有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法
【課題】有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法において、高精細でのパターン化を簡易かつ効率的に行うことができ、かつ、発光輝度によるコントラストの制御が可能であるパターン化方法を提供する。
【解決手段】一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層に紫外線を照射し、該照射量を変化させて、紫外線照射量に対応した発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施す。
【解決手段】一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層に紫外線を照射し、該照射量を変化させて、紫外線照射量に対応した発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施す。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）素子に紫外線を照射することによって発光パターン形成を施す有機ＥＬ素子のパターン化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機化合物を発光材料とする自己発光型素子であり、高速度での発光が可能であるため、動画の表示に好適で、素子構造が簡単でディスプレイパネルの薄型化が可能である等の特性を有している。このような優れた特性を有していることから、有機ＥＬ素子は、携帯電話や車載用ディスプレイとして、日常生活において普及しつつある。
【０００３】
従来、この有機ＥＬのパターン化の方法の一つとして、マスクによる陰極層の塗り分けやレジストを用いた絶縁化による方法が用いられていた。
しかしながら、これらの方法では、マスクのずれ等によって陰極のパターンボケが発生したり、また、湿式のフォトリソグラフ工程を経るため、有機発光材料に対応した適切な溶剤の選択を要する等の課題を有していた。
なお、ここでいう「パターン」とは、素子パネル上に表示されるアイコン、キャラクター、文字、絵柄、図案、模様等を指し、「パターン化」とは、これらのパターン表示機能を持たせることを言う。
【０００４】
このような従来のパターン化方法においては、パターンの高精細化に対応することが困難であったため、より効率的なパターン化方法について、種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、高精細で効率的にパターン化する方法として、紫外線を有機ＥＬ素子に照射し、該照射部分を非発光領域とすることによってパターン化する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第２７９３３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているパターン化方法は、電極作製前または作製後の有機ＥＬ素子に紫外線を照射するものであるが、パネル形成後に紫外線を照射する場合には、透明基板および透明電極における紫外線の透過性が十分でなく、十分な紫外線照射効果が得られず、高精細なパターン化を効率よく行うことは困難であった。
また、このパターン化方法においては、有機ＥＬ素子の紫外線照射部分が非発光領域となるものであり、発光領域におけるコントラストの制御を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、紫外線照射による有機ＥＬ素子のパターン化方法において、高精細でのパターン化を簡易かつ効率的に行うことができ、しかも、発光輝度によるコントラストの制御可能な有機ＥＬ素子のパターン化方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法は、一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子において、前記有機層に紫外線を照射し、該照射量を変化させて、紫外線照射量に対応した発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施すことを特徴とする。
上記方法により、発光パターンに発光輝度によるコントラストを付与することができ、デザイン性に優れた有機ＥＬパネルの作製を簡便に行うことができる。
【０００８】
前記有機ＥＬ素子のパターン化方法においては、対向電極形成前に、有機層に紫外線を照射してもよく、あるいはまた、前記対向電極の少なくとも一方が透明電極であり、該有機ＥＬ素子の透明電極側から紫外線を照射してもよい。
【０００９】
また、前記有機ＥＬ素子のパターン化方法においては、対向電極間にバイアスを印加しながら、紫外線を照射することが好ましい。
この方法によれば、紫外線照射によるパターン化時における輝度減衰速度を加速させることができ、簡便に、パターン化の効率化を図ることができる。
【００１０】
また、前記有機層に、下記一般式（Ｉ）
Ｚ（Ｙ）n ……（Ｉ）
〔式中、Ｚは２価または３価の芳香族炭化水素基、および、２価または３価の複素環基よりなる群から選ばれた２価または３価の基であり、Ｙは
【化１】
で示されるフェナントロリン基であり、ｎは２または３であり、Ｒ1〜Ｒ5は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基（アルキル基で置換されていてもよい）、アリーロキシ基、アラルキル基（アリール基部分がアルキル基で置換されていてもよい）、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ＲＣＯＯ−（Ｒはアルキル基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ばれる）、カルボキシル基、アミノ基、トリフルオロメチル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基およびＸＡ（ＸはＯ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅよりなる群から選ばれた元素であり、Ａはアルキル基またはアリール基である）よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基である。〕で示される多核型フェナントロリン誘導体が含まれていることが好ましい。
このような多核型フェナントロリン誘導体を添加して有機層を形成することにより、紫外線照射によるパターン化を効率的に行うことができる。
【００１１】
特に、前記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体は、
【化２】
で表される化合物（１，４−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼン）（以下、ＤＰＢという）であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述したとおり、本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法によれば、従来のようなパターニング用の蒸着マスクの作製およびセッティング、また、フォトリソグラフ工程を要することなく、紫外線を用いて、有機ＥＬ素子のコントラストを有するパターン化を簡便に行うことができる。
また、本発明によれば、有機ＥＬ素子をパネルに形成した後においても、任意のパターニングを施すことができるため、効率的であり、有機ＥＬパネルの生産性の向上を図ることができる。
さらに、発光時のみコントラストを有するパターンが現れる、デザイン性に優れた有機ＥＬパネル照明等の作製が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について、より詳細に説明する。
本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法は、一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子を紫外線照射によってパターン化する方法であり、前記有機層への紫外線の照射量を変化させて、コントラストを有する発光パターン形成を施すものである。
このような本発明に係るパターン化方法によれば、有機ＥＬ素子の電極形成前に限らず、有機ＥＬパネル形成後においても、コントラストを有する任意のパターニングを施すことができ、デザイン性に優れた有機ＥＬパネル照明等を効率的に作製することができる。
【００１４】
上記のように、パターン化のための紫外線照射は、有機層に照射することができればよく、対向電極形成前であっても、あるいはまた、前記対向電極の少なくとも一方を透明電極として、該透明電極側から照射してもよい。また、有機層を光硬化型接着剤によって封止する際に同時に行うこともできる。
対向電極形成前に紫外線照射する場合は、電極や基板を透過させずに、有機層に紫外線が照射されるため、その照射効果を大きくすることができる。
一方、有機ＥＬ素子をパネルに形成した後に紫外線照射する場合は、取り扱い容易となり、パターン化処理がより簡便となるという利点を有している。
【００１５】
図１に、本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法の一例の概念図を示す。これは、有機ＥＬ素子形成後にパターン化を施す方法を示したものである。
図１に示された有機ＥＬ素子は、透明基板２に、透明電極（陽極）３、有機発光材料を含む有機層４、陰極５が順次積層されており、両電極３，５が配線接続されている構成からなる。
この有機ＥＬ素子は、透明基板２側が発光面であり、該透明基板２上に、所定のパターン形状で加工されたスリットを有する紫外線遮光マスク１を載置して、その上方から紫外線を照射する。
【００１６】
本発明において照射する紫外線の光源としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、水素（重水素）ランプ、希ガス（キセノン、アルゴン、ヘリウム、ネオン等）放電ランプ、窒素レーザ、エキシマレーザ（例えば、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ等）、水素レーザ、ハロゲンレーザ、各種可視−赤外レーザの高調波（例えば、ＹＡＧレーザのＴＨＧ（Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）光等）等が挙げられる。
また、紫外線の波長は、４００〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００１７】
この紫外線を照射した有機ＥＬ素子を発光させた場合、前記マスク１で覆われていない、紫外線照射に曝された部分は、発光輝度が低下する。
前記紫外線照射時に、光強度または照射時間等を調整して、その照射量を変化させることにより、紫外線照射量に対応して、有機ＥＬ素子の発光輝度も変化する。紫外線照射量が多いほど、発光輝度は減衰し、紫外線照射量が少ないと、発光輝度の減衰率は小さい。また、紫外線照射量が０、すなわち、紫外線未照射の場合は、発光輝度は最高となる。
このように、紫外線照射量を変化させることにより、発光輝度によるコントラストを有する発光パターンを形成することができる。
前記紫外線照射量の調整は、マスクの紫外線遮光率を調整することにより行うこともできる。
【００１８】
また、前記紫外線照射は、レーザ加工装置、ステッパ等を用いたスポット照射により、素子を平面上で移動させる、または、紫外線スポットを移動させる等の手段により、任意のパターン化を行うこともできる。この場合においても、紫外線スポットの光強度または照射時間等を調整することにより、紫外線照射量を変化させることができ、発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施すことが可能である。
上記のように、本発明によれば、紫外線照射によりパターン化することができるため、従来は必要であったパターニング用蒸着マスクの作製およびセッティング、また、フォトリソグラフ工程を要することなく、簡便にパターン化することができる。
【００１９】
上記のようにして、本発明に係る方法によりパターニングされた有機ＥＬ素子は、紫外線照射領域において、紫外線照射による積算光量の増加に伴い、発光輝度が減衰する。すなわち、発光輝度の強弱（コントラスト）をつけることが可能であり、素子の駆動電流の増減によって、前記コントラストを変化させることも可能である。また、輝度の減衰に伴い、素子が高電圧化し、この輝度−電圧特性に経時的変化は見られず、安定している。
したがって、上記のような現象を利用することにより、発光時のみコントラストを有するパターニングが可能となり、このようなパターニングされた有機ＥＬ素子は、特に、面発光特性を活かした照明用途に好適である。
【００２０】
上記のような本発明に係るパターン化方法は、有機ＥＬ素子の発光ユニットが回路的に直列に接続され、これらの発光ユニットが同時に発光するような構造を有するマルチフォトン素子にも好適に適用することができる。
【００２１】
上記のようなパターン化方法において、紫外線照射によるパターン化可能な有機層としては、例えば、ＤＰＢ等の上記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体を電子輸送材料として用いたものが挙げられる。
前記多核型フェナントロリン誘導体が添加された有機層は、紫外線照射による凹凸化等の変形を生じることなく、また、強力な紫外線レーザを用いなくても、紫外線照射による輝度低下効果が大きく、効率的にパターン化を行うことができるため好ましい。
【００２２】
前記多核型フェナントロリン誘導体の具体的な構造式の例を示すと下記のとおりである。
【化３】
【００２３】
【化４】
【００２４】
【化５】
【００２５】
【化６】
【００２６】
【化７】
【００２７】
【化８】
【００２８】
【化９】
【００２９】
【化１０】
【００３０】
【化１１】
【００３１】
【化１２】
【００３２】
【化１３】
【００３３】
【化１４】
【００３４】
【化１５】
【００３５】
【化１６】
【００３６】
【化１７】
【００３７】
【化１８】
【００３８】
【化１９】
【００３９】
【化２０】
【００４０】
【化２１】
【００４１】
【化２２】
【００４２】
【化２３】
【００４３】
【化２４】
【００４４】
【化２５】
【００４５】
【化２６】
【００４６】
【化２７】
【００４７】
【化２８】
【００４８】
【化２９】
【００４９】
また、本発明に係るパターン化方法においては、図１に示したような方法で紫外線を照射する際、両電極３，５間にバイアスを印加しながら行うことが好ましい。
バイアスを印加することにより、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ3）等の紫外線照射による輝度低下効果が小さい、すなわち、輝度減衰速度が遅い有機材料を含む有機層に紫外線を照射した場合であっても、輝度減衰速度を加速させることができる。
したがって、バイアスを印加するのみで、紫外線照射による発光パターン形成の効率化を図ることができる。
【００５０】
本発明に係るパターン化方法が適用される有機ＥＬ素子は、基板上に、陽極／有機層／陰極が形成されており、有機層中に、有機発光材料による発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層を含む多層構造であってもよい。
【００５１】
本発明における有機ＥＬ素子に用いられる基板には、基板側が発光面となる場合、可視光において透光性を有する透明基板を用いる。光透過率は８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることが好ましい。より好ましくは、９０％以上である。
前記透明基板としては、一般に、ＢＫ７、ＢａＫ１、Ｆ２等の光学ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等のガラス基板、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等のポリマー基板が用いられる。
ただし、この透明基板側から有機層に紫外線を照射して、パターン化処理を施す場合は、紫外線を吸収しにくいことから、石英ガラス、無アルカリガラス等のガラス基板を用いることが好ましい。
【００５２】
前記基板の厚さは、通常、０．１〜１０ｍｍ程度のものが用いられるが、機械的強度、重量等を考慮して、０．３〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜２ｍｍであることがより好ましい。
【００５３】
本発明に係る有機ＥＬ素子においては、十分な発光輝度を得るため、また、紫外線が有機層に十分に照射されるようにするため、陽極および陰極の少なくともいずれか一方が透明または半透明であることが好ましい。なお、本発明でいう透明電極とは、半透明電極である場合も含む。
陽極は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物等により構成されるが、通常は、陽極を前記透明基板上に形成される透明電極とする。
この透明電極には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の金属酸化物が一般的に用いられ、特に、透明性や導電性等の観点から、ＩＴＯが好適に用いられる。
この透明電極の膜厚は、透明性および導電性の確保のため、８０〜４００ｎｍであることが好ましく、１００〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００５４】
一方、前記陽極に対向する陰極は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、導電性化合物により構成される。例えば、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
前記陰極の膜厚は、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００５５】
前記陽極および陰極は、スパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法等の通常用いられる方法で成膜することにより形成することができる。
【００５６】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の有機層におけるホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層に用いられる材料は、特に制限されるものではなく、公知のものでよく、低分子系または高分子系のいずれであってもよい。
ただし、前記有機層には、ＤＰＢに代表されるような前記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体のように、紫外線照射によるパターン化可能な化合物を含んでいることを要する。
これらの有機層の各層の形成も、スピンコート法、真空蒸着法等の通常用いられる各種成膜手段によって行うことができる。
また、前記各層の膜厚も、各層同士の適応性や求められる全体の層厚さ等を考慮して、適宜状況に応じて定められるが、通常、５ｎｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５７】
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子における有機層の構成材料について、具体的に説明する。
前記発光層を形成する発光材料としては、例えば、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−ｐ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体またはカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン等の低分子系発光材料が挙げられる。
また、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポリフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等や、イリジウム錯体等の燐光性発光体等の低分子系材料を、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分散させたものも用いることができる。
また、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）やポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−ｏ−１，４−フェニルレン］ジブロマイド等のＰＰＰ誘導体、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ］−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリスピロフルオレン等の高分子系材料であってもよい。また、ＰＰＶ前駆体、ＰＰＰ前駆体等の高分子前駆体、その他既存の発光材料を用いることもできる。
【００５８】
ホール輸送層を形成するホール輸送材料としては、例えば、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類または無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シキロヘキサン、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−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子材料、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高分子系材料、チオフェンオリゴマー材料、その他既存のホール輸送材料を用いることができる。
【００５９】
また、電子輸送層を形成する電子輸送材料としては、上記のような多核型フェナントロリン誘導体が好適に用いられるが、それ以外に、例えば、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等も挙げられる。
【００６０】
前記ホール輸送材料は、ホール注入材料と共通の材料とし、１層で構成してもよく、また、異種の材料の組み合わせ等により構成したり、複数層に構成してもよい。前記電子輸送材料と電子注入材料との関係においても、同様である。
また、これらの材料の中には、発光材料としての機能を兼ね備えているものもある。
【００６１】
前記発光材料を溶解または分散させる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、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、２−メチル−（ｔ−ブチル）ベンゼン、１，２，３，４−テトラメチルベンゼン、ペンチルベンゼン、１，３，５−トリエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１，３，５−トリ−イソブチルベンゼン等を単独または混合して用いることができる。これらの溶媒には、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されていてもよい。
また、ホール輸送または注入材料、電子輸送または注入材料を溶解または分散させる溶媒としては、例えば、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、水等を単独または混合して用いることができる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例１］
厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜が形成されている透明電極に、厚さ１０ｎｍの三酸化モリブデンドープＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）膜をホール注入層、厚さ２１ｎｍのα−ＮＰＤ膜をホール輸送層、厚さ３０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ3）と
【化３０】
で表される化合物２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１０−（チアゾール−２−イル）−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［１］ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ）キノリジン−１１−オン（ＮＫＸ−１５９５）とからなる膜を発光層、厚さ３２ｎｍのＤＰＢ膜を電子輸送層、厚さ１０ｎｍのＤＰＢとモノ（８−キノリノラト）リチウム錯体（Ｌｉｑ）とからなる膜を電子注入層、厚さ６０ｎｍのアルミニウム膜を背面電極（対向電極）として、順次積層した構造を有する１０ｍｍ×１０ｍｍの有機ＥＬ素子を作製した。
この有機ＥＬ素子の透明基板側を、直径２ｍｍの開孔を有する紫外線遮光マスクで覆い、紫外線（ピーク波長：３６５ｎｍ、１５０ｍＷ／ｃｍ2）を所定量照射した。
そして、紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ2、７．５Ｊ／ｃｍ2、１５．０Ｊ／ｃｍ2照射した場合および未照射の場合の各素子の発光状態を比較観察した。
目視による観察の結果、紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ2照射した場合および未照射の場合は、素子の全面が緑色に発光し、紫外線を７．５Ｊ／ｃｍ2、１５．０Ｊ／ｃｍ2照射した場合は、マスク開孔部分のみ緑色発光が暗かった。
【００６３】
また、上記と同様に作製した有機ＥＬ素子に、マスクをせずに、全面に紫外線を照射し、紫外線照射による素子の輝度減衰および輝度−電圧特性の評価を行った。
表１に、輝度減衰の評価結果として、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合と積算光量との関係を示す。
【００６４】
［実施例２，３］
ホール輸送層のα−ＮＰＤ膜の厚さを５０ｎｍ（実施例２）、８０ｎｍ（実施例３）とし、それ以外については、実施例１と同様の素子構成で、有機ＥＬ素子を作製した。
各有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして、紫外線照射後の観察および評価を行った。
目視による観察の結果、紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ2照射した場合および未照射の場合は、素子の全面が緑色に発光し、紫外線を７．５Ｊ／ｃｍ2、１５．０Ｊ／ｃｍ2照射した場合は、マスク開孔部分のみ緑色発光がやや暗く、実施例１と比較すると、実施例２，３と順に、暗くなっていた。また、紫外線照射量が１５．０Ｊ／ｃｍ2の場合の方が、７．５Ｊ／ｃｍ2の場合よりも、やや暗かった。
表１に、輝度減衰の評価結果を示す。
また、実施例２の素子について、紫外線を照射して６０日経過した後にも、同様の輝度−電圧特性の評価を行った。
【００６５】
［比較例１］
電子輸送層および電子注入層のＤＰＢの代わりに、Ａｌｑ3を用い、それ以外については、実施例２と同様の素子構成で、有機ＥＬ素子を作製した。
この有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして、紫外線照射後の観察および評価を行った。
目視による観察の結果、紫外線照射量に関係なく、素子の全面が緑色に発光していた。
表１に、輝度減衰の評価結果を示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
上記実施例１〜３および比較例１における発光状態の比較観察および表１に示した輝度減衰の評価結果から、電子輸送材料にＡｌｑ3を用いた場合（比較例１）は、紫外線照射の有無に関係なく、緑色に発光し、輝度減衰は見られなかった。
これに対して、ＤＰＢを電子輸送材料として用いた場合（実施例１〜３）も、緑色発光であるが、紫外線照射の積算光量の増加に伴い、紫外線照射領域の輝度が減衰していることが認められた。
また、実施例１〜３を比較すると、ホール輸送層であるα−ＮＰＤ膜が厚い方が（実施例３）、紫外線照射による輝度減衰効果が小さいことが認められた。
【００６８】
また、輝度−電圧特性の評価の結果、紫外線照射の積算光量の増加に伴い、素子が高電圧化することが認められた。この場合、輝度−電流密度効率に変化はない。
また、電子輸送材料にＤＰＢを用いた素子（実施例２）は、１ｋｃｄ／ｍ2の輝度における電圧が４．２Ｖであり、Ａｌｑ3を用いた素子（比較例１）の５．８Ｖよりも低電圧であった。
【００６９】
さらに、実施例２における紫外線照射から６０日経過後の輝度−電圧特性の評価の結果、その特性は、紫外線照射直後とほとんど変化しておらず、紫外線照射によるパターニングの長期安定性も認められた。
【００７０】
以上より、電子輸送材料にＤＰＢを用いた有機ＥＬ素子は、紫外線照射量に応じた発光輝度によるコントラストの制御が可能であり、これにより、安定したパターニングを施すことができることが確認された。
【００７１】
［実施例４］
比較例１で作製した素子を用いて、該素子の電極間にバイアス（＋７．５Ｖ）を印加しながら、実施例１と同様にして、全面に紫外線を１５．０Ｊ／ｃｍ2照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は８３％であった。
【００７２】
［比較例２］
実施例４と同様の素子を用いて、バイアスを印加せずに、実施例４と同様にして紫外線を照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は９５％であった。
【００７３】
［実施例５］
ホール輸送層のα−ＮＰＤ膜の厚さを４１．５ｎｍ、電子輸送層のＡｌｑ3の厚さを７１ｎｍとし、それ以外については、比較例１と同様の素子構成で、有機ＥＬ素子を作製した。
この有機ＥＬ素子について、実施例４と同様にして紫外線を照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は９２％であった。
【００７４】
［比較例３］
実施例５と同様の素子を用いて、バイアスを印加せずに、実施例４と同様にして紫外線を照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は１００％であった。
【００７５】
実施例４，５および比較例２，３に示したように、紫外線照射の際、バイアスを印加しながら行うことにより（実施例４，５）、紫外線照射のみ（比較例２，３）では、輝度減衰が見られなかったＡｌｑ3を電子輸送層に使用した素子においても、輝度減衰速度を加速させることができることが認められた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法の一例を示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 紫外線遮光マスク
２ 透明基板
３ 透明電極（陽極）
４ 有機層
５ 陰極
６ 配線
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬという）素子に紫外線を照射することによって発光パターン形成を施す有機ＥＬ素子のパターン化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、有機化合物を発光材料とする自己発光型素子であり、高速度での発光が可能であるため、動画の表示に好適で、素子構造が簡単でディスプレイパネルの薄型化が可能である等の特性を有している。このような優れた特性を有していることから、有機ＥＬ素子は、携帯電話や車載用ディスプレイとして、日常生活において普及しつつある。
【０００３】
従来、この有機ＥＬのパターン化の方法の一つとして、マスクによる陰極層の塗り分けやレジストを用いた絶縁化による方法が用いられていた。
しかしながら、これらの方法では、マスクのずれ等によって陰極のパターンボケが発生したり、また、湿式のフォトリソグラフ工程を経るため、有機発光材料に対応した適切な溶剤の選択を要する等の課題を有していた。
なお、ここでいう「パターン」とは、素子パネル上に表示されるアイコン、キャラクター、文字、絵柄、図案、模様等を指し、「パターン化」とは、これらのパターン表示機能を持たせることを言う。
【０００４】
このような従来のパターン化方法においては、パターンの高精細化に対応することが困難であったため、より効率的なパターン化方法について、種々の検討がなされている。例えば、特許文献１には、高精細で効率的にパターン化する方法として、紫外線を有機ＥＬ素子に照射し、該照射部分を非発光領域とすることによってパターン化する方法が提案されている。
【特許文献１】特許第２７９３３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記特許文献１に記載されているパターン化方法は、電極作製前または作製後の有機ＥＬ素子に紫外線を照射するものであるが、パネル形成後に紫外線を照射する場合には、透明基板および透明電極における紫外線の透過性が十分でなく、十分な紫外線照射効果が得られず、高精細なパターン化を効率よく行うことは困難であった。
また、このパターン化方法においては、有機ＥＬ素子の紫外線照射部分が非発光領域となるものであり、発光領域におけるコントラストの制御を行うことはできなかった。
【０００６】
本発明は、上記技術的課題を解決するためになされたものであり、紫外線照射による有機ＥＬ素子のパターン化方法において、高精細でのパターン化を簡易かつ効率的に行うことができ、しかも、発光輝度によるコントラストの制御可能な有機ＥＬ素子のパターン化方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法は、一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子において、前記有機層に紫外線を照射し、該照射量を変化させて、紫外線照射量に対応した発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施すことを特徴とする。
上記方法により、発光パターンに発光輝度によるコントラストを付与することができ、デザイン性に優れた有機ＥＬパネルの作製を簡便に行うことができる。
【０００８】
前記有機ＥＬ素子のパターン化方法においては、対向電極形成前に、有機層に紫外線を照射してもよく、あるいはまた、前記対向電極の少なくとも一方が透明電極であり、該有機ＥＬ素子の透明電極側から紫外線を照射してもよい。
【０００９】
また、前記有機ＥＬ素子のパターン化方法においては、対向電極間にバイアスを印加しながら、紫外線を照射することが好ましい。
この方法によれば、紫外線照射によるパターン化時における輝度減衰速度を加速させることができ、簡便に、パターン化の効率化を図ることができる。
【００１０】
また、前記有機層に、下記一般式（Ｉ）
Ｚ（Ｙ）n ……（Ｉ）
〔式中、Ｚは２価または３価の芳香族炭化水素基、および、２価または３価の複素環基よりなる群から選ばれた２価または３価の基であり、Ｙは
【化１】
で示されるフェナントロリン基であり、ｎは２または３であり、Ｒ1〜Ｒ5は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基（アルキル基で置換されていてもよい）、アリーロキシ基、アラルキル基（アリール基部分がアルキル基で置換されていてもよい）、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ＲＣＯＯ−（Ｒはアルキル基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ばれる）、カルボキシル基、アミノ基、トリフルオロメチル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基およびＸＡ（ＸはＯ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅよりなる群から選ばれた元素であり、Ａはアルキル基またはアリール基である）よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基である。〕で示される多核型フェナントロリン誘導体が含まれていることが好ましい。
このような多核型フェナントロリン誘導体を添加して有機層を形成することにより、紫外線照射によるパターン化を効率的に行うことができる。
【００１１】
特に、前記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体は、
【化２】
で表される化合物（１，４−ジ（１，１０−フェナントロリン−２−イル）ベンゼン）（以下、ＤＰＢという）であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
上述したとおり、本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法によれば、従来のようなパターニング用の蒸着マスクの作製およびセッティング、また、フォトリソグラフ工程を要することなく、紫外線を用いて、有機ＥＬ素子のコントラストを有するパターン化を簡便に行うことができる。
また、本発明によれば、有機ＥＬ素子をパネルに形成した後においても、任意のパターニングを施すことができるため、効率的であり、有機ＥＬパネルの生産性の向上を図ることができる。
さらに、発光時のみコントラストを有するパターンが現れる、デザイン性に優れた有機ＥＬパネル照明等の作製が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明について、より詳細に説明する。
本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法は、一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機ＥＬ素子を紫外線照射によってパターン化する方法であり、前記有機層への紫外線の照射量を変化させて、コントラストを有する発光パターン形成を施すものである。
このような本発明に係るパターン化方法によれば、有機ＥＬ素子の電極形成前に限らず、有機ＥＬパネル形成後においても、コントラストを有する任意のパターニングを施すことができ、デザイン性に優れた有機ＥＬパネル照明等を効率的に作製することができる。
【００１４】
上記のように、パターン化のための紫外線照射は、有機層に照射することができればよく、対向電極形成前であっても、あるいはまた、前記対向電極の少なくとも一方を透明電極として、該透明電極側から照射してもよい。また、有機層を光硬化型接着剤によって封止する際に同時に行うこともできる。
対向電極形成前に紫外線照射する場合は、電極や基板を透過させずに、有機層に紫外線が照射されるため、その照射効果を大きくすることができる。
一方、有機ＥＬ素子をパネルに形成した後に紫外線照射する場合は、取り扱い容易となり、パターン化処理がより簡便となるという利点を有している。
【００１５】
図１に、本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法の一例の概念図を示す。これは、有機ＥＬ素子形成後にパターン化を施す方法を示したものである。
図１に示された有機ＥＬ素子は、透明基板２に、透明電極（陽極）３、有機発光材料を含む有機層４、陰極５が順次積層されており、両電極３，５が配線接続されている構成からなる。
この有機ＥＬ素子は、透明基板２側が発光面であり、該透明基板２上に、所定のパターン形状で加工されたスリットを有する紫外線遮光マスク１を載置して、その上方から紫外線を照射する。
【００１６】
本発明において照射する紫外線の光源としては、高圧水銀ランプ、低圧水銀ランプ、水素（重水素）ランプ、希ガス（キセノン、アルゴン、ヘリウム、ネオン等）放電ランプ、窒素レーザ、エキシマレーザ（例えば、ＸｅＣｌ、ＸｅＦ、ＫｒＦ、ＫｒＣｌ等）、水素レーザ、ハロゲンレーザ、各種可視−赤外レーザの高調波（例えば、ＹＡＧレーザのＴＨＧ（Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）光等）等が挙げられる。
また、紫外線の波長は、４００〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【００１７】
この紫外線を照射した有機ＥＬ素子を発光させた場合、前記マスク１で覆われていない、紫外線照射に曝された部分は、発光輝度が低下する。
前記紫外線照射時に、光強度または照射時間等を調整して、その照射量を変化させることにより、紫外線照射量に対応して、有機ＥＬ素子の発光輝度も変化する。紫外線照射量が多いほど、発光輝度は減衰し、紫外線照射量が少ないと、発光輝度の減衰率は小さい。また、紫外線照射量が０、すなわち、紫外線未照射の場合は、発光輝度は最高となる。
このように、紫外線照射量を変化させることにより、発光輝度によるコントラストを有する発光パターンを形成することができる。
前記紫外線照射量の調整は、マスクの紫外線遮光率を調整することにより行うこともできる。
【００１８】
また、前記紫外線照射は、レーザ加工装置、ステッパ等を用いたスポット照射により、素子を平面上で移動させる、または、紫外線スポットを移動させる等の手段により、任意のパターン化を行うこともできる。この場合においても、紫外線スポットの光強度または照射時間等を調整することにより、紫外線照射量を変化させることができ、発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施すことが可能である。
上記のように、本発明によれば、紫外線照射によりパターン化することができるため、従来は必要であったパターニング用蒸着マスクの作製およびセッティング、また、フォトリソグラフ工程を要することなく、簡便にパターン化することができる。
【００１９】
上記のようにして、本発明に係る方法によりパターニングされた有機ＥＬ素子は、紫外線照射領域において、紫外線照射による積算光量の増加に伴い、発光輝度が減衰する。すなわち、発光輝度の強弱（コントラスト）をつけることが可能であり、素子の駆動電流の増減によって、前記コントラストを変化させることも可能である。また、輝度の減衰に伴い、素子が高電圧化し、この輝度−電圧特性に経時的変化は見られず、安定している。
したがって、上記のような現象を利用することにより、発光時のみコントラストを有するパターニングが可能となり、このようなパターニングされた有機ＥＬ素子は、特に、面発光特性を活かした照明用途に好適である。
【００２０】
上記のような本発明に係るパターン化方法は、有機ＥＬ素子の発光ユニットが回路的に直列に接続され、これらの発光ユニットが同時に発光するような構造を有するマルチフォトン素子にも好適に適用することができる。
【００２１】
上記のようなパターン化方法において、紫外線照射によるパターン化可能な有機層としては、例えば、ＤＰＢ等の上記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体を電子輸送材料として用いたものが挙げられる。
前記多核型フェナントロリン誘導体が添加された有機層は、紫外線照射による凹凸化等の変形を生じることなく、また、強力な紫外線レーザを用いなくても、紫外線照射による輝度低下効果が大きく、効率的にパターン化を行うことができるため好ましい。
【００２２】
前記多核型フェナントロリン誘導体の具体的な構造式の例を示すと下記のとおりである。
【化３】
【００２３】
【化４】
【００２４】
【化５】
【００２５】
【化６】
【００２６】
【化７】
【００２７】
【化８】
【００２８】
【化９】
【００２９】
【化１０】
【００３０】
【化１１】
【００３１】
【化１２】
【００３２】
【化１３】
【００３３】
【化１４】
【００３４】
【化１５】
【００３５】
【化１６】
【００３６】
【化１７】
【００３７】
【化１８】
【００３８】
【化１９】
【００３９】
【化２０】
【００４０】
【化２１】
【００４１】
【化２２】
【００４２】
【化２３】
【００４３】
【化２４】
【００４４】
【化２５】
【００４５】
【化２６】
【００４６】
【化２７】
【００４７】
【化２８】
【００４８】
【化２９】
【００４９】
また、本発明に係るパターン化方法においては、図１に示したような方法で紫外線を照射する際、両電極３，５間にバイアスを印加しながら行うことが好ましい。
バイアスを印加することにより、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ3）等の紫外線照射による輝度低下効果が小さい、すなわち、輝度減衰速度が遅い有機材料を含む有機層に紫外線を照射した場合であっても、輝度減衰速度を加速させることができる。
したがって、バイアスを印加するのみで、紫外線照射による発光パターン形成の効率化を図ることができる。
【００５０】
本発明に係るパターン化方法が適用される有機ＥＬ素子は、基板上に、陽極／有機層／陰極が形成されており、有機層中に、有機発光材料による発光層を含み、さらに、ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、電子注入層を含む多層構造であってもよい。
【００５１】
本発明における有機ＥＬ素子に用いられる基板には、基板側が発光面となる場合、可視光において透光性を有する透明基板を用いる。光透過率は８０％以上であることが好ましく、８５％以上であることが好ましい。より好ましくは、９０％以上である。
前記透明基板としては、一般に、ＢＫ７、ＢａＫ１、Ｆ２等の光学ガラス、石英ガラス、無アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス等のガラス基板、ＰＭＭＡ等のアクリル樹脂、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホネート、ポリスチレン、ポリオレフィン、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル等のポリマー基板が用いられる。
ただし、この透明基板側から有機層に紫外線を照射して、パターン化処理を施す場合は、紫外線を吸収しにくいことから、石英ガラス、無アルカリガラス等のガラス基板を用いることが好ましい。
【００５２】
前記基板の厚さは、通常、０．１〜１０ｍｍ程度のものが用いられるが、機械的強度、重量等を考慮して、０．３〜５ｍｍであることが好ましく、０．５〜２ｍｍであることがより好ましい。
【００５３】
本発明に係る有機ＥＬ素子においては、十分な発光輝度を得るため、また、紫外線が有機層に十分に照射されるようにするため、陽極および陰極の少なくともいずれか一方が透明または半透明であることが好ましい。なお、本発明でいう透明電極とは、半透明電極である場合も含む。
陽極は、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、導電性化合物等により構成されるが、通常は、陽極を前記透明基板上に形成される透明電極とする。
この透明電極には、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、酸化インジウム亜鉛、酸化亜鉛等の金属酸化物が一般的に用いられ、特に、透明性や導電性等の観点から、ＩＴＯが好適に用いられる。
この透明電極の膜厚は、透明性および導電性の確保のため、８０〜４００ｎｍであることが好ましく、１００〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００５４】
一方、前記陽極に対向する陰極は、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、導電性化合物により構成される。例えば、アルミニウム、アルミニウム−リチウム合金、マグネシウム−銀合金等が挙げられる。
前記陰極の膜厚は、１０〜５００ｎｍであることが好ましく、５０〜２００ｎｍであることがより好ましい。
【００５５】
前記陽極および陰極は、スパッタリング法やイオンプレーティング法、蒸着法等の通常用いられる方法で成膜することにより形成することができる。
【００５６】
また、本発明に係る有機ＥＬ素子の有機層におけるホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層に用いられる材料は、特に制限されるものではなく、公知のものでよく、低分子系または高分子系のいずれであってもよい。
ただし、前記有機層には、ＤＰＢに代表されるような前記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体のように、紫外線照射によるパターン化可能な化合物を含んでいることを要する。
これらの有機層の各層の形成も、スピンコート法、真空蒸着法等の通常用いられる各種成膜手段によって行うことができる。
また、前記各層の膜厚も、各層同士の適応性や求められる全体の層厚さ等を考慮して、適宜状況に応じて定められるが、通常、５ｎｍ〜５μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５７】
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子における有機層の構成材料について、具体的に説明する。
前記発光層を形成する発光材料としては、例えば、９，１０−ジアリールアントラセン誘導体、ピレン、コロネン、ペリレン、ルブレン、１，１，４，４−テトラフェニルブタジエン、トリス（８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（８−キノラート）亜鉛錯体、トリス（４−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノラート）アルミニウム錯体、トリス（４−メチル−５−シアノ−８−キノラート）アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリノラート）［４−（４−シアノフェニル）フェノラート］アルミニウム錯体、トリス（８−キノリノラート）スカンジウム錯体、ビス［８−ｐ−トシル）アミノキノリン］亜鉛錯体またはカドミウム錯体、１，２，３，４−テトラフェニルシクロペンタジエン、ポリ−２，５−ジヘプチルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン等の低分子系発光材料が挙げられる。
また、クマリン系蛍光体、ペリレン系蛍光体、ピラン系蛍光体、アンスロン系蛍光体、ポリフィリン系蛍光体、キナクリドン系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアルキル置換キナクリドン系蛍光体、ナフタルイミド系蛍光体、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系蛍光体等や、イリジウム錯体等の燐光性発光体等の低分子系材料を、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分散させたものも用いることができる。
また、ポリ（２−デシルオキシ−１，４−フェニレン）（ＤＯ−ＰＰＰ）やポリ［２，５−ビス−［２−（Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリエチルアンモニウム）エトキシ］−１，４−フェニル−ｏ−１，４−フェニルレン］ジブロマイド等のＰＰＰ誘導体、ポリ［２−（２’−エチルヘキシルオキシ］−５−メトキシ−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＥＨ−ＰＰＶ）、ポリ［５−メトキシ−（２−プロパノキシサルフォニド）−１，４−フェニレンビニレン］（ＭＰＳ−ＰＰＶ）、ポリ［２，５−ビス−（ヘキシルオキシ）−１，４−フェニレン−（１−シアノビニレン）］（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（９，９−ジオクチルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、ポリスピロフルオレン等の高分子系材料であってもよい。また、ＰＰＶ前駆体、ＰＰＰ前駆体等の高分子前駆体、その他既存の発光材料を用いることもできる。
【００５８】
ホール輸送層を形成するホール輸送材料としては、例えば、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン等の金属フタロシアニン類または無金属フタロシアニン類、キナクリドン化合物、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シキロヘキサン、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−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン等の芳香族アミン系低分子材料、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高分子系材料、チオフェンオリゴマー材料、その他既存のホール輸送材料を用いることができる。
【００５９】
また、電子輸送層を形成する電子輸送材料としては、上記のような多核型フェナントロリン誘導体が好適に用いられるが、それ以外に、例えば、２−（４−ビフィニルイル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、オキサジアゾール誘導体、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリノラート）ベリリウム錯体、トリアゾール化合物等も挙げられる。
【００６０】
前記ホール輸送材料は、ホール注入材料と共通の材料とし、１層で構成してもよく、また、異種の材料の組み合わせ等により構成したり、複数層に構成してもよい。前記電子輸送材料と電子注入材料との関係においても、同様である。
また、これらの材料の中には、発光材料としての機能を兼ね備えているものもある。
【００６１】
前記発光材料を溶解または分散させる溶媒としては、例えば、トルエン、キシレン、アセトン、ヘキサン、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、２−メチル−（ｔ−ブチル）ベンゼン、１，２，３，４−テトラメチルベンゼン、ペンチルベンゼン、１，３，５−トリエチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、１，３，５−トリ−イソブチルベンゼン等を単独または混合して用いることができる。これらの溶媒には、必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されていてもよい。
また、ホール輸送または注入材料、電子輸送または注入材料を溶解または分散させる溶媒としては、例えば、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、水等を単独または混合して用いることができる。
【実施例】
【００６２】
以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
［実施例１］
厚さ０．７ｍｍのガラス基板上に、厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ膜が形成されている透明電極に、厚さ１０ｎｍの三酸化モリブデンドープＮ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルベンジジン（α−ＮＰＤ）膜をホール注入層、厚さ２１ｎｍのα−ＮＰＤ膜をホール輸送層、厚さ３０ｎｍのトリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ3）と
【化３０】
で表される化合物２，３，６，７−テトラヒドロ−１，１，７，７−テトラメチル−１０−（チアゾール−２−イル）−１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ−［１］ベンゾピラノ［６，７，８−ｉｊ）キノリジン−１１−オン（ＮＫＸ−１５９５）とからなる膜を発光層、厚さ３２ｎｍのＤＰＢ膜を電子輸送層、厚さ１０ｎｍのＤＰＢとモノ（８−キノリノラト）リチウム錯体（Ｌｉｑ）とからなる膜を電子注入層、厚さ６０ｎｍのアルミニウム膜を背面電極（対向電極）として、順次積層した構造を有する１０ｍｍ×１０ｍｍの有機ＥＬ素子を作製した。
この有機ＥＬ素子の透明基板側を、直径２ｍｍの開孔を有する紫外線遮光マスクで覆い、紫外線（ピーク波長：３６５ｎｍ、１５０ｍＷ／ｃｍ2）を所定量照射した。
そして、紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ2、７．５Ｊ／ｃｍ2、１５．０Ｊ／ｃｍ2照射した場合および未照射の場合の各素子の発光状態を比較観察した。
目視による観察の結果、紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ2照射した場合および未照射の場合は、素子の全面が緑色に発光し、紫外線を７．５Ｊ／ｃｍ2、１５．０Ｊ／ｃｍ2照射した場合は、マスク開孔部分のみ緑色発光が暗かった。
【００６３】
また、上記と同様に作製した有機ＥＬ素子に、マスクをせずに、全面に紫外線を照射し、紫外線照射による素子の輝度減衰および輝度−電圧特性の評価を行った。
表１に、輝度減衰の評価結果として、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合と積算光量との関係を示す。
【００６４】
［実施例２，３］
ホール輸送層のα−ＮＰＤ膜の厚さを５０ｎｍ（実施例２）、８０ｎｍ（実施例３）とし、それ以外については、実施例１と同様の素子構成で、有機ＥＬ素子を作製した。
各有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして、紫外線照射後の観察および評価を行った。
目視による観察の結果、紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ2照射した場合および未照射の場合は、素子の全面が緑色に発光し、紫外線を７．５Ｊ／ｃｍ2、１５．０Ｊ／ｃｍ2照射した場合は、マスク開孔部分のみ緑色発光がやや暗く、実施例１と比較すると、実施例２，３と順に、暗くなっていた。また、紫外線照射量が１５．０Ｊ／ｃｍ2の場合の方が、７．５Ｊ／ｃｍ2の場合よりも、やや暗かった。
表１に、輝度減衰の評価結果を示す。
また、実施例２の素子について、紫外線を照射して６０日経過した後にも、同様の輝度−電圧特性の評価を行った。
【００６５】
［比較例１］
電子輸送層および電子注入層のＤＰＢの代わりに、Ａｌｑ3を用い、それ以外については、実施例２と同様の素子構成で、有機ＥＬ素子を作製した。
この有機ＥＬ素子について、実施例１と同様にして、紫外線照射後の観察および評価を行った。
目視による観察の結果、紫外線照射量に関係なく、素子の全面が緑色に発光していた。
表１に、輝度減衰の評価結果を示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
上記実施例１〜３および比較例１における発光状態の比較観察および表１に示した輝度減衰の評価結果から、電子輸送材料にＡｌｑ3を用いた場合（比較例１）は、紫外線照射の有無に関係なく、緑色に発光し、輝度減衰は見られなかった。
これに対して、ＤＰＢを電子輸送材料として用いた場合（実施例１〜３）も、緑色発光であるが、紫外線照射の積算光量の増加に伴い、紫外線照射領域の輝度が減衰していることが認められた。
また、実施例１〜３を比較すると、ホール輸送層であるα−ＮＰＤ膜が厚い方が（実施例３）、紫外線照射による輝度減衰効果が小さいことが認められた。
【００６８】
また、輝度−電圧特性の評価の結果、紫外線照射の積算光量の増加に伴い、素子が高電圧化することが認められた。この場合、輝度−電流密度効率に変化はない。
また、電子輸送材料にＤＰＢを用いた素子（実施例２）は、１ｋｃｄ／ｍ2の輝度における電圧が４．２Ｖであり、Ａｌｑ3を用いた素子（比較例１）の５．８Ｖよりも低電圧であった。
【００６９】
さらに、実施例２における紫外線照射から６０日経過後の輝度−電圧特性の評価の結果、その特性は、紫外線照射直後とほとんど変化しておらず、紫外線照射によるパターニングの長期安定性も認められた。
【００７０】
以上より、電子輸送材料にＤＰＢを用いた有機ＥＬ素子は、紫外線照射量に応じた発光輝度によるコントラストの制御が可能であり、これにより、安定したパターニングを施すことができることが確認された。
【００７１】
［実施例４］
比較例１で作製した素子を用いて、該素子の電極間にバイアス（＋７．５Ｖ）を印加しながら、実施例１と同様にして、全面に紫外線を１５．０Ｊ／ｃｍ2照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は８３％であった。
【００７２】
［比較例２］
実施例４と同様の素子を用いて、バイアスを印加せずに、実施例４と同様にして紫外線を照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は９５％であった。
【００７３】
［実施例５］
ホール輸送層のα−ＮＰＤ膜の厚さを４１．５ｎｍ、電子輸送層のＡｌｑ3の厚さを７１ｎｍとし、それ以外については、比較例１と同様の素子構成で、有機ＥＬ素子を作製した。
この有機ＥＬ素子について、実施例４と同様にして紫外線を照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は９２％であった。
【００７４】
［比較例３］
実施例５と同様の素子を用いて、バイアスを印加せずに、実施例４と同様にして紫外線を照射し、輝度減衰の評価を行った。
その結果、素子の紫外線照射後の輝度の未照射時の輝度に対する割合は１００％であった。
【００７５】
実施例４，５および比較例２，３に示したように、紫外線照射の際、バイアスを印加しながら行うことにより（実施例４，５）、紫外線照射のみ（比較例２，３）では、輝度減衰が見られなかったＡｌｑ3を電子輸送層に使用した素子においても、輝度減衰速度を加速させることができることが認められた。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明に係る有機ＥＬ素子のパターン化方法の一例を示した概略断面図である。
【符号の説明】
【００７７】
１ 紫外線遮光マスク
２ 透明基板
３ 透明電極（陽極）
４ 有機層
５ 陰極
６ 配線
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層に紫外線を照射し、該照射量を変化させて、紫外線照射量に対応した発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施すことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項２】
前記対向電極形成前に、有機層に紫外線を照射することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項３】
前記対向電極の少なくとも一方が透明電極であり、該有機エレクトロルミネッセンス素子の透明電極側から紫外線を照射することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項４】
前記対向電極間にバイアスを印加しながら、紫外線を照射することを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項５】
前記有機層に、下記一般式（Ｉ）
Ｚ（Ｙ）n ……（Ｉ）
〔式中、Ｚは２価または３価の芳香族炭化水素基、および、２価または３価の複素環基よりなる群から選ばれた２価または３価の基であり、Ｙは
【化１】
で示されるフェナントロリン基であり、ｎは２または３であり、Ｒ1〜Ｒ5は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基（アルキル基で置換されていてもよい）、アリーロキシ基、アラルキル基（アリール基部分がアルキル基で置換されていてもよい）、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ＲＣＯＯ−（Ｒはアルキル基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ばれる）、カルボキシル基、アミノ基、トリフルオロメチル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基およびＸＡ（ＸはＯ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅよりなる群から選ばれた元素であり、Ａはアルキル基またはアリール基である）よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基である。〕で示される多核型フェナントロリン誘導体が含まれていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項６】
前記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体が、
【化２】
で表される化合物であることを特徴とする請求項５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項１】
一対の対向電極間に有機発光材料を含む有機層を備えた有機エレクトロルミネッセンス素子において、前記有機層に紫外線を照射し、該照射量を変化させて、紫外線照射量に対応した発光輝度によるコントラストを有する発光パターン形成を施すことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項２】
前記対向電極形成前に、有機層に紫外線を照射することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項３】
前記対向電極の少なくとも一方が透明電極であり、該有機エレクトロルミネッセンス素子の透明電極側から紫外線を照射することを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項４】
前記対向電極間にバイアスを印加しながら、紫外線を照射することを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項５】
前記有機層に、下記一般式（Ｉ）
Ｚ（Ｙ）n ……（Ｉ）
〔式中、Ｚは２価または３価の芳香族炭化水素基、および、２価または３価の複素環基よりなる群から選ばれた２価または３価の基であり、Ｙは
【化１】
で示されるフェナントロリン基であり、ｎは２または３であり、Ｒ1〜Ｒ5は、水素、アルキル基、アルコキシ基、アリール基（アルキル基で置換されていてもよい）、アリーロキシ基、アラルキル基（アリール基部分がアルキル基で置換されていてもよい）、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、ＲＣＯＯ−（Ｒはアルキル基、アリール基およびアラルキル基よりなる群から選ばれる）、カルボキシル基、アミノ基、トリフルオロメチル基、ニトロ基、ハロゲン、シアノ基およびＸＡ（ＸはＯ、Ｓ、ＳｅおよびＴｅよりなる群から選ばれた元素であり、Ａはアルキル基またはアリール基である）よりなる群からそれぞれ独立して選ばれた基である。〕で示される多核型フェナントロリン誘導体が含まれていることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【請求項６】
前記式（Ｉ）で示される多核型フェナントロリン誘導体が、
【化２】
で表される化合物であることを特徴とする請求項５記載の有機エレクトロルミネッセンス素子のパターン化方法。
【図１】
【公開番号】特開２００８−１３５３０６（Ｐ２００８−１３５３０６Ａ）
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３２０９８２（Ｐ２００６−３２０９８２）
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（５０４２６５７５４）財団法人山形県産業技術振興機構 (60)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月１２日（２００８．６．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月２９日（２００６．１１．２９）
【出願人】（５０４２６５７５４）財団法人山形県産業技術振興機構 (60)
【Ｆターム（参考）】
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