JP2002231445A

JP2002231445A - Ｅｌ素子およびその製造方法

Info

Publication number: JP2002231445A
Application number: JP2001023543A
Authority: JP
Inventors: Daigo Aoki; 木大吾青
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 2001-01-31
Filing date: 2001-01-31
Publication date: 2002-08-16

Abstract

(57)【要約】【課題】ＥＬ層形成液のはみ出しによるＥＬ層の部分
的薄膜化やＥＬ層周囲の不均一膜厚部分に起因する不均
一発光を防止し、歩留まりを向上できるＥＬ素子の提
供。【解決手段】基板と、前記基板上にパターニングされ
た第１電極と、前記基板上であって前記第１電極間に設
けられた絶縁層と、前記絶縁層と前記第１電極とを覆う
ように形成された光触媒含有層と、前記第１電極上に前
記光触媒含有層を介して形成され前記絶縁層によって区
分されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極
から少なくともなるＥＬ素子であって、前記絶縁層の前
記ＥＬ層側の面が、前記第１電極の前記ＥＬ層側の面に
対して垂直方向よりも絶縁層側に傾斜する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、簡便な方法により
製造でき均一な発光を得られるＥＬ素子とその製造方法
に関する。

【０００２】

【従来の技術】ＥＬ素子は、自発光の面状表示素子とし
ての使用が注目されている。その中でも、有機物質を発
光材料として用いた有機薄膜ＥＬディスプレイは、印加
電圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光が実現するなど
発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能で、特定
のパターンを発光表示させる広告その他低価格の簡易表
示用ディスプレイへの応用が期待されている。

【０００３】このようなＥＬ素子を用いたフルカラーデ
ィスプレイとしては、大別してＥＬ素子にカラーフィル
ターや蛍光発色する色変換フィルターを組み合わせたも
の、あるいは有機ＥＬ層をパターン状に成膜したものが
知られている。

【０００４】このうち、後者のディスプレイの製造にお
いて、有機ＥＬ層をパターン状に成膜する方法として
は、例えばマスク蒸着、印刷法、インクジェット法が挙
げられる。これらの成膜法のうち、マスク蒸着は、パタ
ーンの数だけ蒸着工程を繰り返す必要があるため工程が
複雑になること、高価格の真空装置が必要となることな
ど問題点がある。一方、印刷またはインクジェット法等
によりパターン状にＥＬ層形成液を塗布する場合は、高
価な真空装置が必要なく、容易にフルカラーディスプレ
イの作成が可能になる。

【０００５】しかしながら印刷またはインクジェット法
では、ＥＬ層形成液の表面張力および絶縁層との濡れ性
の高さあるいは低さにより塗布液の絶縁層近傍が盛り上
がりあるいは下がり、中心部が薄くあるいは厚くなる現
象がみられるため、製造後のＥＬ素子のＥＬ層の膜厚均
一性が問題になる。また、ＥＬ層形成液が絶縁層の上な
どのＥＬ層形成領域外に付着した場合にＥＬ層に必要な
一定膜厚が確保できないことがある。これらのＥＬ層の
不均一な膜厚はＥＬ素子の不均一発光や発光効率の低下
を引き起こす点で問題である。さらに、インクジェット
のヘッドから吐出されたインキが軌道から外れ、絶縁層
上あるいは隣接したセルに飛散し歩留まりを低下させる
という問題がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の課題を
解決するものであり、本発明の目的は、インクジェット
法などの方法によりＥＬ層を形成したＥＬ素子であっ
て、ＥＬ層形成液の表面張力および絶縁層との濡れ性の
高低などによって形成された不均一膜厚部分を有するＥ
Ｌ層に起因する、および、ＥＬ層形成液がＥＬ層形成領
域外に付着して形成される薄いＥＬ層に起因する、不均
一発光および発光効率の低下を防止し、歩留まりの向上
が見込めるＥＬ素子を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者は、絶縁層とＥ
Ｌ層の界面をＥＬ層と第１電極の界面に対して垂直方向
よりも絶縁層側に傾斜させ、しかも光触媒含有層を絶縁
層と第１電極とを覆うように形成することによって上記
課題を解決できることを見出した。

【０００８】したがって本発明のＥＬ素子は、基板と、
前記基板上にパターニングされた第１電極と、前記基板
上であって前記第１電極間に設けられた絶縁層と、前記
絶縁層と前記第１電極とを覆うように形成された光触媒
含有層と、前記第１電極上に前記光触媒含有層を介して
形成され、前記絶縁層によって区分されたＥＬ層と、前
記ＥＬ層上に形成された第２電極から少なくともなるＥ
Ｌ素子であって、前記絶縁層の前記ＥＬ層側の面が、前
記第１電極の前記ＥＬ層側の面に対して垂直方向よりも
絶縁層側に傾斜していることを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明の別の態様のＥＬ素子は、基
板と、前記基板上にパターニングされた第１電極と、前
記基板上であって前記第１電極間に設けられた絶縁層
と、前記絶縁層と前記第１電極とを覆うように形成され
た光触媒含有層と、前記第１電極上に前記光触媒含有層
を介して形成され、前記絶縁層によって区分されたＥＬ
層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極から少なくと
もなるＥＬ素子であって、前記ＥＬ層の絶縁層近傍の不
均一膜厚部が、前記ＥＬ素子の法線方向から見て、前記
第１電極と前記第２電極とが重なる部分からはみ出して
いることを特徴とするものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】絶縁層図１は、本発明のＥＬ素子の具体例を示す断面図であ
り、基板１上に絶縁層２が設けられ、基板１上の絶縁層
２の間に第１電極３が設けられ、絶縁層２と第１電極３
を覆うように光触媒含有層４が、第１電極３上にＥＬ層
５が、さらにその上に第２電極６が設けられている。

【００１１】本発明のＥＬ素子において、絶縁層は、例
えば、光触媒含有層によって覆われた絶縁層とＥＬ層の
界面が、ＥＬ層と光触媒含有層によって覆われた第１電
極の界面に対して垂直方向よりも絶縁層側に傾斜してい
るものとすることができる。また、絶縁層とＥＬ層の界
面は、絶縁層側に凸の曲面形状であっても、ＥＬ層側に
凸の曲面形状を有するものであってもよい。

【００１２】また、絶縁層の断面形状としては、図１の
ように好ましくは絶縁層の上方部分が絶縁層の下方部分
よりも細くする。このようにするとＥＬ素子の真上から
第２電極を蒸着した場合でも断線せずに第２電極を形成
できる。また、このような形状であると、ＥＬ層形成液
の吐出方向が少しずれて絶縁層の斜面部分に付着して
も、ＥＬ層形成液が本来付着すべき絶縁層と絶縁層との
間の第１電極上に移動しやすいので好ましい。さらに図
１のように、絶縁層が第１電極のエッジを覆うように形
成すると、第１電極からのリークを防止でき好ましい。
絶縁層を構成する材料としては、絶縁性の樹脂、例え
ば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂、他、光硬
化型樹脂、熱硬化型樹脂などが挙げられる。

【００１３】絶縁層の形成は、ディスペンサー塗布、印
刷法、インクジェット法、フォトリソグラフィ法など様
々な方法を用いることができる。このうちフォトリソグ
ラフィー法を用いてパターニングする方法は、例えば、
感光性の絶縁層材料を塗布した後、露光する際のマスク
と塗布面との距離、露光量、現像時間等を適宜調節する
ことによって絶縁層の形状を制御でき好ましい。絶縁層
の断面形状について上方部分を下方部分より細くするた
めには、具体的には例えば、絶縁層のレジストを塗布、
露光後、現像時間を長くする、または、基材の裏面から
露光するなどの方法を用いることができる。

【００１４】光触媒含有層（光触媒含有層）本発明において光触媒含有層とは、広
く光照射によって濡れ性が今後変化し得る層および既に
変化した層を意味する。また、光触媒とは、このような
変化を引き起こすものであれば、どのような物質であっ
てもよい。光触媒含有層はパターン状に露光することに
より、濡れ性の変化によるパターンを形成することがで
きる。典型的には光照射しない部位は撥水性であるが、
光照射した部位は高親水性となる。そして本発明におい
て、光触媒含有層は、絶縁層および第１電極とＥＬ層と
の間に設けられる。

【００１５】本発明においては、光触媒含有層の表面の
濡れ性の違いによるパターンを利用して光触媒含有層上
にＥＬ層のパターンを簡便に、品質良く形成することが
できる。具体的には例えば、絶縁層と第１電極とを覆う
ように形成された光触媒含有層のうち、第１電極の上の
部分に光を照射して濡れ性を高め、絶縁層上の部分には
光を照射させず濡れ性が低いままとする。そこにインク
ジェット法などでＥＬ層形成液を付着させると、ＥＬ層
形成液が多少はみ出したとしても第１電極上に戻される
ため、第１電極上に所定量のＥＬ層形成液が供給され、
ＥＬ層の厚みの均一化を図ることができる。

【００１６】光触媒含有層の膜厚は、薄すぎると濡れ性
の違いが明確には発現しなくなりパターニングが困難に
なること、厚すぎると正孔または電子の輸送を阻害しＥ
Ｌ素子の発光に悪影響を及ぼすため、好ましくは５０〜
２０００Å、より好ましくは１００〜１０００Åとす
る。

【００１７】（濡れ性変化の原理）本発明においては、
光の照射によって近傍の物質（バインダーなど）に化学
変化を起こすことが可能な光触媒を用いて、光照射を受
けた部分に濡れ性の違いによるパターンを形成する。光
触媒による作用機構は、必ずしも明確なものではない
が、光の照射によって光触媒に生成したキャリアが、バ
インダーなどの化学構造を直接変化させ、あるいは酸
素、水の存在下で生じた活性酸素種によってバインダー
などの化学構造を変化させることにより、表面の濡れ性
が変化すると考えられる。

【００１８】（光触媒材料）光触媒材料としては、例え
ば光半導体として知られている酸化チタン（Ｔｉ
Ｏ _２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず（ＳｎＯ_２）・
チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）・酸化タング
ステン（ＷＯ_３）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸化
鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）のような金属酸化物を挙げることがで
きるが、特に酸化チタンが好ましい。酸化チタンは、バ
ンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定であり、
毒性もなく、入手も容易である点で有利である。

【００１９】光触媒としての酸化チタンにおいては、ア
ナターゼ型とルチル型のいずれも使用することができる
が、アナターゼ型酸化チタンが好ましい。具体的には例
えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産
業（株）、ＳＴＳ−０１、平均結晶子径７ｎｍ）、硝酸
解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学、ＴＡ−
１５、平均結晶子径１２ｎｍ）を挙げることができる。

【００２０】光触媒含有層中の光触媒の量は、５〜６０
重量％であることが好ましく、２０〜４０重量％である
ことがより好ましい。

【００２１】（バインダー成分）光触媒含有層に用いる
ことのできるバインダーは、好ましくは主骨格が前記光
触媒の光励起により分解されないような高い結合エネル
ギーを有するものであり、例えば、（１）ゾルゲル反応
等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、
重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサ
ン、あるいは（２）撥水性や撥油性に優れた反応性シリ
コーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げるこ
とができる。

【００２２】前記（１）の場合、一般式Ｙ_ｎＳｉＸ
_４−ｎ（ｎ＝１〜３）で表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、共加水分解化合物が主体
であることができる。前記一般式では、Ｙは例えばアル
キル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基また
はエポキシ基であることができ、Ｘは例えばハロゲン、
メトキシル基、エトキシル基、またはアセチル基である
ことができる。

【００２３】具体的には、メチルトリクロルシラン、メ
チルトリブロムシラン、メチルトリメトキシシラン、メ
チルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシ
ラン、メチルトリｔ−ブトキシシラン；エチルトリクロ
ルシラン、エチルトリブロムシラン、エチルトリメトキ
シシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリイソ
プロポキシシラン、エチルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ
−プロピルトリクロルシラン、ｎ−プロピルトリブロム
シラン、ｎ−プロピルトリメトキシシラン、ｎ−プロピ
ルトリエトキシシラン、ｎ−プロピルトリイソプロポキ
シシラン、ｎ−プロピルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−
ヘキシルトリクロルシラン、ｎ−ヘキシルトリブロムシ
ラン、ｎ−ヘキシルトリメトキシシラン、ｎ−ヘキシル
トリエトキシシラン、ｎ−ヘキシルトリイソプロポキシ
シラン、ｎ−ヘキシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−デ
シルトリクロルシラン、ｎ−デシルトリブロムシラン、
ｎ−デシルトリメトキシシラン、ｎ−デシルトリエトキ
シシラン、ｎ−デシルトリイソプロポキシシラン、ｎ−
デシルトリｔ−ブトキシシラン；ｎ−オクタデシルトリ
クロルシラン、ｎ−オクタデシルトリブロムシラン、ｎ
−オクタデシルトリメトキシシラン、ｎ−オクタデシル
トリエトキシシラン、ｎ−オクタデシルトリイソプロポ
キシシラン、ｎ−オクタデシルトリｔ−ブトキシシラ
ン；フェニルトリクロルシラン、フェニルトリブロムシ
ラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエト
キシシラン、フェニルトリイソプロポキシシラン、フェ
ニルトリｔ−ブトキシシラン；テトラクロルシラン、テ
トラブロムシラン、テトラメトキシシラン、テトラエト
キシシラン、テトラブトキシシラン、ジメトキシジエト
キシシラン；ジメチルジクロルシラン、ジメチルジブロ
ムシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエト
キシシラン；ジフェニルジクロルシラン、ジフェニルジ
ブロムシラン、ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニ
ルジエトキシシラン；フェニルメチルジクロルシラン、
フェニルメチルジブロムシラン、フェニルメチルジメト
キシシラン、フェニルメチルジエトキシシラン；トリク
ロルヒドロシラン、トリブロムヒドロシラン、トリメト
キシヒドロシラン、トリエトキシヒドロシラン、トリイ
ソプロポキシヒドロシラン、トリｔ−ブトキシヒドロシ
ラン；ビニルトリクロルシラン、ビニルトリブロムシラ
ン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシ
ラン、ビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリｔ
−ブトキシシラン；トリフルオロプロピルトリクロルシ
ラン、トリフルオロプロピルトリブロムシラン、トリフ
ルオロプロピルトリメトキシシラン、トリフルオロプロ
ピルトリエトキシシラン、トリフルオロプロピルトリイ
ソプロポキシシラン、トリフルオロプロピルトリｔ−ブ
トキシシラン；γ−グリシドキシプロピルメチルジメト
キシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジエトキ
シシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラ
ン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリイソプロポキシシラン、γ
−グリシドキシプロピルトリｔ−ブトキシシラン；γ−
メタアクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ
−メタアクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、
γ−メタアクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ
−メタアクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ−
メタアクリロキシプロピルトリイソプロポキシシラン、
γ−メタアクリロキシプロピルトリｔ−ブトキシシラ
ン；γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプ
ロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエ
トキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシ
シラン、γ−アミノプロピルトリｔ−ブトキシシラン；
γ−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、γ−
メルカプトプロピルメチルジエトキシシラン、γ−メル
カプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプ
ロピルトリエトキシシラン、γ−メルカプトプロピルト
リイソプロポキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリ
ｔ−ブトキシシラン；β−（３，４−エポキシシクロヘ
キシル）エチルトリメトキシシラン、β−（３，４−エ
ポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン；お
よび、それらの部分加水分解物；およびそれらの混合物
を挙げることができる。

【００２４】また、バインダーとして、特に好ましくは
フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンを用いる
ことができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシラ
ンのの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分
解縮合物が挙げられ、また、一般にフッ素系シランカッ
プリング剤として知られているものを使用してもよい。

【００２５】ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（Ｏ
ＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ
_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ
_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４Ｓｉ（ＯＣＨ
_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３（ＯＣ
Ｈ_３）_２（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_４ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３
（ＯＣＨ_３）_２（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_６ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３
（ＯＣＨ_３）_２（ＣＦ_３）_２ＣＦ（ＣＦ_２）_８ＣＨ_２ＣＨ_２ＳｉＣＨ_３
（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７（Ｃ_６Ｈ_４）Ｃ_２Ｈ_４ＳｉＣＨ
_３（ＯＣＨ_３）_２ＣＦ_３（ＣＦ_２）_３ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_５ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_９ＣＨ_２ＣＨ_２Ｓｉ（ＯＣＨ_２Ｃ
Ｈ_３）_３ＣＦ_３（ＣＦ_２）_７ＳＯ_２Ｎ（Ｃ_２Ｈ_５）Ｃ_２Ｈ_４ＣＨ
_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキ
サンをバインダーとして用いることにより、光触媒含有
層の非光照射部の撥水性および撥油性が大きく向上す
る。

【００２６】前記（２）の反応性シリコーンとしては、
下記一般式で表される骨格を持つ化合物を挙げることが
できる。

【００２７】−（Ｓｉ（Ｒ^１）（Ｒ^２）Ｏ）_ｎ− ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ^１、Ｒ^２はそれぞれ炭素
数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニ
ル、アリールあるいはシアノアルキル基であることがで
きる。好ましくは全体の４０モル％以下がビニル、フェ
ニル、ハロゲン化フェニルであることができる。また、
Ｒ^１および／またはＲ^２がメチル基であるものが表面エ
ネルギーが最も小さくなるので好ましく、好ましくはメ
チル基が６０モル％以上であり、鎖末端または側鎖に
は、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基などの反応
性基を有する。

【００２８】また、前記のオルガノポリシロキサンとと
もにジメチルポリシロキサンのような架橋反応を起こさ
ない安定なオルガノシリコン化合物をバインダーに混合
してもよい。

【００２９】（光触媒含有層に用いるその他の成分）光
触媒含有層には、未露光部の濡れ性を低下させるため界
面活性剤を含有させることができる。この界面活性剤は
光触媒により分解除去されるものであれば限定されない
が、具体的には、好ましくは例えば日本サーファクタン
ト工業製：ＮＩＫＫＯＬＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各
シリーズ等の炭化水素系の界面活性剤、デュポン社製：
ＺＯＮＹＬＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子製：サーフロンＳ
−１４１、１４５、大日本インキ製：メガファックＦ−
１４１、１４４、ネオス製：フタージェントＦ−２０
０、Ｆ２５１、ダイキン工業製：ユニダインＤＳ−４０
１、４０２、スリーエム製：フロラードＦＣ−１７０、
１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界
面活性剤を挙げることができる。また、カチオン系、ア
ニオン系、両性界面活性剤を用いることもできる。

【００３０】また、光触媒含有層には、他の成分、例え
ば、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アク
リル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレ
ンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノー
ル樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネー
ト、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレ
ンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレ
ン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナ
イロン、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイ
ミダゾール、ポリアクリロニトリル、エピクロルヒドリ
ン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマ
ー、ポリマーを含むことができる。

【００３１】さらに、光触媒含有層には、光触媒の光活
性を増感させる成分である増感色素を含んでいてもよ
い。このような増感色素の添加により、低い露光量で濡
れ性を変化させるあるいは異なる波長の露光で濡れ性を
変化させることができる。また、光触媒含有層には、Ｅ
Ｌ材料を添加することもでき、例えば、電荷注入材料、
電荷輸送材料または発光材料を混合することによりＥＬ
素子の発光特性を向上させることができる。

【００３２】（光触媒含有層の形成方法）光触媒含有層
の形成方法は特に限定されないが、例えば光触媒を含ん
だ塗布液を、スピンコート、ディップコート、ロールコ
ート、ビードコートなどの方法により基材に塗布して形
成することができる。

【００３３】光触媒等を含む塗布液を用いる場合に、塗
布液に使用することができる溶剤としては、特に限定さ
れないが、例えばエタノール、イソプロパノール等のア
ルコール系の有機溶剤を挙げることができる。

【００３４】（光触媒を作用させる照射光線）光触媒を
作用させるための照射光線は、光触媒を励起することが
できれば限定されない。このようなものとしては紫外
線、可視光線、赤外線の他、これらの光線よりもさらに
短波長または長波長の電磁波、放射線であることができ
る。

【００３５】例えば光触媒として、アナターゼ型チタニ
アを用いる場合は、励起波長が３８０ｎｍ以下にあるの
で、光触媒の励起は紫外線により行うことができる。こ
のような紫外線を発するものとしては水銀ランプ、メタ
ルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマレーザ
ー、その他の紫外線光源を使用することができる。

【００３６】ＥＬ層本発明のＥＬ素子に設けられるＥＬ層は、エレクトロル
ミネッセンスを起こすものであれば限定されない。ま
た、ＥＬ層は第１電極上に光触媒含有層を介在させて設
けられる。ＥＬ層の絶縁層近傍は濡れ性および表面張力
の関係でメニスカスが生じ、不均一膜厚部が形成される
ことがあるが、この不均一膜厚部が、ＥＬ素子の法線方
向から見て、第１電極と第２電極とが重なる部分からは
み出していることが好ましい。

【００３７】本発明のＥＬ層はさらに、その構成要素と
して、必須の層として発光層、任意の層として、発光層
に正孔を輸送する正孔輸送層および電子を輸送する電子
輸送層（これらはまとめて、電荷輸送層とよぶことがあ
る）、ならびに、発光層または正孔輸送層に正孔を注入
する正孔注入層および発光層または電子輸送層に電子を
注入する電子注入層（これらはまとめて、電荷注入層と
よぶことがある）を設けることができる。

【００３８】これらＥＬ層を構成する材料としては例え
ば以下のものが挙げられる。

【００３９】（発光層）＜色素系＞シクロペンタジエン誘導体、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
ジアゾール誘導体、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、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダ
イマー、ビラゾリンダイマー＜金属錯体系＞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、ユーロビウム錯体、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、キノリン構造等を有する金属錯体。

【００４０】＜高分子系＞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、ポリ
ビニルカルバゾール等、ポリフルオレン誘導体（ドーピング材料）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、ポルフィリン誘導体、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（正孔注入層（陽極バッファー材料））フェニルアミン
系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸
化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化
アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリ
アニリン、ポリチオフェン誘導体（電子注入層（陰極バッファー材料））アルミリチウ
ム、フッ化リチウム、ストロンチウム、酸化マグネシウ
ム、フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ
化カルシウム、フッ化バリウム、酸化アルミニウム、酸
化ストロンチウム、カルシウム、ポリメチルメタクリレ
ート、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム（ＥＬ層の形成）ＥＬ層は、ＥＬ層形成液を光触媒層に
付着させた後、硬化させることにより形成できる。

【００４１】ＥＬ層形成液は、溶媒が水などの極性溶媒
であることが好ましい。このような極性溶媒を用いたＥ
Ｌ層形成液は、光触媒層との濡れ性が高く、かつ非露光
部とははじきあう傾向が強く、ＥＬ層形成液をパターニ
ングする上で有利である。

【００４２】また、光触媒層へのＥＬ層形成液の付着方
法としては、典型的にはインクジェット法が挙げられる
が、それに限られない。

【００４３】インクジェット法などの方法により、液体
状のＥＬ層形成液を用いてＥＬ層を形成したＥＬ素子
は、通常絶縁層とＥＬ層形成液との濡れ性の高さや表面
張力および絶縁層との濡れ性の高さのため、絶縁層近傍
のＥＬ層が盛り上がることが多い。本発明においてはそ
のようにＥＬ層が盛り上がる場合に限らず、絶縁層とＥ
Ｌ層形成液の濡れ性が低いため、絶縁層近傍のＥＬ層が
下がる場合、その他様々な原因によって絶縁層近傍のＥ
Ｌ層の厚みが変化する場合に有用である。

【００４４】本発明のＥＬ素子においては、例えばＥＬ
層がストライプ状にパターニングされたものまたはＥＬ
層がセグメント状にパターニングされたものであること
ができる。

【００４５】電極本発明のＥＬ素子においては、基板上に先に設ける電極
を第１電極、ＥＬ層上に設ける電極を第２電極として呼
ぶ。これらの電極は、特に限定されないが、好ましく
は、電極は陽極と陰極からなるが、第１電極は陽極、陰
極のいずれであってもよい。陽極と陰極のどちらか一方
が、透明または、半透明であり、陽極としては、正孔が
注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料が好まし
く、逆に陰極としては、電子が注入し易いように電子親
和力の小さい導電性材料が好ましい。また、複数の材料
を混合させてもよい。いずれの電極も、抵抗はできるだ
け小さいものが好ましく、一般には、金属材料が用いら
れるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。

【００４６】具体的には好ましい陽極材料は、ＩＴＯ、
酸化インジウム、金、ポリアニリン、陰極材料として
は、マグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、アルミニウム合
金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ他）、金属カルシウ
ムが挙げられる。また、第１電極がストライプ状にパタ
ーニングされたものまたは第１電極がセグメント状にパ
ターニングされたものであることができる。

【００４７】基板本発明のＥＬ素子においては基板を設けるが、この基板
は、その上に電極や絶縁層が設けられるものであり、材
料は特に限定されない。所望により透明材料からなるこ
とができるが、不透明材料であってもよい。

【００４８】用途本発明のＥＬ素子は好ましくは、ディスプレイ、より好
ましくはフルカラーディスプレイに用いることができ
る。

【００４９】ＥＬ素子の製造方法本発明のＥＬ素子の製造方法は、少なくとも、基板上に
第１電極をパターン形成する工程と、基板上に絶縁層を
形成する工程と、第１電極および絶縁層上に光触媒含有
層を形成する工程と、光触媒含有層上のＥＬ層形成領域
に、光触媒含有層の濡れ性を変化させる光照射を行う工
程と、ＥＬ層形成領域にＥＬ層形成液を塗布または吐出
させる工程と、ＥＬ層形成液からＥＬ層を形成する工程
と、ＥＬ層上に第２電極を形成する工程により製造す
る。各々の工程は前述のようにあるいは従来のＥＬ素子
の製造方法と同様に行うことができる。微細なパターン
を形成する際には、第１電極のパターンと垂直方法にカ
ソードセパレータを設けることにより第２電極をセパレ
ートする。

【００５０】

【実施例】実施例１（ＩＴＯパターン基板の作製）洗浄したガラス基板上に
第１電極としてＩＴＯをスパッタにより１５００Åの膜
厚で成膜した後、８２μｍのライン幅で１８μｍのピッ
チのＩＴＯ電極パターンをフォトリソグラフィー法によ
り形成した。

【００５１】（絶縁層の成膜）ＩＴＯパターンを設けた
基材に、ポジ型レジスト（ＺＰＰ−１８５０：日本ゼオ
ン（株）製）を乾燥膜厚が１μｍになるようにスピン塗
布した後、１１０℃で９０秒間ベーキングした。その
後、ＩＴＯのあるピッチ部分を中心に７５μｍの幅で、
フォトマスクを用いて３６５ｎｍのＵＶ光を１５０ｍＪ
露光量で露光した。このとき、フォトマスクと基板を１
ｍｍのギャップを設けて露光した。これを２．３８％の
ＴＭＨＤ液を現像液として７０秒間現像した後、１３０
℃で１時間ベーキングすることにより、図２に示す形状
の絶縁層を得た。

【００５２】（カソードセパレーターの形成）ネガ型レ
ジスト（ＺＰＮ−１１００：日本ゼオン（株）製）を乾
燥膜厚が４μｍになるようにスピン塗布した後、ホット
プレートで９０℃で９０秒間乾燥した。これに、ＩＴＯ
のパターン方向と直交する方向の絶縁層上に２０μｍの
ライン幅でマスクをし、ＵＶ光を６０ｍＪ露光量で露光
した後、１１０℃で６０秒間ベーキングした。さらに
２．３８％のＴＭＡＨＯ液を用いて７０秒間現像するこ
とにより、逆テーパー状のカソードセパレーターを形成
した。

【００５３】（光触媒含有層の成膜および濡れ性パター
ンの形成）この絶縁層を設けた基板上に光触媒含有層用
の塗布液として・酸化チタンゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０１） …０．３重量部・テトラエトキシシラン …０．１重量部・フルオロアルコキシシラン（トーケムプロダクツ（株）製ＭＦ−１６０Ｅ） …０．００１重量部・２規定の塩酸 …４重量部・イソプロピルアルコール …７．５重量部を混合した塗布液をスピンコーターで塗布し、１５０
℃、１０分間の乾燥処理により加水分解、重縮合反応を
進行させ、光触媒がオルガノスロキサン中に強固に固定
された、膜厚２０ｎｍの透明な光触媒層を形成した。

【００５４】図３に示すように、得られた光触媒層にマ
スクを介して絶縁層と絶縁層の間の第１電極が形成され
た部位のみに光照射し、濡れ性を変化させた。光照射と
しては、水銀灯（波長３６５ｎｍ）により、７０ｍＷ／
ｃｍ^２の照度で５０秒間パターン照射した。光照射部位
と非照射部位との水の接触角を、接触角測定器（協和界
面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用い、マイクロシリンジ
から水滴を滴下して３０秒後に測定すると、非照射部位
における水に対する接触角は１４２度であるのに対し
て、照射部位における水の接触角は１０度以下であり、
照射部位と非照射部位との濡れ性の相違によるパターン
形成が可能であることを確認した。

【００５５】（有機ＥＬ層の成膜）発光材料を含む塗布液の調整下記の組成の塗布液（ＥＬ層形成液）を調整した。・ポリビニルカルバゾール…７重量部・発光色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）…０．１重量部・オキサジアゾール化合物…３重量部・トルエン…５０５０重量部これらは以下のような構造式を有する。

【００５６】ポリビニルカルバゾール構造式

【化１】オキサジアゾール化合物構造式

【化２】発光色素（Ｇ）クマリン６構造式

【化３】発光色素（Ｒ）ナイルレッド

【化４】発光色素（Ｂ）ベリレン化合物

【化５】発光材料を含む塗布液の塗布上記のＲ，Ｇ，Ｂの各色の塗布液をインクジェット塗布
装置を使用して、パターン状に光照射した光触媒含有層
上に、交互に配列するように塗り分けた後、８０度で３
０分間乾燥させ、それぞれ膜厚１０００Åの３色の発光
層を光照射部のみ交互形成した。

【００５７】（陰極の成膜）第２電極としてＬｉＦを５
ｎｍ、Ａｌを２０００Åの膜厚で蒸着し、カソードセパ
レーターにより７６μｍのライン幅、ピッチ３０μｍで
ＩＴＯラインと直交する方向に形成し、フルカラーのデ
ィスプレイを作製した。

【００５８】実施例２インクジェット装置を用いる代わりに、ディップコータ
ーを用いて単色（Ｇ）のＥＬ塗布液を塗布すること以外
は実施例１と同様にしてモノクロディスプレイを作製し
た。

【００５９】比較例１絶縁層としてネガ型レジスト（ＺＰＮ−１１００：日本
ゼオン（株）製）用いてＩＴＯのないピッチ部分を中心
に３０μｍの幅でフォトマスクを用いて６０ｍＪの露光
をした後、１１０℃で６０秒間加熱した。さらに２．３
８％のＴＭＡＨＯで７０秒間現像した後、真空乾燥した
以外は、実施例１と同様にしてフルカラーディスプレイ
を作製した。図４にＥＬ層形成前の断面図を示す。

【００６０】比較例２絶縁層を設けない以外は、実施例１と同様にしてフルカ
ラーディスプレイを作製した。図５にＥＬ層形成前の断
面図を示す。

【００６１】（ディスプレイの点灯評価）実施例１、２
および比較例１、２のディスプレイにおいて、全面発光
させることにより発光ムラを目視評価したところ、比較
例１、２に対して、実施例１、２の方が発光ムラが少な
く均一な発光が得られることが確認できた。

【００６２】

【発明の効果】本発明によって、第２電極の断線を防止
し、ＥＬ層形成液のはみ出しによるＥＬ層の部分的薄膜
化やＥＬ層周囲の不均一膜厚部分に起因する不均一発光
を防止し、発光効率を高め、発光領域を広め、歩留まり
を向上できるＥＬ素子が提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のＥＬ素子の断面図である。

【図２】本発明の実施例における絶縁層の形状の断面説
明図である。

【図３】本発明の実施例におけるＥＬ層形成前の断面説
明図である。

【図４】本発明の比較例１におけるＥＬ層形成前の断面
説明図である。

【図５】本発明の比較例２におけるＥＬ層形成前の断面
説明図である。

【符号の説明】

１基板２絶縁層３第１電極４光触媒含有層４’光照射により濡れ性が高まった光触媒含有層５ＥＬ層６第２電極

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板と、前記基板上にパターニングされた
第１電極と、前記基板上であって前記第１電極間に設け
られた絶縁層と、前記絶縁層と前記第１電極とを覆うよ
うに形成された光触媒含有層と、前記第１電極上に前記
光触媒含有層を介して形成され前記絶縁層によって区分
されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極か
ら少なくともなるＥＬ素子であって、前記絶縁層の前記ＥＬ層側の面が、前記第１電極の前記
ＥＬ層側の面に対して垂直方向よりも絶縁層側に傾斜し
ていることを特徴とする、ＥＬ素子。
【請求項２】基板と、前記基板上にパターニングされた
第１電極と、前記基板上であって前記第１電極間に設け
られた絶縁層と、前記絶縁層と前記第１電極とを覆うよ
うに形成された光触媒含有層と、前記第１電極上に前記
光触媒含有層を介して形成され前記絶縁層によって区分
されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極か
ら少なくともなるＥＬ素子であって、前記ＥＬ層の絶縁層近傍の不均一膜厚部が、前記ＥＬ素
子の法線方向から見て、前記第１電極と前記第２電極と
が重なる部分からはみ出していることを特徴とする、Ｅ
Ｌ素子。
【請求項３】前記絶縁層の前記ＥＬ層側の面が、前記絶
縁層側に凸の曲面形状を有するものである、請求項１ま
たは２に記載のＥＬ素子。
【請求項４】前記絶縁層の前記ＥＬ層側の面が、前記Ｅ
Ｌ層側に凸の曲面形状を有するものである、請求項１ま
たは２に記載のＥＬ素子。
【請求項５】前記ＥＬ層が、ストライプ状にパターニン
グされている、請求項１または２に記載のＥＬ素子。
【請求項６】前記ＥＬ層が、セグメント状にパターニン
グされてなる、請求項１または２に記載のＥＬ素子。
【請求項７】前記第１電極が、ストライプ状にパターニ
ングされてなる、請求項１または２に記載のＥＬ素子。
【請求項８】請求項１または２に記載のＥＬ素子を用い
てなる、ディスプレイ。
【請求項９】請求項１または２に記載のＥＬ素子を用い
てなる、フルカラーディスプレイ。
【請求項１０】基板上に第１電極をパターン形成する工
程と、前記基板上に絶縁層を形成する工程と、前記第１電極および絶縁層上に光触媒含有層を形成する
工程と、前記光触媒含有層上のＥＬ層形成領域に、前記光触媒含
有層の濡れ性を変化させる光照射を行う工程と、前記ＥＬ層形成領域にＥＬ層形成液を塗布または吐出さ
せる工程と、前記ＥＬ層形成液からＥＬ層を形成する工程と、前記ＥＬ層上に第２電極を形成する工程を含む、請求項
１または２に記載のＥＬ素子の製造方法。