有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子およびその用途
【課題】光触媒を用いた有機ＥＬ素子であって、パターニング性に優れると共に発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子の製造方法の提供。
【解決手段】第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、前記露光部に、有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を形成する工程から少なくともなる有機ＥＬ素子の製造方法。
【解決手段】第１電極を形成する工程と、前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、前記露光部に、有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を形成する工程から少なくともなる有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（以下「有機エレクトロルミネッセンス」とも記す。）素子、特にディスプレイ装置などに使用される有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機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】
しかしながら、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイを実際に製造するにあたっては、電極や有機ＥＬ化合物層のパターニングが必要であって、典型的にはフォトリソ工程や複雑なパターン成膜装置によるパターニング工程を要し、工程の複雑化やコストの上昇を招く。また有機ＥＬ材料をマスク蒸着によりパターニングする方法では、高価格の真空装置が必要となり、歩留まりや、コストが問題となる。一方、インクジェット法によりパターン形成する方法は、工程は比較的簡便ではあるが、歩留まりや膜厚均一性の点で問題がある。また、広告用有機ＥＬ素子等多様な形状や大面積化が要求される場合には、生産性が著しく低下する問題がある。
【０００４】
このように、有機ＥＬ素子、特に有機ＥＬディスプレイの製造においては、電極、有機ＥＬ化合物層および絶縁層等のパターニングを行うために、工程数が非常に多くなり、歩留まり、生産性、コストの面で大きな課題を抱えている。
【０００５】
このような課題を解決するものとして、特願２０００−７０４９３号公報や特開２００２−２３１４４６号公報（特許文献１）には、光触媒含有層にパターン露光することで濡れ性の違いによるパターンを形成し、そのパターンを利用してＥＬ層を形成する簡便なＥＬ素子の製造方法が開示されているが、パターニング性に優れると共に発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子を製造することはできなかった。
【特許文献１】特開２００２−２３１４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光触媒を用いた有機ＥＬ素子であって、パターニング性に優れると共に発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記出願の光触媒含有層に混合して含まれている光触媒成分と光分解有機成分とを別々に２つの層に分け、有機ＥＬ素子に用いることによりパターニング性の向上と発光特性の向上を同時に実現できることを見出し本発明を完成させた。
【０００８】
本発明は以下の［１］〜［２０］に関する。
［１］ 第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、
前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機ＥＬ素子の製造方法。
【０００９】
［２］ 前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用により光分解有機層が分解除去される、上記［１］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１０】
［３］ 第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上にフッ素表面処理を行う工程と、
前記フッ素表面処理された光触媒層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１１】
［４］ 前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用によりフッ素表面処理部分が分解される、上記［３］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１２】
［５］ 前記有機ＥＬ化合物層形成液として、燐光発光性高分子化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を用いることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１３】
［６］ 前記有機ＥＬ化合物層形成液として、燐光発光性非共役高分子化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を用いることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１４】
［７］ 上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記有機ＥＬ化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機ＥＬ化合物層を形成する、エリアカラーＥＬディスプレイの製造方法。
【００１５】
［８］ 上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記有機ＥＬ化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機ＥＬ化合物層を形成する、フルカラーＥＬディスプレイの製造方法。
【００１６】
［９］ 第１電極と、
前記第１電極上に形成された光触媒層と、
前記光触媒層上にパターン形成された光分解有機層と、
前記光触媒層上の光分解有機層が形成されていない部分に形成された、燐光発光性化合物を含有する１層以上の有機ＥＬ化合物層と、
前記有機ＥＬ化合物層上に形成された第２電極
から少なくともなることを特徴とする、有機ＥＬ素子。
【００１７】
［１０］ 前記光触媒層が、酸化チタンからなる、上記［９］に記載の有機ＥＬ素子。
【００１８】
［１１］ 前記燐光発光性化合物が燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする上記［９］または［１０］に記載の有機ＥＬ素子。
【００１９】
［１２］ 前記燐光発光性高分子化合物が燐光発光非共役高分子化合物であることを特徴とする上記［１１］に記載の有機ＥＬ素子。
【００２０】
［１３］ 上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイであって、前記有機ＥＬ化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機ＥＬ化合物層を有する、エリアカラーＥＬディスプレイ。
【００２１】
［１４］ 上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイであって、前記有機ＥＬ化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機ＥＬ化合物層を有する、フルカラーＥＬディスプレイ。
【００２２】
［１５］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた面発光光源。
【００２３】
［１６］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置用バックライト。
【００２４】
［１７］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【００２５】
［１８］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置。
【００２６】
［１９］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたインテリア。
【００２７】
［２０］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたエクステリア。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、光触媒を用いた有機ＥＬ素子であって、パターニング性に優れると共に、発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子とその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法、有機ＥＬ素子およびその用途についてさらに詳細に説明する。
［有機ＥＬ素子の製造方法］
本発明のＥＬ素子は、第１電極上に光触媒層を形成する工程と、前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を設ける工程から少なくともなる。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用により光分解有機層が分解除去される。この場合、電荷注入に悪影響を及ぼし得る成分である光分解有機物（有機ＥＬ化合物層形成液との濡れ性が低い物質）と有機ＥＬ化合物層が実質的に接触しないため発光効率が高まる。
【００３０】
図１は、このような本発明の有機ＥＬ素子の製造手順の一例を説明する図である。この態様では、図１（ａ）に示すように第１電極１を用意し、次いで、図１（ｂ）に示すように第１電極１上に光触媒層２を形成し、さらに図１（ｃ）に示すようにその上に光分解有
機層３を形成する。そして、図１（ｄ）に示すようにパターン露光をすることにより光触媒層２の作用によって、露光部の光分解有機層３のみが分解除去される。光分解有機層が分解除去された部分は濡れ性が高く、残存部分は濡れ性が低いため、有機ＥＬ化合物層形成液の塗布により、有機ＥＬ化合物層を形成すると、図１（ｅ）に示すように、光分解有機層が分解除去された部分に有機ＥＬ化合物層４が形成される。そして図１（ｆ）に示すように、この有機ＥＬ化合物層４上に第２電極５を形成して、有機ＥＬ素子が製造できる。
【００３１】
［有機ＥＬ素子］
本発明の有機ＥＬ素子は、上記の本発明の方法によって製造することができるものであり、第１電極と、前記第１電極上に形成された光触媒層と、前記光触媒層上にパターン形成された光分解有機層と、前記光触媒層上であって、少なくともその１層が光分解有機層が形成されていない部分に形成された燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層と、前記有機ＥＬ化合物層上に形成された第２電極から少なくともなる、有機ＥＬ素子である。必要に応じて有機ＥＬ素子に物理的強度を付与する基体を設けてもよい。
【００３２】
また、本発明の有機ＥＬ素子は上記構成に限定されず、前記第１電極が陽極であり前記２電極が陰極である場合には、陽極と陰極の間に順次、１）陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層、２）陽極バッファー層／発光層／電子輸送層、３）陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、５）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物を含む層、６）陽極バッファー層／発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、７）陽極バッファー層／正孔電子輸送性化合物、発光性化合物を含む層、８）陽極バッファー層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層を設けた素子構成などを挙げることができる。また、発光層を２層以上有していてもよい。さらに、陽極バッファー層を用いずに直接的に、正孔輸送性化合物を含む層が陽極の表面に接していてもかまわない。
【００３３】
なお、本明細書中においては、特に断りのない限り、電子輸送性化合物、正孔輸送性化合物、発光性化合物の全てあるいは一種類以上からなる化合物を有機ＥＬ化合物、また層を有機ＥＬ化合物層と呼ぶこととする。
【００３４】
図２は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す断面図である。この有機ＥＬ素子においては第１電極２１上に光触媒層２２が形成され、さらにその上に光分解有機層２３がパターニングされている。そして、光触媒層上で光分解有機層２３が形成されていない部分に有機ＥＬ化合物層２４が形成され、この有機ＥＬ化合物層２４上に第２電極２５が形成されている。
【００３５】
図３は本発明の有機ＥＬ素子の別の一例を示す断面図である。この有機ＥＬ素子においては第１電極３１上に光触媒層３２が形成され、そして、光触媒層上にパターン状の有機ＥＬ化合物層３４および全面に有機ＥＬ化合物層３４'が形成され、この有機ＥＬ化合物
層３４'上に第２電極３５が形成されている。
【００３６】
＜光触媒層（光触媒層）＞
本発明において光触媒層とは、広く露光によって近傍の物質（光分解有機物質など）に化学変化を起こすことが可能な物質からなる層を意味する。本発明の光触媒層は第１電極と有機ＥＬ化合物層との間に設けられる。
【００３７】
光触媒層の膜厚は、薄すぎると均一な膜の形成が困難であり、厚すぎると電極から発光層へ電荷が注入しないため、好ましくは１〜１００００Å、より好ましくは１０〜１０００Åとする。
【００３８】
（濡れ性変化の原理）
本発明においては、露光された部分の光触媒が、光分解有機物質に化学変化を引き起こし、濡れ性の違いによるパターンを形成する。典型的には露光しない部位は撥水性であるが、露光した部位は高親水性となる。光分解有機層は、この化学変化によって好ましくは分解し、より好ましくは分解により除去される。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、光分解有機物質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光分解有機物質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。
【００３９】
（光触媒材料）
本発明に用いられる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（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず（ＳｎＯ2）・チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）・酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）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。
【００４０】
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）、光触媒とアルコキシシランが分散されている光触媒無機コーティング剤（石原産業（株）、ＳＴ−Ｋ０３）を挙げることができる。
【００４１】
光触媒層中の酸化チタンの量は、０．１〜１００重量％であることが好ましく、より好ましくは酸化チタン１〜８０重量％とする。光触媒層における酸化チタンの分散性を考慮すると、光触媒層中に、アルコキシシラン等のバインダーが含まれていることが好ましい。
【００４２】
さらに、本発明に用いられる光触媒層には、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、光触媒層には、ＥＬ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有機ＥＬ素子の発光特性を向上させることができる。
【００４３】
（光触媒層の形成方法）
光触媒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体に塗布して形成することができる。光触媒を含む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。
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜光分解有機層＞
本発明における光分解有機層とは、光触媒層に接して設けられる層であって、光を照射した光触媒の光活性作用により化学変化を起こすものであり、好ましくは分解され、より好ましくは分解により除去されるものである。露光部のみが分解、除去されることにより典型的には露光部が高濡れ性、非照射部が低濡れ性といった濡れ性の違いによるパターンが形成される。この光分解有機層は、光触媒の作用により分解する有機物の層であることができるが、光触媒層の表面を処理したもの、例えばフッ素表面処理によって変化した光触媒層であってもよい。
【００４７】
（光分解有機物質）
本発明の光分解有機層に用いることのできる光分解有機物質は、典型的には有機ＥＬ化合物層形成液との濡れ性が低く、有機ＥＬ化合物層形成液をはじくものである。
【００４８】
また、この光分解有機物質は、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。
【００４９】
前記（１）の場合、一般式ＹnＳｉＸ4-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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、光分解有機物質として、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。
【００５２】
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
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
ＣＦ3（ＣＦ2）3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
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
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）8ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
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
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＳＯ2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）Ｃ2Ｈ4ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）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光分解有機物質として用いることにより、光分解有機層の非露光部の撥水性および撥油性が大きく向上する。
【００５３】
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。
−（Ｓｉ（Ｒ1）（Ｒ2）Ｏ）n−ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ1、Ｒ2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、Ｒ1および／またはＲ2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。
【００５４】
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光分解有機物質に混合してもよい。
（光分解有機層に用いるその他の成分）
本発明に用いられる光分解有機層には、非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：ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、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
：ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、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−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業製：ユニダインＤＳ−４０１、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。
【００５５】
また、本発明に用いられる光分解有機層には、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。
【００５６】
（フッ素表面処理）
フッ素表面処理を行う場合の方法は、光触媒層の表面をフッ素化できる方法であれば特に限定されないが、例えば、ＣＦ4、ＮＦ4などのガス中でプラズマアニール処理を行うことが挙げられる。
【００５７】
（光分解有機層の形成方法）
光分解有機層を形成する場合の方法は特に限定されないが、例えば光分解有機物質を含んだ塗布液を、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体に塗布して形成することができる。光分解有機物質を含む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。
【００５８】
＜有機ＥＬ化合物層＞
本発明の有機ＥＬ素子に設けられる有機ＥＬ化合物層は、燐光発光性化合物を含んでいる。
【００５９】
本発明における有機ＥＬ化合物層はさらに、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。
【００６０】
このような有機ＥＬ化合物層のうち少なくとも１層は、露光部に設けられる。この有機ＥＬ化合物層は、好ましくは光触媒層上に直接設けられるが、光触媒層上に残存した光分解有機層の変性物質上に設けられていてもよい。
【００６１】
（有機ＥＬ化合物）
本発明の有機ＥＬ素子における有機ＥＬ化合物層、すなわち発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層に使用する化合物としては、低分子化合物及び高分子化合物のいずれをも使用することができる。
【００６２】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層を形成する有機ＥＬ化合物としては、大森裕：応用物理、第７０巻、第１２号、１４１９−１４２５頁（２００１年）に記載されている発光性低分子化合物及び発光性高分子化合物などを例示することができる。この中でも、素子作製プロセスが簡素化されるという点で発光性高分子化合物が好ましく、発光効率が高い点で燐光発光性化合物が好ましい。従って、特に燐光発光性高分子化合物が好ましい。
【００６３】
また、発光性高分子化合物は、共役発光性高分子化合物と非共役発光性高分子化合物とに分類することもできるが、中でも非共役発光性高分子化合物が好ましい。
上記の理由から、本発明で用いられる発光材料としては、燐光発光性非共役高分子化合物（前記燐光発光性高分子であり、かつ前記非共役発光性高分子化合物でもある発光材料）が特に好ましい。
【００６４】
本発明の有機ＥＬ素子における発光層は、好ましくは、燐光を発光する燐光発光性単位とキャリアを輸送するキャリア輸送性単位とを一つの分子内に備えた、燐光発光性高分子を少なくとも含む。前記燐光発光性高分子は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物とを共重合することによって得られる。燐光発光性化合物はイリジウム、白金および金の中から一つ選ばれる金属元素を含む金属錯体であり、中でもイリジウム錯体が好ましい。
【００６５】
前記重合性置換基を有する燐光発光性化合物としては、例えば下記式（Ｅ−１）〜（Ｅ−４９）に示す金属錯体の一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。
【００６６】
【化１】
【００６７】
【化２】
【００６８】
【化３】
【００６９】
【化４】
【００７０】
【化５】
【００７１】
なお、上記式（Ｅ−３５）、（Ｅ−４６）〜（Ｅ−４９）において、Ｐｈはフェニル基を表す。
これらの燐光発光性化合物における重合性置換基としては、例えばビニル基、アクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などが挙げられ、中でもビニル基、メタクリレート基、スチリル基及びその誘導体が好ましい。これらの置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して金属錯体に結合していてもよい。
【００７２】
前記重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物は、ホール輸送性および電子輸送性の内のいずれか一方または両方の機能を有する有機化合物における一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。このような化合物の代表的な例として、下記式（Ｅ−５０）〜（Ｅ−６７）に示した化合物を挙げることができる。
【００７３】
【化６】
【００７４】
【化７】
【００７５】
例示したこれらのキャリア輸送性化合物における重合性置換基はビニル基であるが、ビニル基をアクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などの重合性置換基で置換した化合物であってもよい。また、これらの重合性置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して結合していてもよい。
【００７６】
重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。また、重合体の分子量は重量平均分子量で1,000〜2,000
,000が好ましく、5,000〜1,000,000がより好ましい。ここでの分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法を用いて測定されるポリスチレン換算分子量である。
【００７７】
前記燐光発光性高分子は、一つの燐光発光性化合物と一つのキャリア輸送性化合物、一つの燐光発光性化合物と二つ以上のキャリア輸送性化合物を共重合したものであってもよく、また二つ以上の燐光発光性化合物をキャリア輸送性化合物と共重合したものであってもよい。
【００７８】
燐光発光性高分子におけるモノマーの配列は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体のいずれでもよく、燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数をｍ、キャリア輸送性化合物構造の繰り返し単位数をｎとしたとき（ｍ、ｎは１以上の整数）、全繰り返し単位数に対する燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数の割合、すなわちｍ／（ｍ＋ｎ）の値は0.001〜0.5が好ましく、0.001〜0.2がより好ましい。
【００７９】
燐光発光性高分子のさらに具体的な例と合成法は、例えば特開２００３−３４２３２５、特開２００３−１１９１７９、特開２００３−１１３２４６、特開２００３−２０６３２０、特開２００３−１４７０２１、特開２００３−１７１３９１、特開２００４−３４６３１２、特開２００５−９７５８９に開示されている。
【００８０】
本発明の有機ＥＬ素子における発光層は、前記燐光発光性化合物を含む層であるが、発光層のキャリア輸送性を補う目的で正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が含まれていてもよい。これらの目的で用いられる正孔輸送性化合物としては、例えば、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン）、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）などの低分子トリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、前記トリフェニルアミン誘導体に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平８−１５７５７５号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物、ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレンなどが挙げられ、また、電子輸送性化合物としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミニウムトリスキノリノレート）などのキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体などの低分子材料や、上記の低分子電子輸送性化合物に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平１０−１６６５号公報に開示されているポリＰＢＤなどの既知の電子輸送性化合物が使用できる。
【００８１】
（有機ＥＬ化合物層の形成法）
上記の有機ＥＬ化合物層は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などにより形成することが可能である。発光性低分子化合物の場合は主として抵抗加熱蒸着法及び電子ビーム蒸着法が用いられ、発光性高分子化合物の場合は主にスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法が用いられる。
【００８２】
光触媒層上に形成される有機ＥＬ化合物層のパターニングは、固化前の液体の状態でパ
ターニングを行う方法の他、固化後の層形成された状態で濡れ性の低い部分のみを剥離して行うこともできる。具体的には例えば、固形化前に基体を傾斜させる方法、エアーを吹き付ける方法、固形化後に粘着テープを貼って剥がす方法などが挙げられる。
【００８３】
本発明の有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ化合物層として、異なる色を発光する２種以上の有機ＥＬ化合物層を形成することにより、エリアカラーあるいはフルカラーディスプレイとすることができる。このようなエリアカラー、フルカラーディスプレイは、通常、表示面からみて異なる色の発光層を並ぶように配置することにより製造できるが、例えば第１の発光層をパターン形成して、その上に第２の発光層を全面積層して、第２の発光層のみからの光と、第２と第１の発光層からの混合光との色の違いでパターン表示をすることもできる。
【００８４】
本発明の有機ＥＬ素子が、フルカラー表示のディスプレイである場合には、好ましくは、光触媒層の濡れ性の違いによるパターンに対応させてディスプレイの画素を形成させることができる。
【００８５】
＜第１電極および第２電極＞
本明細書においては、先に設ける電極を第１電極、その後ＥＬ層上に設ける電極を第２電極と称する。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り、この場合第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い。
【００８６】
以下、第１電極が陽極であり、第２電極が陰極である場合を例に、これらの電極等をさらに詳しく説明する。
（陽極）
陽極は、ＩＴＯに代表される導電性かつ光透過性の層により形成される。有機発光を基板を通して観察する場合には、陽極の光透過性は必須であるが、有機発光をトップエミッション、すなわち上部の電極を通して観察する用途の場合では陽極の透過性は必要なく、仕事関数が４.１ｅＶよりも高い金属あるいは金属化合物のような適当な任意の材料を陽
極として用いることができる。例えば、金、ニッケル、マンガン、イリジウム、モリブテン、パラジウム、白金などを単独で、あるいは組み合わせて用いることが可能である。当該陽極は、金属の酸化物、窒化物、セレン化物及び硫化物からなる群より選ぶこともできる。また、光透過性の良好なＩＴＯの表面に、光透過性を損なわないように１〜３ｎｍの薄い膜として、上記の金属を成膜したものを陽極として用いることもできる。これらの陽極材料表面への成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法、真空蒸着法などを用いることができる。陽極の厚さは２〜３００ｎｍが好ましい。
【００８７】
（陽極表面処理）
また、陽極バッファー層、あるいは、正孔輸送性化合物を含む層の成膜時に陽極表面を前もって処理することによりオーバーコートされる層の性能（陽極基板との密着性、表面平滑性、正孔注入障壁の低減化など）を改善することができる。前もって処理する方法には高周波プラズマ処理を始めとしてスパッタリング処理、コロナ処理、ＵＶオゾン照射処理、または酸素プラズマ処理などがある。
【００８８】
（陽極バッファー層：バイトロンなどを使う場合）
陽極バッファー層をウェットプロセスにて塗布して作製する場合には、スピンコート法
、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などを用いて成膜することが出来る。
【００８９】
上記ウェットプロセスによる成膜で用い得る化合物は、陽極表面とその上層に含まれる有機ＥＬ化合物に良好な付着性を有した化合物であれば特に制限はないが、これまで一般に用いられてきた陽極バッファーを適用することがより好ましい。例えば、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塩との混合物であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＡＮＩなどの導電性ポリマーを挙げることができる。さらに、これら導電性ポリマーにトルエン、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を添加して用いてもよい。また、界面活性剤などの第三成分を含む導電性ポリマーでもよい。前記界面活性剤としては、例えばアルキル基、アルキルアリール基、フルオロアルキル基、アルキルシロキサン基、硫酸塩、スルホン酸塩、カルボキシレート、アミド、ベタイン構造、及び第４級化アンモニウム基からなる群から選択される１種の基を含む界面活性剤が用いられるが、フッ化物ベースの非イオン性界面活性剤も用い得る。
【００９０】
（正孔ブロック層）
また、正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で電子と効率よく再結合させる目的で、発光層の陰極側に隣接して正孔ブロック層を設けてもよい。この正孔ブロック層には発光性化合物より最高占有分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital；ＨＯＭＯ）準位の深い化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。
【００９１】
さらに、励起子（エキシトン）が陰極金属で失活することを防ぐ目的で、発光層の陰極側に隣接してエキシトンブロック層を設けてもよい。このエキシトンブロック層には発光性化合物より励起三重項エネルギーの大きな化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。
【００９２】
（陰極）
本発明の有機ＥＬ素子の陰極材料としては、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが使用され、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉやＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ金属の合金などの既知の陰極材料を例示することができるが、化学的安定性を考慮すると仕事関数は２.９ｅＶ以上であることが好ましい。これらの陰極材料の成膜方法としては、抵抗加熱
蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いることができる。陰極の厚さは１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０〜５００ｎｍがより好ましい。
【００９３】
また、陰極から有機層への電子注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、陰極バッファー層として、陰極より仕事関数の低い金属層を陰極と陰極に隣接する有機層の間に挿入してもよい。このような目的に使用できる低仕事関数の金属としては、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）等を挙げることができる。また、陰極より仕事関数の低いものであれば、合金または金属化合物も使用することができる。これらの陰極バッファー層の成膜方法としては、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。陰極バッファー層の厚さは０.０５〜５０ｎｍが好ましく、０.１〜２０ｎｍがより好ましく、０.５〜１
０ｎｍがより一層好ましい。
【００９４】
さらに、陰極バッファー層は、上記の低仕事関数の物質と電子輸送性化合物の混合物と
して形成することもできる。なお、ここで用いられる電子輸送性化合物としては前述の電子輸送層に用いられる有機化合物を用いることができる。この場合の成膜方法としては共蒸着法を用いることができる。また、溶液による塗布成膜が可能な場合は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などの既述の成膜方法を用いることができる。この場合の陰極バッファー層の厚さは０.１〜１００ｎｍが好ましく、０.５〜５０ｎｍがより好ましく、１〜２０ｎｍがより一層好ましい。陰極と有機物層との間に、導電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚２ｎｍ以下の層を設けてもよい。
【００９５】
（封止）
陰極作製後、該有機発光素子を保護する保護層を装着していてもよい。該有機発光素子を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層および／または保護カバーを装着することが好ましい。該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができ、該カバーを熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメージを与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、いずれか１つ以上の方策をとることが好ましい。
【００９６】
＜基板種類＞
本発明の有機ＥＬ素子の基板としては、発光性化合物の発光波長に対して透明な絶縁性基板、例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネートを始めとする透明プラスチック、シリコン基板などの既知の材料が使用できる。
【００９７】
［用途］
本発明の有機ＥＬ素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極とを共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる有機ＥＬ化合物を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
【００９８】
さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源（表示装置用バックライト）、あるいは面状の照明用光源（照明装置）として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００９９】
本発明の有機ＥＬ素子は、さらに、インテリア、エクステリアに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明のＥＬ素子の製造手順の説明図である。
【図２】本発明のＥＬ素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のＥＬ素子の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 第１電極
２ 光触媒層
３ 光分解有機層
４ ＥＬ層
５ 第２電極
２１ 第１電極
２２ 光触媒層
２３ 光分解有機層
２４ ＥＬ層
２５ 第２電極
３１ 第１電極
３２ 光触媒層
３４ ＥＬ層
３４' 第２ＥＬ層
３５ 第２電極
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ（以下「有機エレクトロルミネッセンス」とも記す。）素子、特にディスプレイ装置などに使用される有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機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】
しかしながら、有機ＥＬ素子を用いたディスプレイを実際に製造するにあたっては、電極や有機ＥＬ化合物層のパターニングが必要であって、典型的にはフォトリソ工程や複雑なパターン成膜装置によるパターニング工程を要し、工程の複雑化やコストの上昇を招く。また有機ＥＬ材料をマスク蒸着によりパターニングする方法では、高価格の真空装置が必要となり、歩留まりや、コストが問題となる。一方、インクジェット法によりパターン形成する方法は、工程は比較的簡便ではあるが、歩留まりや膜厚均一性の点で問題がある。また、広告用有機ＥＬ素子等多様な形状や大面積化が要求される場合には、生産性が著しく低下する問題がある。
【０００４】
このように、有機ＥＬ素子、特に有機ＥＬディスプレイの製造においては、電極、有機ＥＬ化合物層および絶縁層等のパターニングを行うために、工程数が非常に多くなり、歩留まり、生産性、コストの面で大きな課題を抱えている。
【０００５】
このような課題を解決するものとして、特願２０００−７０４９３号公報や特開２００２−２３１４４６号公報（特許文献１）には、光触媒含有層にパターン露光することで濡れ性の違いによるパターンを形成し、そのパターンを利用してＥＬ層を形成する簡便なＥＬ素子の製造方法が開示されているが、パターニング性に優れると共に発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子を製造することはできなかった。
【特許文献１】特開２００２−２３１４４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、光触媒を用いた有機ＥＬ素子であって、パターニング性に優れると共に発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子とその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、前記出願の光触媒含有層に混合して含まれている光触媒成分と光分解有機成分とを別々に２つの層に分け、有機ＥＬ素子に用いることによりパターニング性の向上と発光特性の向上を同時に実現できることを見出し本発明を完成させた。
【０００８】
本発明は以下の［１］〜［２０］に関する。
［１］ 第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、
前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機ＥＬ素子の製造方法。
【０００９】
［２］ 前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用により光分解有機層が分解除去される、上記［１］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１０】
［３］ 第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上にフッ素表面処理を行う工程と、
前記フッ素表面処理された光触媒層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１１】
［４］ 前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用によりフッ素表面処理部分が分解される、上記［３］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１２】
［５］ 前記有機ＥＬ化合物層形成液として、燐光発光性高分子化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を用いることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１３】
［６］ 前記有機ＥＬ化合物層形成液として、燐光発光性非共役高分子化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を用いることを特徴とする上記［１］〜［４］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１４】
［７］ 上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記有機ＥＬ化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機ＥＬ化合物層を形成する、エリアカラーＥＬディスプレイの製造方法。
【００１５】
［８］ 上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法において、前記有機ＥＬ化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機ＥＬ化合物層を形成する、フルカラーＥＬディスプレイの製造方法。
【００１６】
［９］ 第１電極と、
前記第１電極上に形成された光触媒層と、
前記光触媒層上にパターン形成された光分解有機層と、
前記光触媒層上の光分解有機層が形成されていない部分に形成された、燐光発光性化合物を含有する１層以上の有機ＥＬ化合物層と、
前記有機ＥＬ化合物層上に形成された第２電極
から少なくともなることを特徴とする、有機ＥＬ素子。
【００１７】
［１０］ 前記光触媒層が、酸化チタンからなる、上記［９］に記載の有機ＥＬ素子。
【００１８】
［１１］ 前記燐光発光性化合物が燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする上記［９］または［１０］に記載の有機ＥＬ素子。
【００１９】
［１２］ 前記燐光発光性高分子化合物が燐光発光非共役高分子化合物であることを特徴とする上記［１１］に記載の有機ＥＬ素子。
【００２０】
［１３］ 上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイであって、前記有機ＥＬ化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機ＥＬ化合物層を有する、エリアカラーＥＬディスプレイ。
【００２１】
［１４］ 上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いたディスプレイであって、前記有機ＥＬ化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機ＥＬ化合物層を有する、フルカラーＥＬディスプレイ。
【００２２】
［１５］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた面発光光源。
【００２３】
［１６］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置用バックライト。
【００２４】
［１７］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【００２５】
［１８］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置。
【００２６】
［１９］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたインテリア。
【００２７】
［２０］ 上記［９］に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたエクステリア。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、光触媒を用いた有機ＥＬ素子であって、パターニング性に優れると共に、発光効率に優れ、明るく、しかも消費電力が低い有機ＥＬ素子とその製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法、有機ＥＬ素子およびその用途についてさらに詳細に説明する。
［有機ＥＬ素子の製造方法］
本発明のＥＬ素子は、第１電極上に光触媒層を形成する工程と、前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機ＥＬ化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、前記有機ＥＬ化合物層上に第２電極を設ける工程から少なくともなる。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法においては、前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用により光分解有機層が分解除去される。この場合、電荷注入に悪影響を及ぼし得る成分である光分解有機物（有機ＥＬ化合物層形成液との濡れ性が低い物質）と有機ＥＬ化合物層が実質的に接触しないため発光効率が高まる。
【００３０】
図１は、このような本発明の有機ＥＬ素子の製造手順の一例を説明する図である。この態様では、図１（ａ）に示すように第１電極１を用意し、次いで、図１（ｂ）に示すように第１電極１上に光触媒層２を形成し、さらに図１（ｃ）に示すようにその上に光分解有
機層３を形成する。そして、図１（ｄ）に示すようにパターン露光をすることにより光触媒層２の作用によって、露光部の光分解有機層３のみが分解除去される。光分解有機層が分解除去された部分は濡れ性が高く、残存部分は濡れ性が低いため、有機ＥＬ化合物層形成液の塗布により、有機ＥＬ化合物層を形成すると、図１（ｅ）に示すように、光分解有機層が分解除去された部分に有機ＥＬ化合物層４が形成される。そして図１（ｆ）に示すように、この有機ＥＬ化合物層４上に第２電極５を形成して、有機ＥＬ素子が製造できる。
【００３１】
［有機ＥＬ素子］
本発明の有機ＥＬ素子は、上記の本発明の方法によって製造することができるものであり、第１電極と、前記第１電極上に形成された光触媒層と、前記光触媒層上にパターン形成された光分解有機層と、前記光触媒層上であって、少なくともその１層が光分解有機層が形成されていない部分に形成された燐光発光性化合物を含有する有機ＥＬ化合物層と、前記有機ＥＬ化合物層上に形成された第２電極から少なくともなる、有機ＥＬ素子である。必要に応じて有機ＥＬ素子に物理的強度を付与する基体を設けてもよい。
【００３２】
また、本発明の有機ＥＬ素子は上記構成に限定されず、前記第１電極が陽極であり前記２電極が陰極である場合には、陽極と陰極の間に順次、１）陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層、２）陽極バッファー層／発光層／電子輸送層、３）陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層、４）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、５）陽極バッファー層／正孔輸送性化合物、発光性化合物を含む層、６）陽極バッファー層／発光性化合物、電子輸送性化合物を含む層、７）陽極バッファー層／正孔電子輸送性化合物、発光性化合物を含む層、８）陽極バッファー層／発光層／正孔ブロック層／電子輸送層を設けた素子構成などを挙げることができる。また、発光層を２層以上有していてもよい。さらに、陽極バッファー層を用いずに直接的に、正孔輸送性化合物を含む層が陽極の表面に接していてもかまわない。
【００３３】
なお、本明細書中においては、特に断りのない限り、電子輸送性化合物、正孔輸送性化合物、発光性化合物の全てあるいは一種類以上からなる化合物を有機ＥＬ化合物、また層を有機ＥＬ化合物層と呼ぶこととする。
【００３４】
図２は本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す断面図である。この有機ＥＬ素子においては第１電極２１上に光触媒層２２が形成され、さらにその上に光分解有機層２３がパターニングされている。そして、光触媒層上で光分解有機層２３が形成されていない部分に有機ＥＬ化合物層２４が形成され、この有機ＥＬ化合物層２４上に第２電極２５が形成されている。
【００３５】
図３は本発明の有機ＥＬ素子の別の一例を示す断面図である。この有機ＥＬ素子においては第１電極３１上に光触媒層３２が形成され、そして、光触媒層上にパターン状の有機ＥＬ化合物層３４および全面に有機ＥＬ化合物層３４'が形成され、この有機ＥＬ化合物
層３４'上に第２電極３５が形成されている。
【００３６】
＜光触媒層（光触媒層）＞
本発明において光触媒層とは、広く露光によって近傍の物質（光分解有機物質など）に化学変化を起こすことが可能な物質からなる層を意味する。本発明の光触媒層は第１電極と有機ＥＬ化合物層との間に設けられる。
【００３７】
光触媒層の膜厚は、薄すぎると均一な膜の形成が困難であり、厚すぎると電極から発光層へ電荷が注入しないため、好ましくは１〜１００００Å、より好ましくは１０〜１０００Åとする。
【００３８】
（濡れ性変化の原理）
本発明においては、露光された部分の光触媒が、光分解有機物質に化学変化を引き起こし、濡れ性の違いによるパターンを形成する。典型的には露光しない部位は撥水性であるが、露光した部位は高親水性となる。光分解有機層は、この化学変化によって好ましくは分解し、より好ましくは分解により除去される。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、光分解有機物質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光分解有機物質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。
【００３９】
（光触媒材料）
本発明に用いられる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（ＴｉＯ2）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化すず（ＳｎＯ2）・チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）・酸化タングステン（ＷＯ3）、酸化ビスマス（Ｂｉ2Ｏ3）、酸化鉄（Ｆｅ2Ｏ3）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。
【００４０】
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）、光触媒とアルコキシシランが分散されている光触媒無機コーティング剤（石原産業（株）、ＳＴ−Ｋ０３）を挙げることができる。
【００４１】
光触媒層中の酸化チタンの量は、０．１〜１００重量％であることが好ましく、より好ましくは酸化チタン１〜８０重量％とする。光触媒層における酸化チタンの分散性を考慮すると、光触媒層中に、アルコキシシラン等のバインダーが含まれていることが好ましい。
【００４２】
さらに、本発明に用いられる光触媒層には、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、光触媒層には、ＥＬ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有機ＥＬ素子の発光特性を向上させることができる。
【００４３】
（光触媒層の形成方法）
光触媒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体に塗布して形成することができる。光触媒を含む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。
【００４４】
（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。
【００４５】
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。
【００４６】
＜光分解有機層＞
本発明における光分解有機層とは、光触媒層に接して設けられる層であって、光を照射した光触媒の光活性作用により化学変化を起こすものであり、好ましくは分解され、より好ましくは分解により除去されるものである。露光部のみが分解、除去されることにより典型的には露光部が高濡れ性、非照射部が低濡れ性といった濡れ性の違いによるパターンが形成される。この光分解有機層は、光触媒の作用により分解する有機物の層であることができるが、光触媒層の表面を処理したもの、例えばフッ素表面処理によって変化した光触媒層であってもよい。
【００４７】
（光分解有機物質）
本発明の光分解有機層に用いることのできる光分解有機物質は、典型的には有機ＥＬ化合物層形成液との濡れ性が低く、有機ＥＬ化合物層形成液をはじくものである。
【００４８】
また、この光分解有機物質は、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。
【００４９】
前記（１）の場合、一般式ＹnＳｉＸ4-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。
【００５０】
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。
【００５１】
また、光分解有機物質として、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。
【００５２】
ＣＦ3（ＣＦ2）3ＣＨ2ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
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
ＣＦ3（ＣＦ2）3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4Ｓｉ（ＯＣＨ3）3
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
ＣＦ3（ＣＦ2）9ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）4ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）6ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
（ＣＦ3）2ＣＦ（ＣＦ2）8ＣＨ2ＣＨ2ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
ＣＦ3（Ｃ6Ｈ4）Ｃ2Ｈ4ＳｉＣＨ3（ＯＣＨ3）2
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
ＣＦ3（ＣＦ2）7ＳＯ2Ｎ（Ｃ2Ｈ5）Ｃ2Ｈ4ＣＨ2Ｓｉ（ＯＣＨ3）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光分解有機物質として用いることにより、光分解有機層の非露光部の撥水性および撥油性が大きく向上する。
【００５３】
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。
−（Ｓｉ（Ｒ1）（Ｒ2）Ｏ）n−ただし、ｎは２以上の整数、Ｒ1、Ｒ2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、Ｒ1および／またはＲ2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。
【００５４】
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光分解有機物質に混合してもよい。
（光分解有機層に用いるその他の成分）
本発明に用いられる光分解有機層には、非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：ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、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
：ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、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−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業製：ユニダインＤＳ−４０１、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。
【００５５】
また、本発明に用いられる光分解有機層には、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。
【００５６】
（フッ素表面処理）
フッ素表面処理を行う場合の方法は、光触媒層の表面をフッ素化できる方法であれば特に限定されないが、例えば、ＣＦ4、ＮＦ4などのガス中でプラズマアニール処理を行うことが挙げられる。
【００５７】
（光分解有機層の形成方法）
光分解有機層を形成する場合の方法は特に限定されないが、例えば光分解有機物質を含んだ塗布液を、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体に塗布して形成することができる。光分解有機物質を含む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。
【００５８】
＜有機ＥＬ化合物層＞
本発明の有機ＥＬ素子に設けられる有機ＥＬ化合物層は、燐光発光性化合物を含んでいる。
【００５９】
本発明における有機ＥＬ化合物層はさらに、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。
【００６０】
このような有機ＥＬ化合物層のうち少なくとも１層は、露光部に設けられる。この有機ＥＬ化合物層は、好ましくは光触媒層上に直接設けられるが、光触媒層上に残存した光分解有機層の変性物質上に設けられていてもよい。
【００６１】
（有機ＥＬ化合物）
本発明の有機ＥＬ素子における有機ＥＬ化合物層、すなわち発光層、正孔輸送層、及び電子輸送層に使用する化合物としては、低分子化合物及び高分子化合物のいずれをも使用することができる。
【００６２】
本発明の有機ＥＬ素子の発光層を形成する有機ＥＬ化合物としては、大森裕：応用物理、第７０巻、第１２号、１４１９−１４２５頁（２００１年）に記載されている発光性低分子化合物及び発光性高分子化合物などを例示することができる。この中でも、素子作製プロセスが簡素化されるという点で発光性高分子化合物が好ましく、発光効率が高い点で燐光発光性化合物が好ましい。従って、特に燐光発光性高分子化合物が好ましい。
【００６３】
また、発光性高分子化合物は、共役発光性高分子化合物と非共役発光性高分子化合物とに分類することもできるが、中でも非共役発光性高分子化合物が好ましい。
上記の理由から、本発明で用いられる発光材料としては、燐光発光性非共役高分子化合物（前記燐光発光性高分子であり、かつ前記非共役発光性高分子化合物でもある発光材料）が特に好ましい。
【００６４】
本発明の有機ＥＬ素子における発光層は、好ましくは、燐光を発光する燐光発光性単位とキャリアを輸送するキャリア輸送性単位とを一つの分子内に備えた、燐光発光性高分子を少なくとも含む。前記燐光発光性高分子は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物とを共重合することによって得られる。燐光発光性化合物はイリジウム、白金および金の中から一つ選ばれる金属元素を含む金属錯体であり、中でもイリジウム錯体が好ましい。
【００６５】
前記重合性置換基を有する燐光発光性化合物としては、例えば下記式（Ｅ−１）〜（Ｅ−４９）に示す金属錯体の一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。
【００６６】
【化１】
【００６７】
【化２】
【００６８】
【化３】
【００６９】
【化４】
【００７０】
【化５】
【００７１】
なお、上記式（Ｅ−３５）、（Ｅ−４６）〜（Ｅ−４９）において、Ｐｈはフェニル基を表す。
これらの燐光発光性化合物における重合性置換基としては、例えばビニル基、アクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などが挙げられ、中でもビニル基、メタクリレート基、スチリル基及びその誘導体が好ましい。これらの置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して金属錯体に結合していてもよい。
【００７２】
前記重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物は、ホール輸送性および電子輸送性の内のいずれか一方または両方の機能を有する有機化合物における一つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物を挙げることができる。このような化合物の代表的な例として、下記式（Ｅ−５０）〜（Ｅ−６７）に示した化合物を挙げることができる。
【００７３】
【化６】
【００７４】
【化７】
【００７５】
例示したこれらのキャリア輸送性化合物における重合性置換基はビニル基であるが、ビニル基をアクリレート基、メタクリレート基、メタクリロイルオキシエチルカルバメート基等のウレタン（メタ）アクリレート基、スチリル基及びその誘導体、ビニルアミド基及びその誘導体などの重合性置換基で置換した化合物であってもよい。また、これらの重合性置換基は、ヘテロ原子を有してもよい炭素数１〜２０の有機基を介して結合していてもよい。
【００７６】
重合性置換基を有する燐光発光性化合物と、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物の重合方法は、ラジカル重合、カチオン重合、アニオン重合、付加重合のいずれでもよいが、ラジカル重合が好ましい。また、重合体の分子量は重量平均分子量で1,000〜2,000
,000が好ましく、5,000〜1,000,000がより好ましい。ここでの分子量はＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法を用いて測定されるポリスチレン換算分子量である。
【００７７】
前記燐光発光性高分子は、一つの燐光発光性化合物と一つのキャリア輸送性化合物、一つの燐光発光性化合物と二つ以上のキャリア輸送性化合物を共重合したものであってもよく、また二つ以上の燐光発光性化合物をキャリア輸送性化合物と共重合したものであってもよい。
【００７８】
燐光発光性高分子におけるモノマーの配列は、ランダム共重合体、ブロック共重合体、交互共重合体のいずれでもよく、燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数をｍ、キャリア輸送性化合物構造の繰り返し単位数をｎとしたとき（ｍ、ｎは１以上の整数）、全繰り返し単位数に対する燐光発光性化合物構造の繰り返し単位数の割合、すなわちｍ／（ｍ＋ｎ）の値は0.001〜0.5が好ましく、0.001〜0.2がより好ましい。
【００７９】
燐光発光性高分子のさらに具体的な例と合成法は、例えば特開２００３−３４２３２５、特開２００３−１１９１７９、特開２００３−１１３２４６、特開２００３−２０６３２０、特開２００３−１４７０２１、特開２００３−１７１３９１、特開２００４−３４６３１２、特開２００５−９７５８９に開示されている。
【００８０】
本発明の有機ＥＬ素子における発光層は、前記燐光発光性化合物を含む層であるが、発光層のキャリア輸送性を補う目的で正孔輸送性化合物や電子輸送性化合物が含まれていてもよい。これらの目的で用いられる正孔輸送性化合物としては、例えば、ＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジメチル−Ｎ，Ｎ’−（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’ジアミン）、α−ＮＰＤ（４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４、４’，４’’−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン）などの低分子トリフェニルアミン誘導体や、ポリビニルカルバゾール、前記トリフェニルアミン誘導体に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平８−１５７５７５号公報に開示されているトリフェニルアミン骨格の高分子化合物、ポリパラフェニレンビニレン、ポリジアルキルフルオレンなどが挙げられ、また、電子輸送性化合物としては、例えば、Ａｌｑ３（アルミニウムトリスキノリノレート）などのキノリノール誘導体金属錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、トリアジン誘導体、トリアリールボラン誘導体などの低分子材料や、上記の低分子電子輸送性化合物に重合性官能基を導入して高分子化したもの、例えば特開平１０−１６６５号公報に開示されているポリＰＢＤなどの既知の電子輸送性化合物が使用できる。
【００８１】
（有機ＥＬ化合物層の形成法）
上記の有機ＥＬ化合物層は、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などにより形成することが可能である。発光性低分子化合物の場合は主として抵抗加熱蒸着法及び電子ビーム蒸着法が用いられ、発光性高分子化合物の場合は主にスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法が用いられる。
【００８２】
光触媒層上に形成される有機ＥＬ化合物層のパターニングは、固化前の液体の状態でパ
ターニングを行う方法の他、固化後の層形成された状態で濡れ性の低い部分のみを剥離して行うこともできる。具体的には例えば、固形化前に基体を傾斜させる方法、エアーを吹き付ける方法、固形化後に粘着テープを貼って剥がす方法などが挙げられる。
【００８３】
本発明の有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ化合物層として、異なる色を発光する２種以上の有機ＥＬ化合物層を形成することにより、エリアカラーあるいはフルカラーディスプレイとすることができる。このようなエリアカラー、フルカラーディスプレイは、通常、表示面からみて異なる色の発光層を並ぶように配置することにより製造できるが、例えば第１の発光層をパターン形成して、その上に第２の発光層を全面積層して、第２の発光層のみからの光と、第２と第１の発光層からの混合光との色の違いでパターン表示をすることもできる。
【００８４】
本発明の有機ＥＬ素子が、フルカラー表示のディスプレイである場合には、好ましくは、光触媒層の濡れ性の違いによるパターンに対応させてディスプレイの画素を形成させることができる。
【００８５】
＜第１電極および第２電極＞
本明細書においては、先に設ける電極を第１電極、その後ＥＬ層上に設ける電極を第２電極と称する。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り、この場合第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い。
【００８６】
以下、第１電極が陽極であり、第２電極が陰極である場合を例に、これらの電極等をさらに詳しく説明する。
（陽極）
陽極は、ＩＴＯに代表される導電性かつ光透過性の層により形成される。有機発光を基板を通して観察する場合には、陽極の光透過性は必須であるが、有機発光をトップエミッション、すなわち上部の電極を通して観察する用途の場合では陽極の透過性は必要なく、仕事関数が４.１ｅＶよりも高い金属あるいは金属化合物のような適当な任意の材料を陽
極として用いることができる。例えば、金、ニッケル、マンガン、イリジウム、モリブテン、パラジウム、白金などを単独で、あるいは組み合わせて用いることが可能である。当該陽極は、金属の酸化物、窒化物、セレン化物及び硫化物からなる群より選ぶこともできる。また、光透過性の良好なＩＴＯの表面に、光透過性を損なわないように１〜３ｎｍの薄い膜として、上記の金属を成膜したものを陽極として用いることもできる。これらの陽極材料表面への成膜方法としては、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、化学反応法、コーティング法、真空蒸着法などを用いることができる。陽極の厚さは２〜３００ｎｍが好ましい。
【００８７】
（陽極表面処理）
また、陽極バッファー層、あるいは、正孔輸送性化合物を含む層の成膜時に陽極表面を前もって処理することによりオーバーコートされる層の性能（陽極基板との密着性、表面平滑性、正孔注入障壁の低減化など）を改善することができる。前もって処理する方法には高周波プラズマ処理を始めとしてスパッタリング処理、コロナ処理、ＵＶオゾン照射処理、または酸素プラズマ処理などがある。
【００８８】
（陽極バッファー層：バイトロンなどを使う場合）
陽極バッファー層をウェットプロセスにて塗布して作製する場合には、スピンコート法
、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法などを用いて成膜することが出来る。
【００８９】
上記ウェットプロセスによる成膜で用い得る化合物は、陽極表面とその上層に含まれる有機ＥＬ化合物に良好な付着性を有した化合物であれば特に制限はないが、これまで一般に用いられてきた陽極バッファーを適用することがより好ましい。例えば、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塩との混合物であるＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ、ポリアニリンとポリスチレンスルホン酸塩との混合物であるＰＡＮＩなどの導電性ポリマーを挙げることができる。さらに、これら導電性ポリマーにトルエン、イソプロピルアルコールなどの有機溶剤を添加して用いてもよい。また、界面活性剤などの第三成分を含む導電性ポリマーでもよい。前記界面活性剤としては、例えばアルキル基、アルキルアリール基、フルオロアルキル基、アルキルシロキサン基、硫酸塩、スルホン酸塩、カルボキシレート、アミド、ベタイン構造、及び第４級化アンモニウム基からなる群から選択される１種の基を含む界面活性剤が用いられるが、フッ化物ベースの非イオン性界面活性剤も用い得る。
【００９０】
（正孔ブロック層）
また、正孔が発光層を通過することを抑え、発光層内で電子と効率よく再結合させる目的で、発光層の陰極側に隣接して正孔ブロック層を設けてもよい。この正孔ブロック層には発光性化合物より最高占有分子軌道（Highest Occupied Molecular Orbital；ＨＯＭＯ）準位の深い化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。
【００９１】
さらに、励起子（エキシトン）が陰極金属で失活することを防ぐ目的で、発光層の陰極側に隣接してエキシトンブロック層を設けてもよい。このエキシトンブロック層には発光性化合物より励起三重項エネルギーの大きな化合物を用いることができ、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体、アルミニウム錯体などを例示することができる。
【００９２】
（陰極）
本発明の有機ＥＬ素子の陰極材料としては、仕事関数が低く、かつ化学的に安定なものが使用され、Ａｌ、ＭｇＡｇ合金、ＡｌＬｉやＡｌＣａなどのＡｌとアルカリ金属の合金などの既知の陰極材料を例示することができるが、化学的安定性を考慮すると仕事関数は２.９ｅＶ以上であることが好ましい。これらの陰極材料の成膜方法としては、抵抗加熱
蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などを用いることができる。陰極の厚さは１０ｎｍ〜１μｍが好ましく、５０〜５００ｎｍがより好ましい。
【００９３】
また、陰極から有機層への電子注入障壁を下げて電子の注入効率を上げる目的で、陰極バッファー層として、陰極より仕事関数の低い金属層を陰極と陰極に隣接する有機層の間に挿入してもよい。このような目的に使用できる低仕事関数の金属としては、アルカリ金属（Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ）、アルカリ土類金属（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）、希土類金属（Ｐｒ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｙｂ）等を挙げることができる。また、陰極より仕事関数の低いものであれば、合金または金属化合物も使用することができる。これらの陰極バッファー層の成膜方法としては、蒸着法やスパッタ法などを用いることができる。陰極バッファー層の厚さは０.０５〜５０ｎｍが好ましく、０.１〜２０ｎｍがより好ましく、０.５〜１
０ｎｍがより一層好ましい。
【００９４】
さらに、陰極バッファー層は、上記の低仕事関数の物質と電子輸送性化合物の混合物と
して形成することもできる。なお、ここで用いられる電子輸送性化合物としては前述の電子輸送層に用いられる有機化合物を用いることができる。この場合の成膜方法としては共蒸着法を用いることができる。また、溶液による塗布成膜が可能な場合は、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法、スプレー法、ディスペンサー法などの既述の成膜方法を用いることができる。この場合の陰極バッファー層の厚さは０.１〜１００ｎｍが好ましく、０.５〜５０ｎｍがより好ましく、１〜２０ｎｍがより一層好ましい。陰極と有機物層との間に、導電性高分子からなる層、あるいは金属酸化物や金属フッ化物、有機絶縁材料等からなる平均膜厚２ｎｍ以下の層を設けてもよい。
【００９５】
（封止）
陰極作製後、該有機発光素子を保護する保護層を装着していてもよい。該有機発光素子を長期安定的に用いるためには、素子を外部から保護するために、保護層および／または保護カバーを装着することが好ましい。該保護層としては、高分子化合物、金属酸化物、金属フッ化物、金属ホウ化物などを用いることができる。また、保護カバーとしては、ガラス板、表面に低透水率処理を施したプラスチック板、金属などを用いることができ、該カバーを熱硬化性樹脂や光硬化性樹脂で素子基板と貼り合わせて密閉する方法が好適に用いられる。スペーサーを用いて空間を維持すれば、素子がキズつくのを防ぐことが容易である。該空間に窒素やアルゴンのような不活性なガスを封入すれば、陰極の酸化を防止することができ、さらに酸化バリウム等の乾燥剤を該空間内に設置することにより製造工程で吸着した水分が素子にタメージを与えるのを抑制することが容易となる。これらのうち、いずれか１つ以上の方策をとることが好ましい。
【００９６】
＜基板種類＞
本発明の有機ＥＬ素子の基板としては、発光性化合物の発光波長に対して透明な絶縁性基板、例えば、ガラス、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やポリカーボネートを始めとする透明プラスチック、シリコン基板などの既知の材料が使用できる。
【００９７】
［用途］
本発明の有機ＥＬ素子を用いて面状の発光を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。また、パターン状の発光を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを設置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極のいずれか一方、または両方の電極をパターン状に形成する方法がある。これらのいずれかの方法でパターンを形成し、いくつかの電極を独立にＯｎ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字や文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。更に、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極とを共にストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数の種類の発光色の異なる有機ＥＬ化合物を塗り分ける方法や、カラーフィルターまたは蛍光変換フィルターを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動も可能であるし、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーション、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
【００９８】
さらに、前記面状の発光素子は、自発光薄型であり、液晶表示装置のバックライト用の面状光源（表示装置用バックライト）、あるいは面状の照明用光源（照明装置）として好適に用いることができる。また、フレキシブルな基板を用いれば、曲面状の光源や表示装置としても使用できる。
【００９９】
本発明の有機ＥＬ素子は、さらに、インテリア、エクステリアに用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明のＥＬ素子の製造手順の説明図である。
【図２】本発明のＥＬ素子の一例を示す断面図である。
【図３】本発明のＥＬ素子の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０１０１】
１ 第１電極
２ 光触媒層
３ 光分解有機層
４ ＥＬ層
５ 第２電極
２１ 第１電極
２２ 光触媒層
２３ 光分解有機層
２４ ＥＬ層
２５ 第２電極
３１ 第１電極
３２ 光触媒層
３４ ＥＬ層
３４' 第２ＥＬ層
３５ 第２電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、
前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機エレクトロルミネッセンス化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用により光分解有機層が分解除去される、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上にフッ素表面処理を行う工程と、
前記フッ素表面処理された光触媒層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機エレクトロルミネッセンス化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用によりフッ素表面処理部分が分解される、請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液として、燐光発光性高分子化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を用いることを特徴とする請求項１〜４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製造方法。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液として、燐光発光性非共役高分子化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を用いることを特徴とする請求項１〜４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製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６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製造方法において、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する、エリアカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６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製造方法において、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する、フルカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。
【請求項９】
第１電極と、
前記第１電極上に形成された光触媒層と、
前記光触媒層上にパターン形成された光分解有機層と、
前記光触媒層上の光分解有機層が形成されていない部分に形成された、燐光発光性化合物を含有する１層以上の有機エレクトロルミネッセンス化合物層と、
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層上に形成された第２電極
から少なくともなることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記光触媒層が、酸化チタンからなる、請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記燐光発光性化合物が燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記燐光発光性高分子化合物が燐光発光非共役高分子化合物であることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイであって、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を有する、エリアカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
【請求項１４】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイであって、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を有する、フルカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
【請求項１５】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた面発光光源。
【請求項１６】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置用バックライト。
【請求項１７】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【請求項１８】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置。
【請求項１９】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたインテリア。
【請求項２０】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたエクステリア。
【請求項１】
第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上に光分解有機層を形成する工程と、
前記光分解有機層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機エレクトロルミネッセンス化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用により光分解有機層が分解除去される、請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項３】
第１電極を形成する工程と、
前記第１電極上に光触媒層を形成する工程と、
前記光触媒層上にフッ素表面処理を行う工程と、
前記フッ素表面処理された光触媒層にパターン露光を行い、パターン形成を行う工程と、
前記露光部に、燐光発光性化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を付着させて硬化させることにより、有機エレクトロルミネッセンス化合物層の少なくとも１層を形成する工程と、
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層上に第２電極を形成する工程、
から少なくともなることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項４】
前記パターン露光によって、光触媒の光活性作用によりフッ素表面処理部分が分解される、請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液として、燐光発光性高分子化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を用いることを特徴とする請求項１〜４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製造方法。
【請求項６】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液として、燐光発光性非共役高分子化合物を含有する有機エレクトロルミネッセンス化合物層形成液を用いることを特徴とする請求項１〜４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製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６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製造方法において、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する、エリアカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。
【請求項８】
請求項１〜６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製造方法において、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する、フルカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイの製造方法。
【請求項９】
第１電極と、
前記第１電極上に形成された光触媒層と、
前記光触媒層上にパターン形成された光分解有機層と、
前記光触媒層上の光分解有機層が形成されていない部分に形成された、燐光発光性化合物を含有する１層以上の有機エレクトロルミネッセンス化合物層と、
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層上に形成された第２電極
から少なくともなることを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
前記光触媒層が、酸化チタンからなる、請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１１】
前記燐光発光性化合物が燐光発光性高分子化合物であることを特徴とする請求項９または１０に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１２】
前記燐光発光性高分子化合物が燐光発光非共役高分子化合物であることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１３】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイであって、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、２色以上を発光する２種以上の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を有する、エリアカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
【請求項１４】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いたディスプレイであって、前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層として、Ｒ、Ｇ、Ｂの３色を発光する３種の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を有する、フルカラーエレクトロルミネッセンスディスプレイ。
【請求項１５】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた面発光光源。
【請求項１６】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置用バックライト。
【請求項１７】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた表示装置。
【請求項１８】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた照明装置。
【請求項１９】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたインテリア。
【請求項２０】
請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を備えたエクステリア。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−１７３０５７（Ｐ２００７−１７３０５７Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６９５７４（Ｐ２００５−３６９５７４）
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２２日（２００５．１２．２２）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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