有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
【課題】効率よく素子を製造できるとともに、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【解決手段】陽極層と陰極層とに挟まれた有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、第１の基板上に陽極層を形成する工程と、第２の基板上に陰極層を形成する工程と、前記陽極層および／または前記陰極層上に有機ＥＬ化合物層を形成する工程と、前記有機ＥＬ化合物層を介して、前記第１の基板上に形成された陽極層と前記第２の基板上に形成された陰極層とを熱圧着する工程と、を含むことを特徴とする。
【解決手段】陽極層と陰極層とに挟まれた有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、第１の基板上に陽極層を形成する工程と、第２の基板上に陰極層を形成する工程と、前記陽極層および／または前記陰極層上に有機ＥＬ化合物層を形成する工程と、前記有機ＥＬ化合物層を介して、前記第１の基板上に形成された陽極層と前記第２の基板上に形成された陰極層とを熱圧着する工程と、を含むことを特徴とする。
【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」とも記す。）素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子に関する。より詳しくは、本発明は、陽極層と陰極層とに挟まれた有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、一般的には陽極層、有機ＥＬ化合物層、陰極層とが積層されてなる。また、有機ＥＬ化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層などが積層された多層構造であってもよい。この陽極層および陰極層間に電流を流し、発光層で発光が得られる。電極の一方を透明にすれば、この発光を外部に取り出すことができる。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、自発光型の素子であるとともに、薄膜化が可能であるなどの利点を有する。このため、ディスプレイ、ＬＣＤ用バックライトなどへの応用が期待され、活発に研究開発が進められている。
【０００４】
しかしながら、発光効率および輝度を高めるため、通常、基板上に有機ＥＬ化合物を積層した後に加熱処理を行う必要があった（特許文献１参照）。このため、生産性の向上のためには、上記のような煩雑な製造工程の改善が求められていた。
【０００５】
一方、特許文献２では、有機ＥＬ化合物層をそれぞれ積層した、陽極層側の基板と、陰極層側の基板とを、熱圧着により貼り合わせて素子を製造する試みがされている。この方法によれば、圧着工程の前までは、陽極層側と陰極層側とを別々に製造できるため、効率よく素子を製造できる利点がある。ここでは、フィルム基板上に陽極層および有機ＥＬ化合物層を積層し、同一フィルム基板上の別の部位に陰極層および有機ＥＬ化合物層を積層し、フィルム基板を折り曲げて対向圧着する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記の熱圧着により得られた有機ＥＬ素子は、発光効率、輝度などの特性の点でさらなる改善が求められていた。
【特許文献１】特開２００５−１６６６５１号公報
【特許文献２】特開２００３−４５６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、効率よく素子を製造できるとともに、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりに要約される。
【０００９】
［１］陽極層と陰極層とに挟まれた有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、
第１の基板上に陽極層を形成する工程と、
第２の基板上に陰極層を形成する工程と、
上記陽極層および／または上記陰極層上に有機ＥＬ化合物層を形成する工程と、
上記有機ＥＬ化合物層を介して、上記第１の基板上に形成された陽極層と上記第２の基板上に形成された陰極層とを熱圧着する工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１０】
［２］上記陽極層上および／または上記陰極層上に絶縁層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする上記［１］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１１】
［３］上記有機ＥＬ化合物層を形成する工程が、同一種の有機ＥＬ化合物層を表層とする上記有機ＥＬ化合物層を上記陽極層および上記陰極層上に形成する工程であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１２】
［４］上記有機ＥＬ化合物層を形成する工程が、上記陽極層および／または上記陰極層上に少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層を形成する工程であることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１３】
［５］上記熱圧着する工程が、上記第１の基板の材料の融点、上記第２の基板の材料の融点、および上記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点のうち、最も低い温度以下で熱圧着する工程であることを特徴とする上記［４］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１４】
［６］上記熱圧着する工程が、８０℃〜２００℃で熱圧着する工程であることを特徴とする上記［４］または［５］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１５】
［７］上記第１の基板と上記第２の基板とが別体の基板であり、
上記熱圧着する工程が、上記第１の基板と上記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１６】
［８］上記第１の基板と上記第２の基板とが一体の基板であり、
上記熱圧着する工程が、上記基板を折り曲げて、上記第１の基板と上記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１７】
［９］上記［１］〜［８］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法によって製造された有機ＥＬ素子。
【００１８】
［１０］上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いた画像表示装置。
【００１９】
［１１］上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いた面発光光源。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、効率よく素子を製造できるとともに、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子が提供される。本発明によれば、素子製造のために用いられる熱圧着工程により、発光効率および輝度を高めるための有機ＥＬ化合物の加熱処理が同時に行えるため、生産工程が簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法、すなわち陽極層と陰極層とに挟まれた一
層または二層以上の有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法の一例を図１〜図３に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、第１の基板１ａ上にパターンニングされた陽極層２を形成し、その上に有機ＥＬ化合物層３（図１（ａ）および（ｂ）では３ａ）を形成する。また、第２の基板上１ｂ上に陰極層４（図１（ｂ）では４ａおよび４ｂ）を積層し、その上に有機ＥＬ化合物層３（図１（ｂ）では３ａおよび３ｂ）を形成する。
【００２３】
ここで、素子の短絡を防ぐスペーサーとして、絶縁層５を陽極層２上および／または陰極層４上に積層しておくことが好ましい。図１では、絶縁層５を陰極層４側に形成しているが、陽極層２側に形成してもよい。また、絶縁層５を設ける工程はどの段階でもよく、絶縁層５を基板上に設ける構成にしてもよい。絶縁層５を設ければ、熱圧着に要する力で基材がたわみ、有機ＥＬ化合物層３にかかる力が偏ることを抑制できる。これにより、素子が均一に発光しない、素子端部で電極が接触し短絡を起こすなどの問題が解決される。
【００２４】
次いで、図３に示すように、有機ＥＬ化合物層３（図３では、３ａおよび３ｂ）を介して、第１の基板１ａ上に形成された陽極層２と第２の基板１ｂ上に形成された陰極層４とを熱圧着して、有機ＥＬ素子を製造する。このように、本発明では、素子製造のための熱圧着工程において、有機ＥＬ化合物の加熱処理が同時に行われる。このため、有機ＥＬ化合物層３に用いられる燐光発光性高分子化合物の有する発光効率および最高輝度を高くできるとともに、生産工程が簡略化できる。なお、図３は、基板が一体である場合を示しているが、基板が別体である場合も同様に熱圧着される。
【００２５】
有機ＥＬ化合物層３の形成において、第１の基板１ａ側の表層および第２の基板１ｂ側の表層は、異なる種類の有機ＥＬ化合物からなる層であってもよいが、同一種の有機ＥＬ化合物からなる層であることが好ましい。すなわち、有機ＥＬ化合物層を形成する工程は、同一種の有機ＥＬ化合物層を表層とする上記有機ＥＬ化合物層を上記陽極層および上記陰極層上に形成する工程であることが好ましい。同一種の有機ＥＬ化合物からなる層同士が熱圧着されるため、より高い層間の密着強度が得られ、耐久性に優れた素子が製造できる。
【００２６】
また、図１に示すように、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとは別体の基板であってもよく、この場合は、熱圧着する工程で、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとが対向され、熱圧着される。また、図２に示すように、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとが一体の基板であってもよく、この場合は、熱圧着する工程で、基板を折り曲げて、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとが対向され、熱圧着される。熱圧着の位置合わせにおいては高い精度が要求される。特に、熱圧着を巻き取りで行う場合、基板が別体のときは、基板の流れ方向（ＭＤ）とそれに垂直な方向（ＴＤ）とを制御する必要がある。一方、基板が一体のときは、ＴＤ方向のみを制御すればよいため好ましい。また、上記基板が一体のときは、基板上の陽極層２と、陰極層４上に設ける取り出し電極（透明電極６）とを同時にパターニングできるため、製造工程が簡略化される。
【００２７】
上記基板としては、燐光発光性高分子化合物の発光波長に対して透明な絶縁性基板であればよく、該基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、シリコンなどが好適に用いられる。基板が別体のときは、両基板は、同一材料からなる基板であっても、異なる材料からなる基板であってもよい。また、両基板ともに、プラスチック製のフィルムであるときは、巻き取りによる有機ＥＬ素子の製造が可能であり、安価に素子が製造できるため好ましい。さらに、基板が一体であり、プラスチック製のフィルムであるときは、基板を折り曲げて、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとを対向させ、熱圧着できるためより好ましい。
【００２８】
上記プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどが挙げられる。
【００２９】
上記基板において、陰極・陽極を製膜しない側および／または製膜する側には、ガスバリア性を向上するため、セラミック蒸着フィルム、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合鹸化物、アルミナ等の金属酸化物、ＳｉＯ2等の無機化合物などを積層してもよい。金属酸化物、無機化合物などの層は、ガスバリア性がより向上できるため好適に用いられ、これらの形成には、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法などが用いられる。また、上記基板には、カラーフィルター層を印刷により設けてもよい。
【００３０】
陽極層２には、透明な陽極が得られるため、インジウムと錫との複合酸化物（以下ＩＴＯという）が用いられる。陽極層２は、第１の基板１ａ上に、蒸着法、スパッタリング法、ペースト状のＩＴＯを用いた印刷などの塗布法により製膜される。また、基板１ａ上に、オクチル酸インジウム、アセトンインジウムなどの前駆体を塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法を用いてもよい。アルミニウム、金、銀などの金属を半透明状に蒸着して、陽極層２を形成してもよい。
【００３１】
陽極層２は、必要に応じて、エッチングによりパターニングを行ってもよく、ＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行ってもよい。
陰極層４に用いる陰極材料としては、仕事関数が低く、かつ化学的に安定な材料であれば特に制限されないが、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等のアルカリ金属；Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等のアルカリ土類金属；Ａｌ；ＭｇＡｇ合金；ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ等のＡｌとアルカリ金属との合金などが好適に用いられる。化学的安定性を考慮すると仕事関数は２.９ｅＶ以下であることが好ましい。このような材料によって金属層４ｂが形成される。上記陰極材料の成膜方法としては、例えば、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が用いられる。また、金属層４ｂは、必要に応じて、マスクを用いた蒸着によって形成してもよく、エッチングによりパターニングを行ってもよい。さらに、ＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行ってもよい。
【００３２】
また、金属層４ｂには、アルミニウム、銅、ニッケル、などの金属箔を用いてもよい。また、金属箔を用いる場合は、アルミニウムなどの金属箔層上に、エネルギーレベルの低いカルシウム、マグネシウム、銀、金などを蒸着、スパッタまたはメッキしたものを用いてもよい。この場合、ダークスポットと呼ばれる未発光部の発生、拡大も抑制され、簡単な構成であっても、長寿命の素子が得られる。金属箔層の裏面には、製造時の取り扱いを容易にするために、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどのフィルムをあらかじめ圧着しておいてもよい。
【００３３】
また、必要に応じて、発光効率を上げるために、フッ化リチウム、アルミナ、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなどからなるバッファー層４ａを設けてもよい。ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなどの高分子を用いたバッファー層４ａは、湿式の印刷法によって成膜できるため好ましく用いられる。さらに、これら高分子を用いたバッファー層４ａを表層として熱圧着してもよい。
【００３４】
有機ＥＬ化合物層３としては、図１では、正孔輸送層３ａおよび燐光発光性高分子化合物層３ｂを用いているが、少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層３ｂが含まれていることが好ましい。すなわち、有機ＥＬ化合物層３を形成する工程が、上記陽極層および／または上記陰極層上に、少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層を形成する工程で
あることが好ましい。これにより、高発光効率および高輝度が得られる。
【００３５】
また、燐光発光性高分子化合物層３ｂのほかに、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などが積層された多層構造であってもよい。なお、本明細書においては、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化合物と呼び、また、これらの化合物からなる層を有機ＥＬ化合物層と呼ぶ。
【００３６】
正孔輸送層３ａを形成する場合は、銅フタロシアニンおよびその誘導体、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−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などの低分子化合物；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化合物などが用いられる。上記高分子化合物は、湿式法による製膜が容易であるため好ましい。
【００３７】
燐光発光性高分子化合物層３ｂは、燐光発光性高分子化合物からなり、該化合物層によれば高発光効率および高輝度が得られる。燐光発光性高分子化合物層を形成する際に、燐光発光性高分子化合物は１種単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記燐光発光性高分子化合物は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物の単量体と共に、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物の単量体とを共重合して得られる。上記燐光発光性高分子化合物の共重合においては、上記燐光発光性化合物の単量体および上記キャリア輸送性化合物の単量体は、それぞれ１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３８】
上記燐光発光性化合物としては、イリジウム錯体、白金錯体、金錯体などの金属錯体が好ましく用いられる。上記燐光発光性高分子化合物においては、上記金属錯体の単量体を重合しているため、金属錯体の三重項励起状態を経由する発光が得られる。これらのうちで、発光効率の観点から、イリジウム錯体がより好ましい。
【００３９】
上記の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１つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物などが挙げられる。
【００４０】
【化１】
【００４１】
【化２】
【００４２】
【化３】
【００４３】
【化４】
【００４４】
【化５】
【００４５】
【化６】
【００４６】
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る。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の有機基を介して上記金属錯体に結合していてもよい。
【００４７】
これらのうちで、ビニル基、メタクリレート基、スチリル基およびこれらの誘導体が好ましい。
上記キャリア輸送性化合物としては、正孔輸送性化合物、電子輸送性化合物、および正孔輸送性および電子輸送性の機能を有する化合物が挙げられる。上記の重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物としては、正孔輸送性および／または電子輸送性の機能を有する化合物において、１つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物が挙げられる。このような化合物として、具体的には、下記式（Ｂ１）〜（Ｂ９）、（Ｃ１）〜（Ｃ９）に示した化合物などを挙げることができる。
【００４８】
【化７】
【００４９】
【化８】
【００５０】
上記に例示した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、重合性置換基として、ビニル基の代わりに、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、スチリル基およびその誘導体、ビニルアミド基およびその誘導体などを用いてもよい。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。
【００５１】
上記燐光発光性高分子化合物としては、イリジウム錯体から導かれる構造単位、正孔輸送性化合物から導かれる構造単位、および電子輸送性化合物から導かれる構造単位を有することが好ましい。このような燐光発光性高分子化合物では、イリジウム錯体から導かれる構造単位上で、正孔と電子とが効率よく再結合するため、高い発光効率とともに、高い輝度が得られる。
【００５２】
また、上記燐光発光性高分子化合物の分子量は、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、分子量とは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をいう。
【００５３】
上記燐光発光性高分子化合物は、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い。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。
【００５４】
上記燐光発光性高分子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。上記燐光発光性高分子化合物について、より具体的な例およびその製造方法は、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などに開示されている。
【００５５】
有機ＥＬ化合物層３は、陽極層２および／または陰極層４上にコーティングされる。
有機ＥＬ化合物層を形成する工程は、同一種の燐光発光性高分子化合物層の単独層を表層とする上記有機ＥＬ化合物層を上記陽極層および上記陰極層上に形成する工程であることがより好ましい。この場合、他の有機ＥＬ化合物層を形成することなく、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子が作成でき、製造工程も簡略化される。また、同一の化合物間で熱圧着されるため、高い層間の密着強度が得られる。
【００５６】
有機ＥＬ化合物層３の厚みは、素子の構造に依存するが、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．０５〜０．５μｍであることがより好ましい。
有機ＥＬ化合物層３は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水などの単独または混合溶媒に、有機ＥＬ化合物を溶解させ、スピンコート、スプレーコート、グラビア、グラビアオフセット、マイクログラビア、フレキソ、ダイコート、ロールコート、凹版オフセット等のコーティング、印刷方法などを用いて製膜できる。フレキソ、オフセット、凹版オフセット、グラビアは、コーティングと同時にパターニングが行えるため好ましい。上記基板として巻き取りのフィルムを用いる場合には、グラビア、グラビアオフセット、マイクログラビア、フレキソ、ダイコート、ロールコートなどが好ましく用いられる。
【００５７】
また、有機ＥＬ化合物層３を２層以上形成する場合には、各層を構成する材料の溶解性を鑑み、例えば、水溶性と油溶性の樹脂を選択するなどの溶解性の差を利用すること、およびコーティングから乾燥までの時間を短縮し、実質的に下層に影響を与えないようにコーティング条件を選定することが望ましい。
【００５８】
スペーサーとなる絶縁層５に用いる絶縁性材料としては、感光性レジスト、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが用いられる。特に、感光性レジストは、絶縁層に細かいパターニングを施せるため好適に用いられる。
【００５９】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、塩ビ系の樹脂などが挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などなどが挙げられる。
【００６０】
絶縁層５は、陽極層２上および陰極層４上いずれの位置に形成してもよい。感光性レジストの場合は、露光により燐光発光性高分子化合物層を破壊する可能性があるため、燐光発光性高分子化合物層より先に感光性レジスト層を形成することが望ましい。絶縁層５を塗布する際に用いる溶剤は、塗布面の層を形成する材料について溶解度の低いものが望ましい。また、これらの絶縁層５パターンを、陽極層２、陰極層４などをエッチングする代わりに、パターニングに利用することもできる。
【００６１】
また、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂などは、グラビア、グラビアオフセット、マイクログラビア、フレキソ、ダイコート、ロールコートなどの各種コーティング方法を用いて形成できる。フレキソ、オフセット、凹版オフセット、グラビアは、コーティングと同時にパターニングが行えるため好ましい。
【００６２】
陽極層２および陰極層４を外部に電気的に接続する方法は、例えば、図４〜６に示した方法が挙げられる。図４では、陽極、陰極ともに、透明電極６によって取り出される。陽極は、ＩＴＯなどの透明電極が露出するような位置で基板を折り曲げて取り出される。また、陰極は、屈曲部を切断して取り出される。図６は、ほぼ同様であるが、半面に設けられた陰極層４が、そのまま取り出し電極の機能を有する。図５は、陰極層側の透明電極が陽極層４の隣に設けた透明電極と接続できるようになっている。この接続には、導電性のペーストなどを用いてもよい。図５の場合は屈曲部を切断する必要はない。
【００６３】
次いで、有機ＥＬ化合物層３を介して、第１の基板１ａ上に形成された陽極層２と第２の基板２上に形成された陰極層４とを熱圧着する。熱圧着には、金属ロール、ゴムロールなどが用いられる。
【００６４】
この熱圧着する工程は、第１の基板の材料の融点、第２の基板の材料の融点、および上記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点のうち、最も低い温度以下で熱圧着する工程であることが好ましい。なお、上記の「最も低い温度」であって、なるべく高い温度で行われることがより好ましい。上記素子において、「上記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点」とは、上記燐光発光性高分子化合物が２種以上用いられている場合は、これらの化合物の有する融点のうち、最も低い温度を意味する。
【００６５】
また、熱圧着する工程は、好ましくは８０℃〜２００℃で熱圧着されることが望ましい。このように本発明に係る製造方法では、熱圧着と同時に、発光効率および輝度を高めるための有機ＥＬ化合物の加熱処理が行われるため、生産工程が簡略化できる。
【００６６】
本発明に係る製造方法によって得られた有機ＥＬ素子は、公知の方法で、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機ＥＬ素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
【００６７】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
【００６８】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例］
［合成例１］
燐光発光性高分子化合物として、poly-(viTPD-co-viPBD-co-IrST)を、スキーム１のよ
うに合成した。これは、重合性置換基を導入したイリジウム錯体（Ｅ−４）、正孔輸送性化合物（Ｂ４）および電子輸送性化合物（Ｃ１）を共重合した化合物である。
【００６９】
【化９】
【００７０】
密閉容器に、４６０ｍｇのviTPD（特開2005-97589号公報に記載されている方法に準じて合成した）、４６０ｍｇのviPBD（特開平10-1665号公報に記載されている方法に準じて合成した）、および８０ｍｇのIrST（特開2003-113246号公報に記載されている方法に準じて合成した）を入れ、脱水トルエン１０．８ｍＬを加えた後、Ｖ−６０１（和光純薬工業製）の０．１Ｍトルエン溶液２１７μＬを加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で９６時間撹拌した。反応後、反応液をアセトン３００ｍＬ中に滴下して沈殿を生じさせた。さらにトルエン−アセトンでの再沈殿精製を２回繰り返して精製した後、５０℃で一晩真空乾燥し、薄黄色の固体としてpoly-(viTPD-co-viPBD-co-IrST)７８９ｍｇを得た。得られた共重合体の分子量はポリスチレン換算のＧＰＣ測定より数平均分子量（Ｍｎ）２1４００、重量平均分子量（Ｍｗ）４６６００、分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）２．１７と見積もられた。共重合体中のイリジウム元素含量はＩＣＰ元素分析より１．５重量％であった。この結果および13Ｃ−ＮＭＲ測定の結果より、共重合体の共重合比はviTPD：viPBD：IrST＝４３．１：５１．３：５．６（質量比）と見積もられた。
【００７１】
［実施例１］
図２（ａ）に示すように、ポリエチレンテレフタレートフィルム基板に、パターニングされたＩＴＯ電極、すなわち陽極層２を形成した。上記基板の図２（ｂ）に示す部位に、アルミ箔からなる金属層４ｂをラミネートした。この金属層４ｂ上に、フッ化リチウムを０．００５μｍの厚みで真空蒸着し、バッファー層４ａを形成した。
【００７２】
次いで、燐光発光性高分子化合物poly-(viTPD-co-viPBD-co-IrST)の層３ｂを、陰極層４上であって、図２（ａ）〜（ｂ）に示す部位に０．１μｍの厚みで印刷した。陰極層４
上、図２（ａ）に示す部位に陰極取り出し電極を残すように絶縁層５を０．１８μｍの厚みで印刷した。次いで、下記式（１）で表されるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる正孔輸送層３ａを、図２（ａ）〜（ｂ）のように両極の取り出し電極以外の部位全面に０．０５μｍの厚みで印刷した。本実施例では、陽極層２がパターンニングされているため、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる正孔輸送層３ａを全面に積層しても有機ＥＬ素子はパターン通りに発光する。この基板を折り曲げ、８０℃で熱圧着した。次いで、図３に示した位置で屈曲部を切断し陰極を取り出し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に７Ｖの電圧を印加したところ、４８０ｃｄ／ｍ2の発光が得られた。
【００７３】
【化１０】
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７５】
１： 基板
１ａ： 第１の基板
１ｂ： 第２の基板
２： 陽極層
３： 有機ＥＬ化合物層
３ａ： 正孔輸送層
３ｂ： 燐光発光性高分子化合物層
４： 陰極層
４ａ： バッファー層
４ｂ： 金属層
５： 絶縁層
６： 透明電極
【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」とも記す。）素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子に関する。より詳しくは、本発明は、陽極層と陰極層とに挟まれた有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、一般的には陽極層、有機ＥＬ化合物層、陰極層とが積層されてなる。また、有機ＥＬ化合物層は、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層などが積層された多層構造であってもよい。この陽極層および陰極層間に電流を流し、発光層で発光が得られる。電極の一方を透明にすれば、この発光を外部に取り出すことができる。
【０００３】
このような有機ＥＬ素子は、自発光型の素子であるとともに、薄膜化が可能であるなどの利点を有する。このため、ディスプレイ、ＬＣＤ用バックライトなどへの応用が期待され、活発に研究開発が進められている。
【０００４】
しかしながら、発光効率および輝度を高めるため、通常、基板上に有機ＥＬ化合物を積層した後に加熱処理を行う必要があった（特許文献１参照）。このため、生産性の向上のためには、上記のような煩雑な製造工程の改善が求められていた。
【０００５】
一方、特許文献２では、有機ＥＬ化合物層をそれぞれ積層した、陽極層側の基板と、陰極層側の基板とを、熱圧着により貼り合わせて素子を製造する試みがされている。この方法によれば、圧着工程の前までは、陽極層側と陰極層側とを別々に製造できるため、効率よく素子を製造できる利点がある。ここでは、フィルム基板上に陽極層および有機ＥＬ化合物層を積層し、同一フィルム基板上の別の部位に陰極層および有機ＥＬ化合物層を積層し、フィルム基板を折り曲げて対向圧着する方法が開示されている。
【０００６】
しかしながら、上記の熱圧着により得られた有機ＥＬ素子は、発光効率、輝度などの特性の点でさらなる改善が求められていた。
【特許文献１】特開２００５−１６６６５１号公報
【特許文献２】特開２００３−４５６５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、効率よく素子を製造できるとともに、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は以下のとおりに要約される。
【０００９】
［１］陽極層と陰極層とに挟まれた有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法において、
第１の基板上に陽極層を形成する工程と、
第２の基板上に陰極層を形成する工程と、
上記陽極層および／または上記陰極層上に有機ＥＬ化合物層を形成する工程と、
上記有機ＥＬ化合物層を介して、上記第１の基板上に形成された陽極層と上記第２の基板上に形成された陰極層とを熱圧着する工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１０】
［２］上記陽極層上および／または上記陰極層上に絶縁層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする上記［１］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１１】
［３］上記有機ＥＬ化合物層を形成する工程が、同一種の有機ＥＬ化合物層を表層とする上記有機ＥＬ化合物層を上記陽極層および上記陰極層上に形成する工程であることを特徴とする上記［１］または［２］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１２】
［４］上記有機ＥＬ化合物層を形成する工程が、上記陽極層および／または上記陰極層上に少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層を形成する工程であることを特徴とする上記［１］〜［３］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１３】
［５］上記熱圧着する工程が、上記第１の基板の材料の融点、上記第２の基板の材料の融点、および上記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点のうち、最も低い温度以下で熱圧着する工程であることを特徴とする上記［４］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１４】
［６］上記熱圧着する工程が、８０℃〜２００℃で熱圧着する工程であることを特徴とする上記［４］または［５］に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１５】
［７］上記第１の基板と上記第２の基板とが別体の基板であり、
上記熱圧着する工程が、上記第１の基板と上記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１６】
［８］上記第１の基板と上記第２の基板とが一体の基板であり、
上記熱圧着する工程が、上記基板を折り曲げて、上記第１の基板と上記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする上記［１］〜［６］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【００１７】
［９］上記［１］〜［８］のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法によって製造された有機ＥＬ素子。
【００１８】
［１０］上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いた画像表示装置。
【００１９】
［１１］上記［９］に記載の有機ＥＬ素子を用いた面発光光源。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、効率よく素子を製造できるとともに、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子の製造方法、および該製造方法によって得られた有機ＥＬ素子が提供される。本発明によれば、素子製造のために用いられる熱圧着工程により、発光効率および輝度を高めるための有機ＥＬ化合物の加熱処理が同時に行えるため、生産工程が簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法、すなわち陽極層と陰極層とに挟まれた一
層または二層以上の有機ＥＬ化合物層を含む有機ＥＬ素子の製造方法の一例を図１〜図３に基づいて説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００２２】
図１（ａ）に示すように、第１の基板１ａ上にパターンニングされた陽極層２を形成し、その上に有機ＥＬ化合物層３（図１（ａ）および（ｂ）では３ａ）を形成する。また、第２の基板上１ｂ上に陰極層４（図１（ｂ）では４ａおよび４ｂ）を積層し、その上に有機ＥＬ化合物層３（図１（ｂ）では３ａおよび３ｂ）を形成する。
【００２３】
ここで、素子の短絡を防ぐスペーサーとして、絶縁層５を陽極層２上および／または陰極層４上に積層しておくことが好ましい。図１では、絶縁層５を陰極層４側に形成しているが、陽極層２側に形成してもよい。また、絶縁層５を設ける工程はどの段階でもよく、絶縁層５を基板上に設ける構成にしてもよい。絶縁層５を設ければ、熱圧着に要する力で基材がたわみ、有機ＥＬ化合物層３にかかる力が偏ることを抑制できる。これにより、素子が均一に発光しない、素子端部で電極が接触し短絡を起こすなどの問題が解決される。
【００２４】
次いで、図３に示すように、有機ＥＬ化合物層３（図３では、３ａおよび３ｂ）を介して、第１の基板１ａ上に形成された陽極層２と第２の基板１ｂ上に形成された陰極層４とを熱圧着して、有機ＥＬ素子を製造する。このように、本発明では、素子製造のための熱圧着工程において、有機ＥＬ化合物の加熱処理が同時に行われる。このため、有機ＥＬ化合物層３に用いられる燐光発光性高分子化合物の有する発光効率および最高輝度を高くできるとともに、生産工程が簡略化できる。なお、図３は、基板が一体である場合を示しているが、基板が別体である場合も同様に熱圧着される。
【００２５】
有機ＥＬ化合物層３の形成において、第１の基板１ａ側の表層および第２の基板１ｂ側の表層は、異なる種類の有機ＥＬ化合物からなる層であってもよいが、同一種の有機ＥＬ化合物からなる層であることが好ましい。すなわち、有機ＥＬ化合物層を形成する工程は、同一種の有機ＥＬ化合物層を表層とする上記有機ＥＬ化合物層を上記陽極層および上記陰極層上に形成する工程であることが好ましい。同一種の有機ＥＬ化合物からなる層同士が熱圧着されるため、より高い層間の密着強度が得られ、耐久性に優れた素子が製造できる。
【００２６】
また、図１に示すように、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとは別体の基板であってもよく、この場合は、熱圧着する工程で、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとが対向され、熱圧着される。また、図２に示すように、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとが一体の基板であってもよく、この場合は、熱圧着する工程で、基板を折り曲げて、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとが対向され、熱圧着される。熱圧着の位置合わせにおいては高い精度が要求される。特に、熱圧着を巻き取りで行う場合、基板が別体のときは、基板の流れ方向（ＭＤ）とそれに垂直な方向（ＴＤ）とを制御する必要がある。一方、基板が一体のときは、ＴＤ方向のみを制御すればよいため好ましい。また、上記基板が一体のときは、基板上の陽極層２と、陰極層４上に設ける取り出し電極（透明電極６）とを同時にパターニングできるため、製造工程が簡略化される。
【００２７】
上記基板としては、燐光発光性高分子化合物の発光波長に対して透明な絶縁性基板であればよく、該基板の材料としては、例えば、ガラス、プラスチック、シリコンなどが好適に用いられる。基板が別体のときは、両基板は、同一材料からなる基板であっても、異なる材料からなる基板であってもよい。また、両基板ともに、プラスチック製のフィルムであるときは、巻き取りによる有機ＥＬ素子の製造が可能であり、安価に素子が製造できるため好ましい。さらに、基板が一体であり、プラスチック製のフィルムであるときは、基板を折り曲げて、第１の基板１ａと第２の基板１ｂとを対向させ、熱圧着できるためより好ましい。
【００２８】
上記プラスチックとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー、ポリアミド、ポリエーテルサルフォン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネートなどが挙げられる。
【００２９】
上記基板において、陰極・陽極を製膜しない側および／または製膜する側には、ガスバリア性を向上するため、セラミック蒸着フィルム、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合鹸化物、アルミナ等の金属酸化物、ＳｉＯ2等の無機化合物などを積層してもよい。金属酸化物、無機化合物などの層は、ガスバリア性がより向上できるため好適に用いられ、これらの形成には、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法、真空蒸着法などが用いられる。また、上記基板には、カラーフィルター層を印刷により設けてもよい。
【００３０】
陽極層２には、透明な陽極が得られるため、インジウムと錫との複合酸化物（以下ＩＴＯという）が用いられる。陽極層２は、第１の基板１ａ上に、蒸着法、スパッタリング法、ペースト状のＩＴＯを用いた印刷などの塗布法により製膜される。また、基板１ａ上に、オクチル酸インジウム、アセトンインジウムなどの前駆体を塗布後、熱分解により酸化物を形成する塗布熱分解法を用いてもよい。アルミニウム、金、銀などの金属を半透明状に蒸着して、陽極層２を形成してもよい。
【００３１】
陽極層２は、必要に応じて、エッチングによりパターニングを行ってもよく、ＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行ってもよい。
陰極層４に用いる陰極材料としては、仕事関数が低く、かつ化学的に安定な材料であれば特に制限されないが、例えば、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ等のアルカリ金属；Ｍｇ、Ｃａ、Ｂａ等のアルカリ土類金属；Ａｌ；ＭｇＡｇ合金；ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ等のＡｌとアルカリ金属との合金などが好適に用いられる。化学的安定性を考慮すると仕事関数は２.９ｅＶ以下であることが好ましい。このような材料によって金属層４ｂが形成される。上記陰極材料の成膜方法としては、例えば、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が用いられる。また、金属層４ｂは、必要に応じて、マスクを用いた蒸着によって形成してもよく、エッチングによりパターニングを行ってもよい。さらに、ＵＶ処理、プラズマ処理などにより表面の活性化を行ってもよい。
【００３２】
また、金属層４ｂには、アルミニウム、銅、ニッケル、などの金属箔を用いてもよい。また、金属箔を用いる場合は、アルミニウムなどの金属箔層上に、エネルギーレベルの低いカルシウム、マグネシウム、銀、金などを蒸着、スパッタまたはメッキしたものを用いてもよい。この場合、ダークスポットと呼ばれる未発光部の発生、拡大も抑制され、簡単な構成であっても、長寿命の素子が得られる。金属箔層の裏面には、製造時の取り扱いを容易にするために、ポリエチレンテレフタレート、ナイロンなどのフィルムをあらかじめ圧着しておいてもよい。
【００３３】
また、必要に応じて、発光効率を上げるために、フッ化リチウム、アルミナ、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなどからなるバッファー層４ａを設けてもよい。ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンスルホン酸ナトリウムなどの高分子を用いたバッファー層４ａは、湿式の印刷法によって成膜できるため好ましく用いられる。さらに、これら高分子を用いたバッファー層４ａを表層として熱圧着してもよい。
【００３４】
有機ＥＬ化合物層３としては、図１では、正孔輸送層３ａおよび燐光発光性高分子化合物層３ｂを用いているが、少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層３ｂが含まれていることが好ましい。すなわち、有機ＥＬ化合物層３を形成する工程が、上記陽極層および／または上記陰極層上に、少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層を形成する工程で
あることが好ましい。これにより、高発光効率および高輝度が得られる。
【００３５】
また、燐光発光性高分子化合物層３ｂのほかに、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層などが積層された多層構造であってもよい。なお、本明細書においては、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化合物と呼び、また、これらの化合物からなる層を有機ＥＬ化合物層と呼ぶ。
【００３６】
正孔輸送層３ａを形成する場合は、銅フタロシアニンおよびその誘導体、１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン、Ｎ，Ｎ'−ジフェニル−Ｎ，Ｎ'−ビス（３−メチルフェニル）−１，１'−ビフェニル−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などの低分子化合物；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化合物などが用いられる。上記高分子化合物は、湿式法による製膜が容易であるため好ましい。
【００３７】
燐光発光性高分子化合物層３ｂは、燐光発光性高分子化合物からなり、該化合物層によれば高発光効率および高輝度が得られる。燐光発光性高分子化合物層を形成する際に、燐光発光性高分子化合物は１種単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。また、上記燐光発光性高分子化合物は、重合性置換基を有する燐光発光性化合物の単量体と共に、重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物の単量体とを共重合して得られる。上記燐光発光性高分子化合物の共重合においては、上記燐光発光性化合物の単量体および上記キャリア輸送性化合物の単量体は、それぞれ１種単独で、または２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３８】
上記燐光発光性化合物としては、イリジウム錯体、白金錯体、金錯体などの金属錯体が好ましく用いられる。上記燐光発光性高分子化合物においては、上記金属錯体の単量体を重合しているため、金属錯体の三重項励起状態を経由する発光が得られる。これらのうちで、発光効率の観点から、イリジウム錯体がより好ましい。
【００３９】
上記の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１つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物などが挙げられる。
【００４０】
【化１】
【００４１】
【化２】
【００４２】
【化３】
【００４３】
【化４】
【００４４】
【化５】
【００４５】
【化６】
【００４６】
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る。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の有機基を介して上記金属錯体に結合していてもよい。
【００４７】
これらのうちで、ビニル基、メタクリレート基、スチリル基およびこれらの誘導体が好ましい。
上記キャリア輸送性化合物としては、正孔輸送性化合物、電子輸送性化合物、および正孔輸送性および電子輸送性の機能を有する化合物が挙げられる。上記の重合性置換基を有するキャリア輸送性化合物としては、正孔輸送性および／または電子輸送性の機能を有する化合物において、１つ以上の水素原子を重合性置換基で置換した化合物が挙げられる。このような化合物として、具体的には、下記式（Ｂ１）〜（Ｂ９）、（Ｃ１）〜（Ｃ９）に示した化合物などを挙げることができる。
【００４８】
【化７】
【００４９】
【化８】
【００５０】
上記に例示した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、重合性置換基として、ビニル基の代わりに、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、スチリル基およびその誘導体、ビニルアミド基およびその誘導体などを用いてもよい。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。
【００５１】
上記燐光発光性高分子化合物としては、イリジウム錯体から導かれる構造単位、正孔輸送性化合物から導かれる構造単位、および電子輸送性化合物から導かれる構造単位を有することが好ましい。このような燐光発光性高分子化合物では、イリジウム錯体から導かれる構造単位上で、正孔と電子とが効率よく再結合するため、高い発光効率とともに、高い輝度が得られる。
【００５２】
また、上記燐光発光性高分子化合物の分子量は、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、分子量とは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をいう。
【００５３】
上記燐光発光性高分子化合物は、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い。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。
【００５４】
上記燐光発光性高分子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。上記燐光発光性高分子化合物について、より具体的な例およびその製造方法は、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などに開示されている。
【００５５】
有機ＥＬ化合物層３は、陽極層２および／または陰極層４上にコーティングされる。
有機ＥＬ化合物層を形成する工程は、同一種の燐光発光性高分子化合物層の単独層を表層とする上記有機ＥＬ化合物層を上記陽極層および上記陰極層上に形成する工程であることがより好ましい。この場合、他の有機ＥＬ化合物層を形成することなく、高発光効率および高輝度を有する有機ＥＬ素子が作成でき、製造工程も簡略化される。また、同一の化合物間で熱圧着されるため、高い層間の密着強度が得られる。
【００５６】
有機ＥＬ化合物層３の厚みは、素子の構造に依存するが、０．０１〜１０μｍであることが好ましく、０．０５〜０．５μｍであることがより好ましい。
有機ＥＬ化合物層３は、トルエン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、酢酸エチル、酢酸ブチル、水などの単独または混合溶媒に、有機ＥＬ化合物を溶解させ、スピンコート、スプレーコート、グラビア、グラビアオフセット、マイクログラビア、フレキソ、ダイコート、ロールコート、凹版オフセット等のコーティング、印刷方法などを用いて製膜できる。フレキソ、オフセット、凹版オフセット、グラビアは、コーティングと同時にパターニングが行えるため好ましい。上記基板として巻き取りのフィルムを用いる場合には、グラビア、グラビアオフセット、マイクログラビア、フレキソ、ダイコート、ロールコートなどが好ましく用いられる。
【００５７】
また、有機ＥＬ化合物層３を２層以上形成する場合には、各層を構成する材料の溶解性を鑑み、例えば、水溶性と油溶性の樹脂を選択するなどの溶解性の差を利用すること、およびコーティングから乾燥までの時間を短縮し、実質的に下層に影響を与えないようにコーティング条件を選定することが望ましい。
【００５８】
スペーサーとなる絶縁層５に用いる絶縁性材料としては、感光性レジスト、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂などが用いられる。特に、感光性レジストは、絶縁層に細かいパターニングを施せるため好適に用いられる。
【００５９】
上記熱可塑性樹脂としては、例えば、スチレン系、オレフィン系、ウレタン系、エステル系、塩ビ系の樹脂などが挙げられる。上記熱硬化性樹脂としては、例えば、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂などなどが挙げられる。
【００６０】
絶縁層５は、陽極層２上および陰極層４上いずれの位置に形成してもよい。感光性レジストの場合は、露光により燐光発光性高分子化合物層を破壊する可能性があるため、燐光発光性高分子化合物層より先に感光性レジスト層を形成することが望ましい。絶縁層５を塗布する際に用いる溶剤は、塗布面の層を形成する材料について溶解度の低いものが望ましい。また、これらの絶縁層５パターンを、陽極層２、陰極層４などをエッチングする代わりに、パターニングに利用することもできる。
【００６１】
また、熱可塑性樹脂および熱硬化性樹脂などは、グラビア、グラビアオフセット、マイクログラビア、フレキソ、ダイコート、ロールコートなどの各種コーティング方法を用いて形成できる。フレキソ、オフセット、凹版オフセット、グラビアは、コーティングと同時にパターニングが行えるため好ましい。
【００６２】
陽極層２および陰極層４を外部に電気的に接続する方法は、例えば、図４〜６に示した方法が挙げられる。図４では、陽極、陰極ともに、透明電極６によって取り出される。陽極は、ＩＴＯなどの透明電極が露出するような位置で基板を折り曲げて取り出される。また、陰極は、屈曲部を切断して取り出される。図６は、ほぼ同様であるが、半面に設けられた陰極層４が、そのまま取り出し電極の機能を有する。図５は、陰極層側の透明電極が陽極層４の隣に設けた透明電極と接続できるようになっている。この接続には、導電性のペーストなどを用いてもよい。図５の場合は屈曲部を切断する必要はない。
【００６３】
次いで、有機ＥＬ化合物層３を介して、第１の基板１ａ上に形成された陽極層２と第２の基板２上に形成された陰極層４とを熱圧着する。熱圧着には、金属ロール、ゴムロールなどが用いられる。
【００６４】
この熱圧着する工程は、第１の基板の材料の融点、第２の基板の材料の融点、および上記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点のうち、最も低い温度以下で熱圧着する工程であることが好ましい。なお、上記の「最も低い温度」であって、なるべく高い温度で行われることがより好ましい。上記素子において、「上記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点」とは、上記燐光発光性高分子化合物が２種以上用いられている場合は、これらの化合物の有する融点のうち、最も低い温度を意味する。
【００６５】
また、熱圧着する工程は、好ましくは８０℃〜２００℃で熱圧着されることが望ましい。このように本発明に係る製造方法では、熱圧着と同時に、発光効率および輝度を高めるための有機ＥＬ化合物の加熱処理が行われるため、生産工程が簡略化できる。
【００６６】
本発明に係る製造方法によって得られた有機ＥＬ素子は、公知の方法で、マトリックス方式またはセグメント方式による画素として画像表示装置に好適に用いられる。また、上記有機ＥＬ素子は、画素を形成せずに、面発光光源としても好適に用いられる。
【００６７】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、表示素子、ディスプレイ、バックライト、電子写真、照明光源、記録光源、露光光源、読み取り光源、標識、看板、インテリア、光通信などに好適に用いられる。
【００６８】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
［実施例］
［合成例１］
燐光発光性高分子化合物として、poly-(viTPD-co-viPBD-co-IrST)を、スキーム１のよ
うに合成した。これは、重合性置換基を導入したイリジウム錯体（Ｅ−４）、正孔輸送性化合物（Ｂ４）および電子輸送性化合物（Ｃ１）を共重合した化合物である。
【００６９】
【化９】
【００７０】
密閉容器に、４６０ｍｇのviTPD（特開2005-97589号公報に記載されている方法に準じて合成した）、４６０ｍｇのviPBD（特開平10-1665号公報に記載されている方法に準じて合成した）、および８０ｍｇのIrST（特開2003-113246号公報に記載されている方法に準じて合成した）を入れ、脱水トルエン１０．８ｍＬを加えた後、Ｖ−６０１（和光純薬工業製）の０．１Ｍトルエン溶液２１７μＬを加え、凍結脱気操作を５回繰り返した。真空のまま密閉し、６０℃で９６時間撹拌した。反応後、反応液をアセトン３００ｍＬ中に滴下して沈殿を生じさせた。さらにトルエン−アセトンでの再沈殿精製を２回繰り返して精製した後、５０℃で一晩真空乾燥し、薄黄色の固体としてpoly-(viTPD-co-viPBD-co-IrST)７８９ｍｇを得た。得られた共重合体の分子量はポリスチレン換算のＧＰＣ測定より数平均分子量（Ｍｎ）２1４００、重量平均分子量（Ｍｗ）４６６００、分子量分布指数（Ｍｗ／Ｍｎ）２．１７と見積もられた。共重合体中のイリジウム元素含量はＩＣＰ元素分析より１．５重量％であった。この結果および13Ｃ−ＮＭＲ測定の結果より、共重合体の共重合比はviTPD：viPBD：IrST＝４３．１：５１．３：５．６（質量比）と見積もられた。
【００７１】
［実施例１］
図２（ａ）に示すように、ポリエチレンテレフタレートフィルム基板に、パターニングされたＩＴＯ電極、すなわち陽極層２を形成した。上記基板の図２（ｂ）に示す部位に、アルミ箔からなる金属層４ｂをラミネートした。この金属層４ｂ上に、フッ化リチウムを０．００５μｍの厚みで真空蒸着し、バッファー層４ａを形成した。
【００７２】
次いで、燐光発光性高分子化合物poly-(viTPD-co-viPBD-co-IrST)の層３ｂを、陰極層４上であって、図２（ａ）〜（ｂ）に示す部位に０．１μｍの厚みで印刷した。陰極層４
上、図２（ａ）に示す部位に陰極取り出し電極を残すように絶縁層５を０．１８μｍの厚みで印刷した。次いで、下記式（１）で表されるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる正孔輸送層３ａを、図２（ａ）〜（ｂ）のように両極の取り出し電極以外の部位全面に０．０５μｍの厚みで印刷した。本実施例では、陽極層２がパターンニングされているため、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからなる正孔輸送層３ａを全面に積層しても有機ＥＬ素子はパターン通りに発光する。この基板を折り曲げ、８０℃で熱圧着した。次いで、図３に示した位置で屈曲部を切断し陰極を取り出し、有機ＥＬ素子を作製した。この有機ＥＬ素子に７Ｖの電圧を印加したところ、４８０ｃｄ／ｍ2の発光が得られた。
【００７３】
【化１０】
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】図１は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図２】図２は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図３】図３は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図４】図４は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図５】図５は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【図６】図６は、本発明に係る有機ＥＬ素子を説明するための図である。
【符号の説明】
【００７５】
１： 基板
１ａ： 第１の基板
１ｂ： 第２の基板
２： 陽極層
３： 有機ＥＬ化合物層
３ａ： 正孔輸送層
３ｂ： 燐光発光性高分子化合物層
４： 陰極層
４ａ： バッファー層
４ｂ： 金属層
５： 絶縁層
６： 透明電極
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極層と陰極層とに挟まれた有機エレクトロルミネッセンス化合物層を含む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、
第１の基板上に陽極層を形成する工程と、
第２の基板上に陰極層を形成する工程と、
前記陽極層および／または前記陰極層上に有機エレクトロルミネッセンス化合物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を介して、前記第１の基板上に形成された陽極層と前記第２の基板上に形成された陰極層とを熱圧着する工程と、
を含む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】
前記陽極層上および／または前記陰極層上に絶縁層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項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】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する工程が、同一種の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を表層とする前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層を前記陽極層および前記陰極層上に形成する工程であることを特徴とする請求項１または２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４】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する工程が、前記陽極層および／または前記陰極層上に少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層を形成する工程であることを特徴とする請求項１〜３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５】
前記熱圧着する工程が、前記第１の基板の材料の融点、前記第２の基板の材料の融点、および前記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点のうち、最も低い温度以下で熱圧着する工程であることを特徴とする請求項４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】
前記熱圧着する工程が、８０℃〜２００℃で熱圧着する工程であることを特徴とする請求項４または５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】
前記第１の基板と前記第２の基板とが別体の基板であり、
前記熱圧着する工程が、前記第１の基板と前記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする請求項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。
【請求項８】
前記第１の基板と前記第２の基板とが一体の基板であり、
前記熱圧着する工程が、前記基板を折り曲げて、前記第１の基板と前記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする請求項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。
【請求項９】
請求項１〜８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よって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像表示装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた面発光光源。
【請求項１】
陽極層と陰極層とに挟まれた有機エレクトロルミネッセンス化合物層を含む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、
第１の基板上に陽極層を形成する工程と、
第２の基板上に陰極層を形成する工程と、
前記陽極層および／または前記陰極層上に有機エレクトロルミネッセンス化合物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を介して、前記第１の基板上に形成された陽極層と前記第２の基板上に形成された陰極層とを熱圧着する工程と、
を含む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】
前記陽極層上および／または前記陰極層上に絶縁層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項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】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する工程が、同一種の有機エレクトロルミネッセンス化合物層を表層とする前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層を前記陽極層および前記陰極層上に形成する工程であることを特徴とする請求項１または２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４】
前記有機エレクトロルミネッセンス化合物層を形成する工程が、前記陽極層および／または前記陰極層上に少なくとも１層の燐光発光性高分子化合物層を形成する工程であることを特徴とする請求項１〜３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５】
前記熱圧着する工程が、前記第１の基板の材料の融点、前記第２の基板の材料の融点、および前記燐光発光性高分子化合物層を構成する燐光発光性高分子化合物の融点のうち、最も低い温度以下で熱圧着する工程であることを特徴とする請求項４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】
前記熱圧着する工程が、８０℃〜２００℃で熱圧着する工程であることを特徴とする請求項４または５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】
前記第１の基板と前記第２の基板とが別体の基板であり、
前記熱圧着する工程が、前記第１の基板と前記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする請求項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。
【請求項８】
前記第１の基板と前記第２の基板とが一体の基板であり、
前記熱圧着する工程が、前記基板を折り曲げて、前記第１の基板と前記第２の基板とを対向させ、熱圧着することを特徴とする請求項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。
【請求項９】
請求項１〜８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よって製造された有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた画像表示装置。
【請求項１１】
請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子を用いた面発光光源。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−１５７３４４（Ｐ２００７−１５７３４４Ａ）
【公開日】平成１９年６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３４６５８７（Ｐ２００５−３４６５８７）
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【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６月２１日（２００７．６．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月３０日（２００５．１１．３０）
【出願人】（０００００２００４）昭和電工株式会社 (3,251)
【Ｆターム（参考）】
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