(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の下部電極，画素形成層，混合層，電極接続層および第一の上部電極を有する第一の有機発光素子と、
第二の下部電極および第二の上部電極を有する第二の有機発光素子と、を有する有機発光素子光源であって、
基板上に前記第一の下部電極，前記画素形成層，前記第一の上部電極の順に形成され、
前記基板上に前記第二の下部電極，前記電極接続層の順に形成され、
前記第一の下部電極の表面エネルギーおよび前記第二の下部電極の表面エネルギーは異なり、
前記電極接続層により前記第二の下部電極と前記第一の上部電極が電気的に接続され、
前記画素形成層と前記電極接続層との境界に前記混合層が形成され、
前記混合層は前記画素形成層の成分と前記電極接続層の成分とを含み、
前記画素形成層はホストおよび発光ドーパントを含む有機発光素子光源。
【請求項２】
請求項１において、
前記第一の下部電極および前記第二の下部電極が異なる材料で形成されている有機発光素子光源。
【請求項３】
請求項１において、
前記第一の上部電極および前記第二の上部電極と前記電極接続層が同一の材料で形成されている有機発光素子光源。
【請求項４】
請求項１において、
前記第一の上部電極および前記第二の上部電極を絶縁するバンクを含み、
前記第一の下部電極および第二の下部電極の境界が前記バンクの下に設けられている有
機発光素子光源。
【請求項５】
請求項１において、
前記電極接続層を形成する材料として導電性高分子を含む有機発光素子光源。
【請求項６】
請求項１において、
前記発光ドーパントの補助配位子にフルオロアルキル基，パーフルオロアルキル基，アルキル基（Ｃの数は１０以上），パーフルオロポリエーテル基及びシロキシ基のうちから１つ以上選ばれる置換基が含まれる有機発光素子光源。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれかの有機発光素子光源の製造方法であって、
前記画素形成層，前記電極接続層および前記混合層の形成材料をＳＰ値の異なる複数の溶媒に溶解させ、塗液を作製する工程と、
前記塗液を前記第一の下部電極および前記第二の下部電極に塗布する工程と、を含む有機発光素子光源の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記第一の下部電極または前記第二の下部電極を表面エネルギーが異なる表面処理材料を用いて表面処理を行うことで、前記第一の下部電極の表面エネルギーおよび前記第二の下部電極の表面エネルギーを異ならせる工程を含む製造方法。
【請求項９】
請求項７において、
前記基板の背面または表面から光を照射することで、前記第一の下部電極の表面エネルギーおよび前記第二の下部電極の表面エネルギーを異ならせる工程を含む製造方法。
【請求項１０】
請求項７乃至９のいずれかに用いられる塗液であって、
前記塗液には沸点の異なる少なくとも三種類の溶媒が含まれ、
前記三種類の溶媒の内の一つの溶媒の沸点が他の二つの溶媒の沸点より低い塗液。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機発光素子用塗液，有機発光素子，有機発光素子光源、およびそれらの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、以下のような技術が開示されている。少なくとも、第１画素電極と、該第１画素電極上に形成された有機機能層と、該有機機能層上に形成された第２画素電極とを有する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、静電吸引型液滴吐出装置のノズル電極と下部電極間に、画素電極領域と非画素電極領域を有する基板を裁置し、ノズル電極と下部電極間に所定電圧を掛けた状態で、該基板もしくは液滴吐出装置のいずれかを相対的に移動させながら、ノズル電極と下部電極間の電界強度差により、画素電極領域に選択的に有機機能層塗布液をノズル電極より吐出させ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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−４２４３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
面内のパターニングを行うためにはマスクなどを用いるか、インクジェット法のように直接パターンを形成する方法があるが、いずれもアライメントを必要とするため工程が複雑になるという課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、簡便に直列構造形成のための画素領域と電極接続領域のパターニングをアライメントフリーで行うことが可能な有機発光素子用塗液，有機発光素子，有機発光素子光源、およびそれらの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための本発明の特徴は以下の通りである。
（１）第一の下部電極，画素形成層，混合層，電極接続層および第一の上部電極を有する第一の有機発光素子と、第二の下部電極および第二の上部電極を有する第二の有機発光素子と、を有する有機発光素子用光源であって、基板上に第一の下部電極，画素形成層，第一の上部電極の順に形成され、基板上に第二の下部電極，電極接続層の順に形成され、第一の下部電極の表面エネルギーおよび第二の下部電極の表面エネルギーは異なり、電極接続層により第二の下部電極と第一の上部電極が電気的に接続され、画素形成層と電極接続層との境界に混合層が形成され、混合層は画素形成層の成分と電極接続層の成分とを含み、画素形成層はホストおよび発光ドーパントを含む有機発光素子光源。
（２）上記において、第一の下部電極および第二の下部電極が異なる材料で形成されている有機発光素子光源。
（３）上記において、上部電極と電極接続層が同一の材料で形成されている有機発光素子光源。
（４）上記において、第一の上部電極および第二の上部電極を絶縁するバンクを含み、
第一の下部電極および第二の下部電極の境界がバンクの下に設けられている有機発光素子光源。
（５）上記において、電極接続層を形成する材料として導電性高分子を含む有機発光素子光源。
（６）上記において、発光ドーパントの補助配位子にフルオロアルキル基，パーフルオロアルキル基，アルキル基（Ｃの数は１０以上），パーフルオロポリエーテル基及びシロキシ基のうちから１つ以上選ばれる置換基が含まれる有機発光素子光源。
（７）上記の有機発光素子光源の製造方法であって、画素形成層，電極接続層および混合層の形成材料をＳＰ値の異なる複数の溶媒に溶解させ、塗液を作製する工程と、塗液を第一の下部電極および第二の下部電極に塗布する工程と、を含む有機発光素子光源の製造方法
（８）上記において、第一の下部電極または第二の下部電極を表面エネルギーが異なる表面処理材料を用いて表面処理を行うことで、第一の下部電極の表面エネルギーおよび第二の下部電極の表面エネルギーを異ならせる工程を含む製造方法
（９）上記において、基板の背面または表面から光を照射することで、第一の下部電極の表面エネルギーおよび第二の下部電極の表面エネルギーを異ならせる工程を含む製造方法（１０）上記の有機発光素子光源の製造方法に用いられる塗液であって、塗液には沸点の異なる少なくとも三種類の溶媒が含まれ、三種類の溶媒の内の一つの溶媒の沸点が他の二つの溶媒の沸点より低い塗液。
【発明の効果】
【０００７】
本発明により、簡便に直列構造形成のための画素領域と電極接続領域のパターニングをアライメントフリーで行うことが可能な有機発光素子用塗液，有機発光素子，有機発光素子光源、およびそれらの製造方法を提供できる。上記した以外の課題，構成及び効果は以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明における有機発光素子光源の一実施の形態における断面図である。
【図２】本発明における有機発光素子の一実施の形態における断面図である。
【図３】本発明における有機発光素子の一実施の形態における断面図である。
【図４】本発明における有機発光素子光源の一実施の形態における断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図面等により本発明を詳細に説明する。以下の説明は本願発明の内容の具体例を示すものであり、本願発明がこれらの説明に限定されるものではなく、本明細書に開示される技術的思想の範囲内において当業者による様々な変更および修正が可能である。また、本発明を説明するための全図において、同一の機能を有するものは、同一の符号を付け、その繰り返しの説明は省略する場合がある。
【００１０】
図１は、本発明における有機発光素子光源の一実施の形態における断面図である。図１では複数の有機発光素子が直接接続された構造となっている。一つの有機発光素子の駆動電圧は数Ｖ程度であるのに対し、一般的な商用電源の電圧は１００〜２００Ｖである。複数の有機発光素子を直列接続し光源の端子間電圧を商用電源の電圧程度まで高くすることで、交流−直流変換器の効率向上などが期待できるため、有機発光素子光源には直列構造が適している。図１は第一の下部電極１０１側から発光を取り出すボトムエミッション型の有機発光素子である。有機発光素子として第一の上部電極１０２側から発光を取り出すトップエミッション型でも構わない。図１では、基板１００上に第一の下部電極１０１，バンク１０５，画素形成層１０３，電極接続層１０４，第一の上部電極１０２，樹脂層１０６，封止基板１０７が上記の順で配置されている。また、光取出し層１０８が光取り出し方向である基板背面に形成されている。図１に図示されていない駆動回路および筐体などが備えられることで有機発光素子光源となる。駆動回路には交流−直流変換器や半波整流器などの電源調整器が含まれる。第一の有機発光素子３０２は、第一の下部電極１０１，画素形成層１０３，混合層１５０（図２参照），電極接続層１０４，第一の上部電極１０２で構成される。第二の有機発光素子３０３は、第二の下部電極２０１，画素形成層１０３，混合層１５０（図２参照），電極接続層１０４，第二の上部電極２０２で構成される。第一の有機発光素子３０２と第二の有機発光素子３０３の間にバンク１０５が設けられている。第一の有機発光素子３０２と第二の有機発光素子３０３の構成要素としてバンク１０５を含めても良い。
【００１１】
第一の下部電極１０１は陽極である。第一の下部電極１０１として陰極でも良い。第一の下部電極１０１はホトリソグラフィーによりパターニングして形成される。
【００１２】
第一の下部電極１０１が陽極の場合、第一の上部電極１０２は陰極となる。第一の下部電極１０１が陰極の場合、第一の上部電極１０２は陽極となる。第一の上部電極１０２がＩＴＯまたはＩＺＯであるとき、ＩＴＯまたはＩＺＯをスパッタ法で形成する際には、スパッタによるダメージを緩和するため、画素形成層１０３および第一の上部電極１０２の間にバッファ層を設けることがある。バッファ層には、酸化モリブデン，酸化バナジウムなどの金属酸化物を用いる。第一の上部電極１０２は第二の有機発光素子３０３の第二の下部電極２０１と電極接続層１０４により接続される。これにより、発光部を直列接続することができる。
【００１３】
第一の有機発光素子３０２，第二の有機発光素子３０３の側面に形成されたバンク１０５は逆テーパとなっており、第一の上部電極１０２と第二の上部電極２０２が導通しないようにするために用いられる。バンク１０５により第一の上部電極１０２と第二の上部電極２０２とが絶縁される。塗布で形成した後、所定のフォトマスクを用いて現像露光することにより、バンク１０５が形成される。バンク１０５の画素形成層１０３および電極接続層１０４が存在する側の表面には撥液処理を施してもよい。例えば、バンク１０５の表面にフッ素系ガスのプラズマ処理を行い、バンク１０５の表面をフッ素化することで撥液処理を行う。これにより、バンク１０５の表面には撥液層が形成される。バンク１０５として、ネガ型フォトレジストを用いることが好ましい。また、バンク１０５として、アクリル樹脂，ポリイミド樹脂，ノボラック樹脂，フェノール樹脂，非感光性材料なども用いることができる。
【００１４】
樹脂層１０６は、第一の上部電極１０２およびバンク１０５の上に形成される。樹脂層１０６は、第一の上部電極１０２やバンク１０５を封止するため、有機発光素子の劣化の要因となるガスや水分の浸入を防ぐために用いられる。樹脂層１０６として、エポキシ樹脂などの各種ポリマーを用いることができる。封止性能を向上させるために、樹脂層１０６として第一の上部電極１０２上の無機パッシベーション膜を用いることもできる。
【００１５】
封止基板１０７は樹脂層１０６の上に形成される。封止基板１０７はガラス基板である。但し、ガラス基板以外でも、適切なガスバリア膜を有するプラスチック基板も用いることができる。
【００１６】
光取出し層１０８は基板１００に形成される。光取出し層１０８は、画素形成層１０３で発光した光を効率よく取出すために用いられる。光取出し層１０８として、例えば、マイクロレンズなどの構造体や、散乱性，拡散反射性を有するフィルムが用いられる。
【００１７】
図２は、本発明の一実施形態に係る有機発光素子の断面図である。画素形成層１０３と電極接続層１０４の境界には両者の混合層１５０が存在する。混合層１５０は画素形成層１０３の成分と電極接続層１０４の成分とを含む。混合層１５０として、画素形成層１０３の成分および電極接続層１０４の成分のみから構成されていても良いが、他の成分を含んでいても良い。第二の下部電極２０１の側面にも混合層１５０が形成されているが、これに限られず、第二の下部電極２０１上に混合層１５０が形成されていてもよい。
【００１８】
第一の下部電極１０１上に画素形成層１０３が配置され、第二の下部電極２０１上に電極接続層１０４が形成されている。図２の構造では下側から基板１００，第一の下部電極１０１，画素形成層１０３，第一の上部電極１０２の順に配置されており、図２の有機発光素子は第一の下部電極１０１側から画素形成層１０３からの発光を取り出すボトムエミッション型である。第一の下部電極１０１は陽極となる透明電極、第一の上部電極１０２は陰極となる反射電極である。
【００１９】
画素形成層１０３には発光層形成用材料が含まれる。画素形成層１０３として、発光層形成用材料以外の層が含まれていても構わない。発光層以外の層としては、電子注入層，電子輸送層，正孔輸送層及び正孔注入層のいずれか一つ以上が挙げられる。
【００２０】
発光層形成用材料にはホスト，第一のドーパントが含まれる。画素形成層１０３内で電子及び正孔が再結合して、画素形成層１０３が発光する。
【００２１】
第一のドーパントとして、蛍光性化合物，リン光性化合物等が挙げられる。また、第一のドーパントとして、赤色ドーパント，緑色ドーパント又は青色ドーパントの一種以上等が挙げられる。
【００２２】
発光層形成用材料として第二のドーパントが含まれていても構わない。その場合、第二のドーパントの発光色は第一のドーパントの発光色と異なることが望ましい。「発光色が異なる」とは、各ドーパントのＰＬスペクトルにおいて最大強度を示す波長が異なることを言う。
【００２３】
さらに、発光層形成用材料として第三のドーパントが含まれていても構わない。その場合、第三のドーパントの発光色は第一のドーパントの発光色および第二のドーパントの発光色と異なることが望ましい。例えば、第一のドーパント，第二のドーパントおよび第三のドーパントを、赤色ドーパント，緑色ドーパントおよび青色ドーパントとすれば、単一の画素形成層１０３で有機発光素子から白色光が出射される。
【００２４】
電極接続層１０４は有機発光素子の第一の上部電極１０２と第二の下部電極２０１を電気的に接続し、直列構造を形成する。電極接続層１０４は図２のように画素形成層１０３の側面にあってもよいが、図３のように画素形成層１０３を覆うように存在しても構わない。例えば、第一の上部電極１０２が陽極であり、電極接続層１０４がＰＥＤＯＴなどの場合であれば、電極接続層１０４を電荷注入層や電極として用いることができるので、図３のように有機発光素子を形成することで工程数を低減できる。図２のように有機発光素子を形成することで、図３に比べて不要な層を削減できる。図３のように電極接続層１０４が画素形成層１０３を覆う場合、画素形成層１０３と第一の下部電極１０１との間に電荷輸送層１６０を形成しても良いし、電荷輸送層１６０がなくてもよい。電荷輸送層１６０としては、後述の正孔輸送層や電子輸送層などが挙げられる。
【００２５】
電極接続層１０４には導電性高分子または金属微粒子が含まれる。電極接続層１０４として、導電性高分子や金属微粒子のみから構成されていても良いが、他の成分を含んでいても良い。電極接続層１０４に導電性高分子を用いることで、乾燥（焼成）温度を低くできる、導電性高分子としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート），ポリチオフェン，ポリピロール，ポリアニリンなどが挙げられる。電極接続層１０４として、これらの材料を単独または二種以上用いても良い。また金属微粒子は銀などが挙げられる。
【００２６】
電極接続層１０４と第一の上部電極１０２に同種の材料を用いてもかまわない。電極接続層１０４と第一の上部電極１０２に同一の材料を用いることにより、電極接続層１０４が第一の上部電極１０２を兼ね、工程数を削減できる。
【００２７】
混合層１５０は塗布法で画素形成層１０３および電極接続層１０４を形成すると、両者の構成材料の相溶性が低い場合においても、ある程度混合するため形成される。画素形成層１０３と電極接続層１０４の境界にこの混合層１５０が形成されることで、両層の境界を平坦化でき、第一の上部電極１０２の断線や第一の上部電極１０２と第一の下部電極１０１の短絡等の発生を抑えることができる。混合層１５０の存在の確認は、素子断面のＴＯＦ−ＳＩＭＳ測定などによって、各構成材料の分布を評価することで行うことができる。
【００２８】
図４は、本発明における有機発光光源の一実施の形態における断面図である。第一の有機発光素子３０２および第二の有機発光素子３０３はバンク１０５で分割されている。第一の有機発光素子３０２および第二の有機発光素子３０３から光が取り出される方向には、拡散板３０１が配置されている。第一および第二の有機発光素子の発光色が異なる場合、各有機発光素子の配置は、図４に示すようなストライプ状のほかに千鳥格子状でもかまわない。
【００２９】
異なる色の素子を組み合わせた場合には、良好な白色光を得るために、図４のように、有機発光素子の光取り出し面の上部に拡散板３０１を取り付けてもかまわない。拡散板３０１としては、樹脂やガラス中に散乱体を分散させたものや、表面に凹凸構造を形成したものなどが考えられる。
【００３０】
＜ホスト＞
ホストとは、電界により励起状態を形成した後に光を発する、ドーパントを固定化するために用いられる材料であり、一般にドーパントよりもＨＯＭＯとＬＵＭＯの差（バンドギャップ）が広い。ホストとして、カルバゾール誘導体，フルオレン誘導体またはアリールシラン誘導体などを用いることが好ましい。またポリビニルカルバゾール誘導体やポリフェニレンビニレン誘導体など高分子材料でも構わない。効率の良い発光を得るためには青色ドーパントの励起エネルギーよりも、ホストの励起エネルギーが十分大きいことが好ましい。なお、励起エネルギーは発光スペクトルを用いて測定される。
【００３１】
＜表面エネルギーに関連するドーパント＞
本発明の一実施形態では、ドーパントに炭素数３以上のフルオロアルキル基などの表面エネルギーを下げられる置換基を金属錯体の表面ドーパントの補助配位子に導入し、ドーパントが画素形成層１０３中で濃度分布を形成し、画素形成層１０３上部で濃度を高くすることができる。以下、表面エネルギーを下げられる置換基を有する材料を表面ドーパントと称する。その場合、画素形成層１０３において画素形成層１０３形成時の基板とは反対側に、表面ドーパントのモル濃度が平均のモル濃度（発光層塗液を作製する際に混合した材料の量から計算されるモル濃度）より高い領域が形成される。そのようにすることにより、ドーパント濃度の微妙な調整をすることなしに、白色発光を実現することができる。
【００３２】
物質の表面は、一般に物質の内部と異なり、片側に同種の分子が存在しないため、引力が働かずエネルギーが高く不安定である。そのため、表面エネルギーを低下させるために表面積を小さくするように変形させる力（表面張力）が働く。また、物質内に表面エネルギーの低い官能基を有する分子がある場合には、その官能基を表面に出すことで表面エネルギーを低下させ安定化する。
【００３３】
例えば、水と界面活性剤（両親媒性分子）の場合、界面活性剤は表面エネルギーの低い官能基である疎水基を分子内に有し、その疎水基を水面から出す形で水面に単分子膜を形成することで水面の表面エネルギーを低下させている。
【００３４】
本発明における表面ドーパントは、分子内にフルオロアルキル基などの表面エネルギーが低い官能基を有している。ドーパント中のベンゼン環などの部位は、表面エネルギーが低い官能基よりも表面エネルギーが高い。
【００３５】
画素形成層１０３が形成される際には、表面エネルギーを小さくするために、表面エネルギーの低い官能基を表面に出すように力が働く。この作用により、表面エネルギーの低い官能基を有する分子が膜表面に移動することとなり、表面ドーパントの濃度分布が形成され、画素形成層１０３の擬似的な相分離が形成される。
【００３６】
本発明の一実施形態に用いられる表面ドーパントとしては、以下の一般式（１）で表される化合物などがあげられる。
【００３７】
【化１】
0005707258.tif 000002
【００３８】
式（１）中Ｘ１はＮを含む芳香族ヘテロ環を表す。Ｘ２は芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。Ｘ３はアセチルアセトナート誘導体，ピコリネート誘導体またはテトラキスピラゾリルボレート誘導体を表す。Ｙ１は表面エネルギーを下げられる置換基を表し、フルオロアルキル基，パーフルオロアルキル基，アルキル基（Ｃの数は１０以上），パーフルオロポリエーテル基及びシロキシ基のうちから１つ以上選ばれる置換基を表す。
【００３９】
画素形成層１０３に赤色ドーパント，緑色ドーパント及び青色ドーパントのうちいずれか二色以上のドーパントが含まれている場合、二色以上のドーパントのうち単独のドーパントのみに上記置換基が付与されていてもよいし、二色以上のドーパントのうち複数のドーパントに上記置換基が付与されていてもよい。画素形成層１０３に青色ドーパントと、緑色ドーパントまたは赤色ドーパントが含まれている場合、青色ドーパントのエネルギー移動を考慮して、緑色ドーパントまたは赤色ドーパントに上記置換基を含ませることが望ましい。
【００４０】
＜青色ドーパント＞
青色ドーパントは４００ｎｍから５００ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。青色ドーパントの主骨格としては例えばペリレン，イリジウム錯体（Bis（３，５−difluoro−２−（２−pyridyl）phenyl−（２−carboxypyridyl）ｉridium（III））：ＦＩｒｐｉｃなど）があげられる。中でも発光特性の面で［化２］で示されるイリジウム錯体がより好ましい。錯体としてイリジウム以外にも、周期律表における第８，９または１０族の元素、具体的にはＰｔやＰｄなどを用いることができる。式（２）中Ｘ１はＮを含む芳香族ヘテロ環を表す。Ｘ２は芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。
【００４１】
【化２】
0005707258.tif 000003
【００４２】
Ｘ１で表わされる芳香族ヘテロ環としては、キノリン環，イソキノリン環，ピリジン環，キノキサリン環，チアゾール環，ピリミジン環，ベンゾチアゾール環，オキサゾール環，ベンゾオキサゾール環，インドール環，イソインドール環などがあげられる。Ｘ２で表わされる芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環としては、ベンゼン環，ナフタレン環，アントラセン環，チオフェン環，ベンゾチオフェン環，フラン環，ベンゾフラン環，フルオレン環などがあげられる。式中Ｘ３はアセチルアセトナート誘導体，ピコリネート誘導体，テトラキスピラゾリルボレート誘導体などが挙げられる。また、Ｘ３はＸ１−Ｘ２と同様でもかまわない。
【００４３】
発光効率やキャリア伝導の観点から、画素形成層１０３中での青色ドーパントの濃度はホストに対し１０ｗｔ％以上が好ましい。青色ドーパントの重量平均分子量は５００以上３０００以下が望ましい。
【００４４】
＜緑色ドーパント＞
緑色ドーパントは５００ｎｍから５９０ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。緑色ドーパントの主骨格としては、例えばクマリンおよびその誘導体，イリジウム錯体（Ｔｒｉｓ（２−phenylpyridine）iridium（III）：以下Ｉｒ（ｐｐｙ）３、など）があげられる。中でも発光特性の面で［化１］で示されるイリジウム錯体がより好ましい。式中Ｘ１はＮを含む芳香族ヘテロ環を表し、Ｘ２は芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。
【００４５】
Ｘ１で表わされる芳香族ヘテロ環としては、キノリン環，イソキノリン環，ピリジン環，キノキサリン環，チアゾール環，ピリミジン環，ベンゾチアゾール環，オキサゾール環，ベンゾオキサゾール環，インドール環，イソインドール環などがあげられる。Ｘ２で表わされる芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環としては、ベンゼン環，ナフタレン環，アントラセン環，チオフェン環，ベンゾチオフェン環，フラン環，ベンゾフラン環，フルオレン環などがあげられる。Ｘ３はアセチルアセトナート誘導体、Ｘ１−Ｘ２と同様のものなどが挙げられる。
【００４６】
発光効率，青色ドーパントからのエネルギー移動の抑制およびキャリア伝導の観点から、画素形成層１０３中での緑色ドーパントの濃度はホストに対し１ｗｔ％以下が好ましい。緑色ドーパントの重量平均分子量は５００以上３０００以下が望ましい。
【００４７】
＜赤色ドーパント＞
赤色ドーパントは５９０ｎｍから７８０ｎｍの間に室温におけるＰＬスペクトルの最大強度が存在する。赤色ドーパントの主骨格としては、例えばルブレン、（Ｅ）−２−（２−（４−（dimethylamino）styryl）−６−methyl−４Ｈ−pyran−４−ylidene）malononitrile（ＤＣＭ）およびその誘導体，イリジウム錯体（Ｂｉｓ（１−phenylisoquinoline）（acetylacetonate）iridium（III）など）、オスミウム錯体，ユーロピウム錯体があげられる。中でも発光特性の面で［化１］で示されるイリジウム錯体がより好ましい。式中Ｘ１はＮを含む芳香族ヘテロ環を表し、Ｘ２は芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環を表す。
【００４８】
Ｘ１で表わされる芳香族ヘテロ環としては、キノリン環，イソキノリン環，ピリジン環，キノキサリン環，チアゾール環，ピリミジン環，ベンゾチアゾール環，オキサゾール環，ベンゾオキサゾール環，インドール環，イソインドール環などがあげられる。Ｘ２で表わされる芳香族炭化水素環または芳香族ヘテロ環としては、ベンゼン環，ナフタレン環，アントラセン環，チオフェン環，ベンゾチオフェン環，フラン環，ベンゾフラン環，フルオレン環などがあげられる。Ｘ３はアセチルアセトナート誘導体などが好ましい。
【００４９】
青色ドーパントからのエネルギー移動の抑制およびキャリア伝導の観点から、画素形成層１０３中での赤色ドーパントの濃度はホストに対し１ｗｔ％以下が好ましい。赤色ドーパントの重量平均分子量は５００以上３０００以下が望ましい。
【００５０】
＜正孔注入層＞
正孔注入層とは発光効率や寿命を改善する目的で使用される。また、特に必須ではないが、陽極の凹凸を緩和する目的で使用される。正孔注入層を単層もしくは複数層設けてもよい。正孔注入層としては、ＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン））：ＰＳＳ（ポリスチレンスルホネート）等の導電性高分子が好ましい。その他にも、ポリピロール系やトリフェニルアミン系のポリマー材料を用いることができる。また、低分子（重量平均分子量１００００以下）材料系と組合せてよく用いられる、フタロシアニン類化合物やスターバーストアミン系化合物も適用可能である。
【００５１】
＜正孔輸送層＞
正孔輸送層は発光層に正孔を供給する層である。広い意味で正孔注入層，電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層を単層もしくは複数層設けてもよい。正孔輸送層としては、スターバーストアミン系化合物やスチルベン誘導体，ヒドラゾン誘導体，チオフェン誘導体，フルオレン誘導体などを用いることができる。また、これらの材料に限られるものではなく、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。正孔輸送層を低抵抗化し駆動電圧を低下させるために、正孔輸送層中に電子受容性材料を添加しても良い。電子受容性材料とは、電子を電子受容性材料以外の分子から受け取りやすい材料をいう。電子受容性材料としては、例えば７，７，８，８−ｔetracyanoquinodimethane（ＴＣＮＱ）誘導体などが挙げられる。
【００５２】
＜電子輸送層＞
電子輸送層は発光層に電子を供給する層である。広い意味で電子注入層，正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層を単層もしくは複数層設けてもよい。この電子輸送層の材料としては、例えば、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）−４−（フェニルフェノラト）アルミニウム（ＢＡｌｑ）や、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｔｒｉｓ（２，４，６−trimethyl−３−（pyridin−３−ｙｌ）phenyl）borane（３ＴＰＹＭＢ）、１，４−Ｂｉｓ（triphenylsilyl）benzene（ＵＧＨ２）、オキサジアゾール誘導体，トリアゾール誘導体，フラーレン誘導体，フェナントロリン誘導体，キノリン誘導体，シロール誘導体などを用いることができる。電子輸送層を低抵抗化し素子の駆動電圧を低下させるために、電子輸送層中に電子供与性材料を添加しても良い。電子受容性材料とは、電子を放出しやすい（電子受容性材料以外の分子に渡しやすい）材料をいう。電子供与性材料としては、例えばＮ−ethyl−１，１０−phenanthrolium（ＮＥＰ）誘導体、Methyltriphenylphosphonium（ＭＴＰＰ）誘導体、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ｔetramethyl−ｐ−phenylenendiamine（ＴＭＰＤ）誘導体、rhodamine B chloride誘導体、pyronin B chloride誘導体、８−Hydroxyquinolinolato−lithium（Ｌｉｑ）誘導体などが挙げられる。
【００５３】
＜電子注入層＞
電子注入層は陰極から電子輸送層への電子注入効率を向上させる。具体的には、弗化リチウム，弗化マグネシウム，弗化カルシウム，弗化ストロンチウム，弗化バリウム，酸化マグネシウム，酸化アルミニウムが望ましい。また、もちろんこれらの材料に限られるわけではなく、また、これらの材料を２種以上併用しても差し支えない。
【００５４】
＜基板＞
基板１００として、ガラス基板，金属基板，ＳｉＯ2，ＳｉＮx，Ａｌ2Ｏ3等の無機材料を形成したプラスチック基板等が挙げられる。金属基板材料としては、ステンレス，４２アロイなどの合金が挙げられる。プラスチック基板材料としては、ポリエチレンテレフタレート，ポリエチレンナフタレート，ポリメチルメタクリレート，ポリサルフォン，ポリカーボネート，ポリイミド等が挙げられる。
【００５５】
＜陽極＞
陽極材料としては、高い仕事関数を有する材料であれば用いることができる。具体的には、透明電極として用いることができる材料としてはＩＴＯ，ＩＺＯなどの導電性酸化物や、薄いＡｇなどの仕事関数の大きい金属が挙げられる。また、反射電極としては、Ａｌ上にＩＴＯを積層したものや、ＩＴＯ／Ａｇ／ＩＴＯ積層膜，Ｃｒ，Ｍｏなどが挙げられる。電極のパターン形成は、下部電極であれば一般的にはガラス等の基板上にホトリソグラフィーなどを用いることで、また、上部電極である場合には成膜時にメタルマスクを用いることで行うことができる。
【００５６】
＜陰極＞
陰極材料は、仕事関数が小さい金属が好ましい。具体的には、反射電極をして用いる材料としてはＬｉＦとＡｌの積層体やＭｇ：Ａｇ合金などが好適に用いられる。透明陰極としては薄いＭｇ：Ａｇ合金やＩＴＯ上に薄いＭｇ：Ａｇ合金を積層したもの、ＬｉＦとＩＺＯの積層体などが挙げられる。また、これらの材料に限定されるものではなく、例えばＬｉＦの代わりとして、Ｃｓ化合物，Ｂａ化合物，Ｃａ化合物などを用いることができる。電極のパターニングは陽極と同様に行うことができる。
【００５７】
＜下部電極＞
画素形成層１０３や電極接続層１０４の成膜時に第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１表面の表面エネルギーに差を持たせるために、第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１は材料または光の透過性を変える必要がある。第一の下部電極１０１の材料および第二の下部電極２０１の材料を異なるものにした場合、電極表面の水酸基の有無や光の透過性の差を利用する表面エネルギー制御がやりやすくなる。
【００５８】
例えば、シランカップリング剤が作用する電極としない電極の組み合わせ（ＩＴＯ，ＡｌとＡｕ，Ｐｔ）や透明電極と不透明電極の組み合わせ（ＩＴＯ，ＩＺＯとＡｌ）などがあげられる。また、ＩＴＯ上にＡｕ，Ａｌなどを積層することで、第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１を作り分けてもよい。第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１の境界をバンク１０５の下に設けることにより、表面エネルギー制御への影響を低減できる。第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１の境界をバンク１０５の下に設けず、第一の下部電極１０１上に第二の下部電極２０１を形成してもよく、二つの電極の接続形態は限定されない。第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１の形成法は真空蒸着法，スパッタ法，メッキ法などを用いることができる。
【００５９】
＜表面処理＞
画素形成層１０３形成部と電極接続層１０４形成部の表面エネルギーに差を持たせるために、表面エネルギーが異なる表面処理材料を用いたり、基板の背面または表面から光を照射したりして、表面処理を行う。表面処理はＳＡＭ膜などを用いて行うことができる。
その際、あらかじめ第一の下部電極１０１および第二の下部電極２０１の種類または、光の透過性に差をつけておくことで表面処理のパターニングを行うことができる。
【００６０】
ＳＡＭ膜形成材料としてはシランカップリング剤や末端にチオール基（ＳＨ基）を有する材料などが挙げられる。また、その中でも光照射により親水，疎水性が切り替えられるものが好ましい。例えば末端に疎水基（アルキル基，フルオロアルキル基など）を有し、分子内にアゾ基などの光異性化部位またはニトロベンジル基などの光脱離基を有するシランカップリング剤などが好ましい。照射する光は紫外，可視，赤外光のいずれでもかまわないが、光異性化または光脱離反応が生じる波長である必要がある。光源としては、水銀ランプやキセノンランプなどを用いることができる。
【００６１】
＜塗液＞
塗液は画素形成層１０３形成材料および電極接続層１０４形成材料を適切な溶媒に溶解させたものである。しかしながら画素形成層１０３形成材料と電極接続層１０４形成材料のＳＰ値が大きく異なるため、それぞれのＳＰ値に近いＳＰ値を有する複数の溶媒を用いることが好ましい。このような溶媒を用いた塗液では、溶媒が分離してしまい塗布が困難になる。そのため、ホモジナイザーなどを用いて両者の分散液としたものを塗液としてもよい。また、両者の溶媒の中間のＳＰ値を持つ溶媒を第三の溶媒として加えてもよい。その場合には第三の溶媒の沸点は第一の溶媒，第二の溶媒の沸点よりも低い必要がある。例えば第一の溶媒としてトルエン，キシレンなどの芳香族溶媒やヘキサンなどの炭化水素系溶媒などＳＰ値の小さな溶媒が挙げられ、また第二の溶媒としては水などＳＰ値の大きな溶媒が挙げられる。また、第三の溶媒としては、メタノール，エタノールなどの低沸点アルコール系溶媒などが挙げられる。
【００６２】
画素形成層１０３および電極接続層１０４を成膜するための塗布法としては、キャスト法，スクリーン印刷法，インクジェット印刷法，スリットコート法，キャピラリコート法などを挙げることができる。これらの方法のうち１つ以上の方法を用いて、画素形成層１０３および電極接続層１０４を形成する。
【００６３】
＜作製手順＞
有機発光素子の作製方法の例として以下に２つの方法が挙げられる。
【００６４】
（１）１回塗布
基板１００上には第一の下部電極１０１，第二の下部電極２０１およびバンク１０５を形成しておく。
【００６５】
まず、第一の下部電極１０１および基板１００が露出している領域の表面を疎水化、第二の下部電極２０１表面を親水化する処理を行う。次に画素形成層１０３形成材料，電極接続層１０４形成材料，第一の溶媒および第二の溶媒を含む塗液を塗布する。第一と第二の溶媒は相溶性が無いため、基板上で分離する。分離後基板上の表面エネルギーの差により、画素形成層１０３形成材料は第一の下部電極１０１上に、電極接続層１０４形成材料は第二の下部電極２０１上へと移動し、それぞれの層を形成する。その後第一の上部電極１０２を蒸着法，スパッタ法，印刷法などで形成することで直列構造を有する有機発光素子をアライメントフリーで作製できる。この方法では、塗布回数を低減できるメリットがある。１回塗布の場合は、第一の下部電極１０１または第二の下部電極２０１の一方のみを表面処理してもよい。
【００６６】
（２）複数回塗布
基板１００上には第一の下部電極１０１，第二の下部電極２０１およびバンク１０５を形成しておく。
【００６７】
基板１００上に光照射によって撥水，親水性を変化させることができる材料をコートする。基板１００背面から光照射を行い、第二の下部電極２０１以外の領域を親水化、第二の下部電極２０１表面を疎水化する。その後画素形成層１０３形成材料および第一の溶媒を含む塗液を塗布し、第二の下部電極２０１以外の領域に画素形成層１０３を形成する。
なお、画素形成層１０３は複数層塗布しても構わない。画素形成層１０３形成後、基板１００表面から光照射を行い、第二の下部電極２０１表面を親水化する。その後、電極接続層１０４形成材料および第二の溶媒を含む塗液を塗布し、電極接続層１０４を形成する。
第一の上部電極１０２は蒸着法，スパッタ法，印刷法などで形成できる。以上の手順により直列構造を有する有機発光素子をアライメントフリーで形成できる。この方法では、画素形成層１０３を多層形成することが可能であり、高効率な素子構成とすることができる。
【００６８】
以下に具体的な実施例を示して、本願発明の内容をさらに詳細に説明する。
【実施例１】
【００６９】
本発明の第一の実施例として図２に示す構造の有機発光素子を作製した。第一の下部電極１０１として透明電極となるＩＴＯ、第二の下部電極２０１としてＡｕを用いた。表面処理としてシランカップリング剤を塗布した。シランカップリング剤は末端にアルキル鎖（ＣｎＨ２ｎ＋１；ｎ＝１８）を有するものを用いた。シランカップリング剤は表面にＯＨ基が存在するＩＴＯおよびガラス基板上には単分子膜を形成されるが、Ａｕ上には形成されないため、ＩＴＯおよびガラス上の表面エネルギーが小さく、Ａｕ上は大きいままである。その後画素形成層１０３形成材料としてホストであるＰＶＫと青色ドーパントであるＦＩｒｐｉｃ、緑色ドーパントであるＩｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃ、赤色ドーパントであるＩｒ（ｐｉｑ）２ａｃａｃ、電極接続層１０４形成材料として導電性高分子（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、第一の溶媒としてトルエン、第二の溶媒として水、第三の溶媒としてエタノールを含む塗液を塗布した。基板上でエタノールが揮発することで水とトルエンが分離し、表面エネルギーが小さいＩＴＯおよびガラス基板上にトルエン溶液が、表面エネルギーが大きいＡｕ上には水分散液が移動する。その後乾燥させることで所定の領域に画素形成層１０３および電極接続層１０４が形成される。その後、第一の上部電極１０２，第二の上部電極２０２としてＡｌを真空蒸着法によって形成することで、直列構造を有するＯＬＥＤ素子が形成される。作製した素子に電圧を印加すると複数の素子が同時に点灯し、直列構造が印刷時のアライメント無しに形成できた。
【実施例２】
【００７０】
本発明の第二の実施例として図３に示す構造の有機発光素子を作製した。第一の下部電極１０１には透明電極となるＩＴＯ、第二の下部電極２０１には不透明電極となるＡｌを用いた。表面処理として末端にパーフルオロアルキル基を有するシランカップリング剤のフッ素系溶液（０．１ｗｔ．％）に浸漬した。その後フッ素系溶媒でリンスし１２０℃、１０分間乾燥させた。これにより基板１００表面はすべて水に対する接触角が９０°以上となる撥水性を有する表面となる。その後、紫外光（〜２５４ｎｍ）を基板１００背面より３０分間照射することで、不透明である第二の下部電極２０１以外の領域が露光され、フルオロアルキル鎖が外れ表面が親水性となる。ここに、画素形成層１０３形成材料として熱硬化型正孔輸送層材料と第一の溶媒としてトルエンを含む塗液を塗布し、第二の下部電極２０１以外の領域に正孔輸送層１６０が形成される。その後熱硬化することで溶媒に対し不溶化させる。さらに画素形成層１０３形成材料として、ｍＣＰ（ホスト材料），Ｉｒ（ｐｐｙ）２ａｃａｃ（緑色ドーパント），第一の溶媒としてトルエンを含む塗液を塗布することで発光層が形成される。さらにアルコール系溶媒に溶解させた電子輸送層形成材料を塗布することで第一の上部電極１０２，第二の上部電極２０２を除く画素領域が形成できる。次に、基板１００表面から紫外光を照射することで第二の下部電極２０１表面を親水化する。その後、電極接続層１０４形成材料として導電性高分子（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）、第二の溶媒として水を含む塗液を塗布し、第二の下部電極２０１上および電子輸送層上に電極接続層１０４を形成する。その後、第一の上部電極１０２，第二の上部電極２０２としてＡｌ膜を真空蒸着法で形成することで直列構造を有するＯＬＥＤが形成できる。作製した素子に電圧を印加すると複数の素子が同時に点灯し、直列構造が印刷時のアライメント無しに形成できた。
【符号の説明】
【００７１】
１００  基板
１０１  第一の下部電極
１０２  第一の上部電極
１０３  画素形成層
１０４  電極接続層
１０５  バンク
１０６  樹脂層
１０７  封止基板
１０８  光取出し層
１５０  混合層
２０１  第二の下部電極
２０２  第二の上部電極
３０１  拡散板
３０２  第一の有機発光素子
３０３  第二の有機発光素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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