を構成する素材、および形成方法については、先に述べた通りである。
【００６４】
第２電極層を設けた上には、通常、封止層（保護層とも言う。）が適用される。封止層は、無機質の薄膜、もしくは有機質（樹脂である。）の塗膜のいずれによっても形成でき、それらで、第２電極層が設けられた上を被覆する。また、これらの封止層を形成するのに加え、基板１の素材として挙げたガラス、もしくは石英等の無機材料、または、樹脂板、もしくは樹脂フィルムで、最表面を被覆してもよい。
【００６５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、電離放射線感応性樹脂組成物により、凹部を形成して、その凹部に発光層を形成するので、従来、フォトリソグラフィー法により発光層を形成していたときと同様、得られる有機ＥＬ素子のパターンの精度が優れたものとすることが可能であり、発光層の形成を塗布方法もしくは印刷方法の範疇の方法により、効率よく短時間で行なうことが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
そして、該効果に加え、電離放射線感応性樹脂組成物により、凹部を形成して、その凹部に発光層を形成する一連の工程を、凹部を形成する場所を変えて二回以上繰り返すことにより、二種類以上の発光層の形成が可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【００６７】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明の効果に加え、各発光層を構成するための有機蛍光体の発光色が光の三原色の各々になるよう、各回毎に有機蛍光体を変えて、一連の工程を三回行なうことによりフルカラー表示を行なわせることが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【００６８】
請求項３の発明によれば、請求項１〜請求項２いずれかの発明の効果に加え、発光層をバッファー層および有機蛍光体層で構成することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【００６９】
請求項４の発明によれば、請求項１〜請求項２いずれかの発明の効果に加え、発光層を、前記有機蛍光体を含む層、並びに、正孔輸送層または／および電子輸送層で構成することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の各過程を示す図である。
【図２】二種の発光層を形成する製造方法の各過程を示す図である。
【図３】三種の発光層を形成する製造方法の各過程を示す図である。
【符号の説明】
１基板
２第１電極層
３フォｔレジスト層
４凹部
５バッファー層
６有機蛍光体層

Claims

一対の電極間に、一方の電極から注入された電子と他方の電極から注入された正孔が再結合することにより発光し得る有機蛍光体を含む層からなる発光層が少なくとも積層された積層構造を有する有機ＥＬ素子を製造するに際して、前記いずれかの電極が積層された基板の電極側の全面に、電離放射線照射により溶解度が変化し得る電離放射線感応性樹脂組成物の層を積層し、電離放射線感応性樹脂組成物の層に電離放射線をパターン状に照射し、照射後に現像することにより、所望の位置における電離放射線感応性樹脂組成物の層を除去して前記電極の上面を底面とする凹部を形成し、凹部内のみにインクジェット法もしくはディスペンサー法により発光層のインクを吐出して発光層を積層し、次に、一連の工程として、先に積層された発光層と先に積層された電離放射線感応性樹脂組成物の層を含む全面に、新たな電離放射線感応性樹脂組成物の層を積層し、積層された複数の電離放射線感応性樹脂組成物の層に電離放射線をパターン状に照射し、照射後に現像することにより、先に積層された発光層と異なる位置における積層された複数の電離放射線感応性樹脂組成物の層を除去して前記電極の上面を底面とする凹部を形成し、凹部内のみにインクジェット法もしくはディスペンサー法により発光層のインクを吐出して新たな発光層を積層することを繰り返し行なうもので、且つ、前記電極の対極は、すべての発光層を形成した後に、発光層上に積層されることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
前記一連の工程を二回繰り返し行なう製造方法であって、有機蛍光体の発光色が赤、青、および緑の各々になるよう、各回毎に有機蛍光体として発光色の異なるものを用いて前記発光層を各回毎に異なる位置に形成することを三回行なうことを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
前記発光層がバッファー層および前記有機蛍光体を含む層を順に積層してなるものであり、前記バッファー層は前記有機蛍光体を含む層に電荷を注入し易くするものであることを特徴とする請求項１〜請求項２いずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
前記発光層が、前記有機蛍光体を含む層、並びに、正孔輸送層または／および電子輸送層からなることを特徴とする請求項１〜請求項２いずれか記載の有機ＥＬ素子の製造方法。