(57)【要約】【課題】本発明は、インクジェット法等の吐出法を用いて発光層をパターニングする際、高精度なパターニングを可能とするために設けられる隔壁等を不要とし、かつ基板等の汚損の少ないＥＬ素子およびその製造方法を提供することを主目的とするものである。【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、基板と、前記基板上に形成された撥液性層と、前記撥液性層を有する基板上にパターン状に形成され、前記撥液性層の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、前記第１電極層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有することを特徴とするＥＬ素子を提供する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された撥液性層と、前記撥液性層を有する基板上にパターン状に形成され、前記撥液性層の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、前記第１電極層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子。
【請求項２】
前記撥液性層は、前記第１電極層間にパターン状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３】
前記撥液性層は、フッ素含有化合物を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４】
基板と、前記基板上に形成され、少なくとも光触媒とバインダとを有し、かつエネルギー照射により濡れ性が変化する光触媒含有層と、前記光触媒含有層のエネルギー照射領域である親液性領域上に形成され、前記光触媒含有層のエネルギー未照射領域である撥液性領域の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、前記第１電極層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子。
【請求項５】
前記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（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）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることを特徴とする請求項４に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項６】
前記光触媒は、酸化チタンであることを特徴とする請求項５に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項７】
前記バインダが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示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もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項８】
前記撥液性層または撥液性領域と、前記第１電極層との臨界表面張力の差は、２０ｍＮ／ｍ以上であることを特徴とする請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項９】
基板上に撥液性層を形成する工程と、
前記撥液性層を有する基板上に、前記撥液性層の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層をパターン状に形成する工程と、
前記第１電極層上に発光層形成用塗工液を吐出法を用いて塗布し、発光層を形成する工程と、
前記発光層上に第２電極層を形成する工程と、
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項１０】
前記撥液性層は、前記第１電極層間にパターン状に形成されていることを特徴とする請求項９に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項１１】
前記撥液性層は、フッ素含有化合物を有することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項１２】
基板上に、少なくとも光触媒とバインダとを有し、エネルギー照射により濡れ性が低下する光触媒含有層を形成する工程と、
前記光触媒含有層にエネルギーをパターン照射し、エネルギー照射領域を親液性領域とし、エネルギー未照射領域を撥液性領域とする工程と、
前記親液性領域上に、前記撥液性領域の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層を形成する工程と、
前記第１電極層上に吐出法を用いて発光層形成用塗工液を塗布し、発光層を形成する工程と、
前記発光層上に第２電極層を形成する工程と、
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項１３】
前記撥液性層または撥液性領域と、前記第１電極層との臨界表面張力の差は、２０ｍＮ／ｍであることを特徴とする請求項９から請求項１２までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項１４】
前記吐出法はインクジェット法であることを特徴とする請求項９から請求項１３までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット法を用いてパターニングする際に、パターン精度を向上させるために必要な隔壁等の形成を不要とし、かつ基板等への汚損が回避されるエレクトロルミネッセント（以下、エレクトロルミネッセントをＥＬと省略する場合がある。）素子およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ＥＬ素子は、対向する電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起し、蛍光物質に応じた色の発光を行うものであり、自発光の面状表示素子として注目されている。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ディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
このようなＥＬ素子を用いたディスプレイの製造にあたっては、電極層、発光層またはバッファー層等に高精度なパターンの形成が要求されている。高精度なパターンを有するＥＬ素子であれば高精細な発光が可能であるからである。このようなパターン精度に優れたＥＬ素子を製造する方法として、従来インクジェット法等による方法が好適に用いられている。インクジェット法は、フルカラー化が容易であり、簡便な操作によりパターニングすることができる等、製造効率上有利な点が多いからである。
【０００４】
しかし、インクジェット法は、ノズルから塗工液を吐出させて所望の箇所に塗工液を付着させる塗工方法であるため、吐出し目的物に付着した塗工液が目的箇所に速やかに広がり、留まらせる必要がある。このような要求を満たすため、塗工液に改良を加えたり、また、不要な箇所にまで塗工液が濡れ広がることを防止するため、隔壁を予め基板に設けたり、隔壁や絶縁層等自体に撥液性を保持させる等の方法が提案されている。
【０００５】
このような隔壁や絶縁層等は、一般的に、フォトリソグラフィー法によりパターン状に形成される。フォトリソグラフィー法はパターンを緻密に精度よく形成することが可能であるため、好適な方法ではある。しかしながら、必須の工程である現像および洗浄といった工程は、煩雑な手間を多く要し、また、処理される必要のない他の機能層にまで影響が及ぶことがあり、基板が汚損される原因となる。このような不具合は、歩留まりを低下させ、コストの向上につながるためフォトリソグラフィー法においては、基板の汚損および製造効率の向上等を改善する必要があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、インクジェット法等の吐出法を用いて発光層をパターニングする際、高精度なパターニングを可能とするために設けられる隔壁等を不要とし、かつ基板等の汚損の少ないＥＬ素子およびその製造方法を提供することを主目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載するように、基板と、上記基板上に形成された撥液性層と、上記撥液性層を有する基板上にパターン状に形成され、上記撥液性層の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、上記第１電極層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有することを特徴とするＥＬ素子を提供する。
【０００８】
本発明においては、基板上に撥液性層を形成することを特徴とするものである。この撥液性層は、第１電極層上に発光層形成用塗工液を塗布する際、当該塗工液が余分な領域へ濡れ広がることを防止し、所望のパターンに精度よく発光層を形成することを可能とする。また、過剰な濡れ広がりを防止する従来の手段である隔壁等が不要となることから、隔壁等の形成方法であるフォトリソグラフィー法を行う必要がないため、煩雑な手間が省かれ製造効率が向上し、基板等の汚損が回避されることから歩留まりも向上するという利点を有する。
【０００９】
上記請求項１に記載された発明においては、請求項２に記載するように、上記撥液性層は、上記第１電極層間にパターン状に形成されていることが好ましい。
【００１０】
これは、撥液性が要求される第１電極層間のみに撥液性層を設けることにより、第１電極層が形成される領域の基板上は親液性が保たれ、かつ、第１電極層を基板に直接設けるため、第１電極層を基板に良好に密着させることが可能となるからである。
【００１１】
上記請求項１または請求項２に記載された発明においては、請求項３に記載するように、上記撥液性層は、フッ素含有化合物を有することが好ましい。フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素含有化合物を多く含む物質の表面は、臨界表面張力が小さくなり、撥液性を保持させることが可能だからである。
【００１２】
本発明においてはまた、請求項４に記載するように、基板と、上記基板上に形成され、少なくとも光触媒とバインダとを有し、かつエネルギー照射により濡れ性が変化する光触媒含有層と、上記光触媒含有層のエネルギー照射領域である親液性領域上に形成され、上記光触媒含有層のエネルギー未照射領域である撥液性領域の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、上記第１電極層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有することを特徴とするＥＬ素子を提供する。
【００１３】
光触媒含有層はエネルギーが照射によりその表面の濡れ性を変化させることができる。このような性質は、本発明において基板上に撥液性の領域を設ける際、光触媒含有層へのエネルギーのパターン照射という簡便な方法のみで、その形成を可能とし、製造効率の向上を実現することができる。さらに、撥液性領域の形成には同時に親液性領域も形成されることから、親液性領域上に第１電極層を設けることにより第１電極層を密着性良く設けることができるという利点も有す。
【００１４】
請求項４に記載された発明においては、請求項５に記載するように、上記光触媒が、酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（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）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）から選択される１種または２種以上の物質であることが好ましく、その中でも特に、請求項６に記載するように、酸化チタンであることが好ましい。これは酸化チタンのバンドキャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易だからである。
【００１５】
上記請求項４から請求項６までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項７に記載するように、上記バインダが、ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示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もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。
【００１６】
このようなオルガノポリシロキサンを材料として光触媒含有層を形成することにより、親液性層および撥液性層の濡れ性の差を大きくすることが容易だからである。
【００１７】
上記請求項１から請求項７までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項８に記載するように、上記撥液性層または撥液性領域と上記第１電極層との臨界表面張力の差は、２０ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。上述の範囲程度の臨界表面張力の差を有していれば、後に第１電極層上に形成される発光層が撥液性層または撥液性領域にまで濡れ広がることが防止でき、形成後の発光層の形状を所望のものとすることができるからである。
【００１８】
本発明はまた、請求項９に記載するように、基板上に撥液性層を形成する工程と、上記撥液性層を有する基板上に、上記撥液性層の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層をパターン状に形成する工程と、上記第１電極層上に発光層形成用塗工液を吐出法を用いて塗布し、発光層を形成する工程と、上記発光層上に第２電極層を形成する工程とを有することを特徴とするＥＬ素子の製造方法を提供する。
【００１９】
本発明においては、発光層を吐出法を用いて形成する際、発光層形成用塗工液の過剰な濡れ広がりを防止することを目的として、上記製造方法により基板上に撥液性層を形成することを特徴とする。この製造方法によれば、同様の目的を達成するために提案されているフォトリソグラフィー法による隔壁等の形成が不要となることから、フォトリソグラフィー法特有の問題点である、製造工程の煩雑さや、基板への汚損といった問題を解消することができる。
【００２０】
上記請求項９に記載された発明においては、請求項１０に記載するように、上記撥液性層は、上記第１電極層間にパターン状に形成されていることが好ましい。
【００２１】
パターン状に撥液性層を形成することにより、第１電極層が形成される基板上は親液性に保つことができ、第１電極層を良好に基板に密着させることが可能となるからである。
【００２２】
上記請求項９または請求項１０に記載された発明においては、請求項１１に記載するように、上記撥液性層は、フッ素含有化合物を有することが好ましい。
【００２３】
フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素含有化合物を多く含む物質の表面は、臨界表面張力が小さくなり、撥液性を保持させることが可能だからである。
【００２４】
本発明においてはまた、請求項１２に記載するように、基板上に、少なくとも光触媒とバインダとを有し、エネルギー照射により濡れ性が低下する光触媒含有層を形成する工程と、上記光触媒含有層にエネルギーをパターン照射し、エネルギー照射領域を親液性領域とし、エネルギー未照射領域を撥液性領域とする工程と、上記親液性領域上に、上記撥液性領域の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層を形成する工程と、上記第１電極層上に吐出法を用いて発光層形成用塗工液を塗布し、発光層を形成する工程と、上記発光層上に第２電極層を形成する工程とを有することを特徴とするＥＬ素子の製造方法を提供する。
【００２５】
この製造方法は、撥液性を保持する領域を設ける際の別態様として光触媒含有層を用いる製造方法を示すものである。光触媒含有層は、上述するようにエネルギー照射のみで濡れ性を変化させることが可能であるため、撥液性領域および親液性領域を形成する際に、エネルギーのパターン照射という簡便な方法のみでその形成を可能とするため、製造効率の向上を促し、コスト的に有利な製造方法である。
【００２６】
上記請求項９から請求項１２までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１３に記載するように、上記撥液性層または撥液性領域と、上記第１電極層との臨界表面張力の差は、２０ｍＮ／ｍ以上であることが好ましい。上述の範囲程度の臨界表面張力の差を有していれば、発光層を形成するために用いる発光層形成用塗工液が塗布される際、塗工液が撥液性層または撥液性領域にまで濡れ広がることは難しく、パターン精度を向上させることが可能であるからである。
【００２７】
上記請求欧９から請求項１３までのいずれかの請求項に記載された発明においては、請求項１４に記載するように、上記吐出法はインクジェット法であることが好ましい。本発明においては、吐出法、その中でも特にインクジェット法により発光層を形成する際に、従来では必要とされていた基板への前処理を不要とし、前処理により生じる問題点を解決することが本発明における目的であるからである。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明におけるＥＬ素子およびその製造方法について説明する。
【００２９】
１．ＥＬ素子
本発明におけるＥＬ素子は、基板上に撥液性を有する層を別個に形成することにより、吐出法により発光層を形成する際において発光層形成用塗工液が好ましくない領域にまで侵入することを防止するものである。従来、吐出法により発光層を形成するに当たっては、フォトリソグラフィー法により隔壁や絶縁層等を形成し、それらによって他の機能層への発光層形成用塗工液の過剰な濡れ広がりを防止していた。しかしながら、フォトリソグラフィー法はレジスト材によるマスク、現像、洗浄といった煩雑な手間を多く要し、かつ、これらの工程において使用する溶液等が、目的とする機能層以外の層にまで影響を及ぼすことから、基板の汚損など問題点がいくつかあった。そこで、本発明においては、隔壁等の代わりに撥液性を有する層を基板上に設けることにより、フォトリソグラフィー法の使用を不要とし、製造効率の向上、および歩留まりの向上といった効果をもたらすＥＬ素子を提案する。
【００３０】
このような利点を有する本発明において、その特徴部分である撥液性を有する層の形成方法の違いにより２つの実施態様に分けることができる。そこで、以下、ＥＬ素子の説明として、この２つの実施態様ごとに分けて説明する。
【００３１】
Ａ．第１実施態様
第１実施態様は、基板と、前記基板上に形成された撥液性層と、前記撥液性層を有する基板上にパターン状に形成され、前記撥液性層の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、前記第１電極層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有することを特徴とする。
【００３２】
本実施態様は、上述の撥液性を保持する層として、撥液性層を基板上に設けることにより本発明の目的を達成する。このような本実施態様の一例を図示したものが図１である。以下、図１を具体的に説明する。
【００３３】
まず、基板１と、基板１上の全面に形成された撥液性層２と、前記撥液性層２上にストライプ状に形成された第１電極層３と、前記第１電極層３上にパターン状に形成された発光層４と、前記第１電極層３と直行するように発光層４上に形成された第２電極層５とが図示されている。また、本発明においては、撥液性層２は少なくとも第１電極層３と比較し、撥液性を保持していることを特徴とするため、撥液性層２は、第１電極層３の臨界表面張力に対し、小さい臨界表面張力を有する層である。
【００３４】
さらに、図２は、撥液性層２をパターン状に形成した例であり、本実施態様の他の例を図示したものである。図２に示すように撥液性層２をパターン状に形成することは、基板と良好な密着性を示す第１電極層３を直接基板１上に設けることを可能とし、そのため、第１電極層３の密着性を良好なものとすることができる利点がある。
【００３５】
図１および図２に示すように本実施態様は撥液性層を基板上に、一面形成またはパターン形成することを特徴とする。そこで、本実施態様の説明としては、まず初めに撥液性層について説明し、後にＥＬ素子を構成する他の機能層について説明する。
【００３６】
（１）　撥液性層
第１実施態様における撥液性層としては、少なくとも撥液性層の表面が、第１電極層の臨界表面張力よりも小さい臨界表面張力を有するものであれば特に限定はされない。具体的には、図１および図２に示すように、基板上に別個に撥液性層を設ける場合や、基板表面に直接撥液性処理を施すことにより基板自体に撥液性を保持させる場合等がある。
【００３７】
このような本発明における撥液性層について、以下、詳細に説明する。
【００３８】
▲１▼　撥液性層表面の撥液性について
本発明における撥液性とは、第１電極層の臨界表面張力よりも小さい臨界表面張力を有する場合をいう。これは、臨界表面張力が、小さくなるほど撥液性を呈し、逆に大きくなるほど親液性を呈するものだからである。
【００３９】
本実施態様において撥液性層は、第１電極層よりも小さい臨界表面張力を有することから、少なくとも第１電極層よりは撥液性を有する層である。このような撥液性層の臨界表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下、好ましくは、３５ｍＮ／ｍ以下、中でも３０ｍＮ／ｍ以下の範囲内であることが好ましい。これは、発光層を形成するために用いられる発光層形成用塗工液が第１電極層上に塗布される際、当該塗工液が第１電極層の領域よりも濡れ広がってしまうような不都合が生じた場合に、上述の範囲内の臨界表面張力を有する撥液性層であれば、第１電極層および撥液性層の境界においてこの濡れ広がりを効果的に防止することが可能だからである。
【００４０】
次いで、発光層形成用塗工液の溶剤として一般的に用いられるキシレンの表面張力は２８．１ｍＮ／ｍであり、このような表面張力を有する塗工液の接触角は、上述の範囲内の臨界表面張力を有する撥液性層に対して２０°〜１００°、中でも、５０°〜９５°の範囲内となることが好ましい。２８．１ｍＮ／ｍの表面張力を有する発光層形成用塗工液が撥液性層に対して上記範囲内の接触角で接すると、第１電極層および撥液性層の境界において、容易に塗工液の進行を防止することが可能である。また、第１電極層と撥液性層との境界において発光層形成用塗工液が上記範囲内の接触角を呈すると、当該塗工液は第１電極層表面を、良好な膜厚で覆い、膜厚ムラの少ない発光層を形成することができる。従って、第１電極層端部においても発光層が過剰に薄層化することが回避されるため、第１電極層端部において生じやすい電荷集中による導通を防止することに効果的である。
【００４１】
さらに、本発明においては、第１電極層および撥液性層との臨界表面張力の差も、発光層を精度よくパターニングすることにおいて重要である。具体的には、両者の臨界表面張力の差が、２０ｍＮ／ｍ以上、好ましくは、２５ｍＮ／ｍ、中でも、３０ｍＮ／ｍの範囲内であることが好ましい。臨界表面張力の差が上記範囲よりも小さいと、発光層形成用塗工液が吐出法により塗布された際に、塗工液の濡れ広がりにより、撥液性層にまで塗工液が浸入してきた際に、その浸入を容易に防止できないからである。
【００４２】
本発明において、撥液性層に対して上述したような撥液性を付与する方法としては、撥液性層自体を撥液性を有する材料で形成する方法と、基板の表面に撥液性処理を施し基板自体に直接撥液性を保持させる方法がある。以下、各方法に分けて説明する。
【００４３】
（ａ）　撥液性層を撥液性を保持する材料で形成する方法
撥液性を有する材料としては、樹脂材料自体を選択することにより撥液性層表面に撥液性を付与する場合と、樹脂材料に添加剤を付与して撥液性を付与する場合とがある。
【００４４】
まず、樹脂材料自体を選択することにより撥液性表面に撥液性を付与する場合の撥液性層を形成する材料としては、ポリテトラフルオロエチレンや、フルオロ脂肪族基を含むアクリレートまたはメタクリレートおよびフッ素を含まないアクリレートまたはメタクリレートの共重合体等の含フッ素高分子化合物を挙げることができる。上記フルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーとしては、２，２，２−トリフルオロエチルメタクリレート、２，２，３，３，３−ペンタフルオロメタクリレート、２−（パーフルオロブチル）エチルメタクリレート、２−（パーフルオロオクチル）エチルメタクリレート、２−（パーフルオロヘキシル）エチルメタクリレート、２−（パーフルオロデシル）エチルメタクリレート、２−（パーフルオロ−３−メチルブチル）エチルメタクリレート、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ハイドロキシプロピルメタクリレート、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルメタクリレート、３−（パーフルオロ−５−メチルブチル）−２−ハイドロキシプロピルメタクリレート、２−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）エチルメタクリレート、３−（パーフルオロ−７−メチルオクチル）−２−ハイドロキシプロピルメタクリレート、２−（パーフルオロ−９−メチルデシル）エチルメタクリレート、３−（パーフルオロ−８−メチルデシル）−２−ハイドロキシプロピルメタクリレート、２，２，３，３−テトラフルオロプロピルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロペンチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロベチルメタクリレート、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−イコサフルオロノニルメタクリレート、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロヘチルエチルメタクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等を挙げることができる。さらに、フルオロ脂肪族基を含むアクリレートモノマーとしては、３−（パーフルオロ−３−メチルブチル）−２−ハイドロキシプロピルアクリレート、２−（パーフルオロ−５−メチルヘキシル）エチルアクリレート、２−（パーフルオロ−９−メチルオクチル）エチルアクリレート、２−（パーフルオロ−９−メチルデシル）エチルアクリレート、２，２，３，３，３−テトラフルオロアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，５Ｈ−オクタフルオロベンチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，７Ｈ−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，９Ｈ−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、１Ｈ，１Ｈ，１１Ｈ−イコサフルオロデシルアクリレート、２，２，２−トリフルオロ−１−トリフルオロメチルエチルアクリレート、２，２，３，４，４，４−ヘキサフルオロブチルアクリレート等を挙げることができる。このように上述したフルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーまたはアクリレートモノマーから１種類および２種類以上を選択し、これらとフッ素を含有しないアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーとを共重合させることにより、上述したような含フッ素高分子化合物を得ることができる。なお、上述したフルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーまたはアクリレートモノマーから１種類以上を選択し、これらのみから構成される共重合体とする場合であってもよい。
【００４５】
なお、上述した含フッ素高分子化合物とフッ素を含有しない一般の高分子材料とを共重合させた共重合体を用いて撥液性層を形成することも可能である。
【００４６】
一方、樹脂材料に添加剤を付与して撥液性を付与する場合における撥液性層を形成する材料としては、紫外線硬化型のアクリル系材料にフッ素含有基を持つモノマーおよび界面活性剤を添加したもの、熱硬化型のアクリル系またはエポキシ系材料に、フッ素含有基を持つモノマーおよび界面活性剤を添加したもの等を挙げることができる。
【００４７】
このような界面活性剤としては、種々のものがあるが、例えば一般の界面活性剤の親油基の水素をフッ素に置換してパーフルオロアルキル基としたものが挙げられる。具体的には、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロエチレンオキシド、パーフルオロアルキルオリゴマー、パーフルオロアルキルスルホン酸のアンモニウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸のカリウム塩、パーフルオロアルキルカルボン酸のカリウム塩等のアニオンタイプ、パーフルオロアルキル第４級アンモニウムヨウ化物等のカチオンタイプ、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル等のノニオンタイプが挙げられる。
【００４８】
また、共重合オリゴマーとしては、サーフロン（ランダム型オリゴマー；セイミケミカル社製）、アロンＧ（グラフト型オリゴマー；東亞合成化学社製）、モディパーＦ（ブロック型オリゴマー；日本油脂社製）等が挙げられる。
【００４９】
本発明においては、上述したような材料のみで撥液性層を形成して撥液性を付与するようにしてもよいし、他の汎用の材料とブレンドして用いるようにしてもよい。この場合のブレンドの比率は、混合後の樹脂材料が、上述した濡れ性の条件を満たすように適宜調整して用いられるものである。添加剤としてモディパーＦ２００（日本油脂製）を用いた場合、混合する樹脂に対して０．１ｗｔ％から樹脂が発現するが、５ｗｔ％添加することが好ましい。
【００５０】
また、樹脂材料に添加することにより、その樹脂材料により形成される撥液性層表面の撥液性を向上させる添加剤としては、発光層等の有機ＥＬ層に対して悪影響を及ぼさない材料であれば特に限定されるものではないが、具体的にはフッ素系樹脂、シリコン系樹脂、パーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とする共重合オリゴマー等を挙げることができ、中でもパーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とする共重合オリゴマーを用いることが好ましい。また市販品としては、サーフロン（ランダム型オリゴマー；セイミケミカル社製）、アロンＧ（グラフト型オリゴマー；東亜合成化学社製）、モディパーＦ（ブロック型オリゴマー；日本油脂社製）等を挙げることができる。
【００５１】
このような添加剤の樹脂材料に対する添加量としては、添加剤の種類および樹脂の種類によっても大きく異なるものであるが、用いる樹脂材料を１００重量部とした場合、０．１〜２０重量部、好ましくは１〜１０重量部の範囲内で用いられる。
【００５２】
本発明においては、上記樹脂材料自体が撥液性を有する材料で形成した場合であっても、必要がある場合はさらに上述した撥液性を付与する添加剤を加えるようにしてもよい。
【００５３】
（ｂ）　基板に直接撥液性処理を施す方法
基板の上面の一部分を撥液性とするための処理方法としては、特に限定されるものではなく、例えば表面をシリコーン化合物や含フッ素化合物等の撥液処理剤で全面またはパターン状に処理する等の方法であってもよい。
【００５４】
▲２▼　撥液性層の形状について
本発明において、発光層形成用塗工液が撥液性層にまで、濡れ広がってきた際に、第１電極層および撥液性層との境界において、当該塗工液の進行を防止することが可能な撥液性層であれば、その形状は特に限定されない。例えば、図１に示すように、基板の全面に形成されていても良いし、図２のように、パターン状に形成されていても良い。中でも、第１電極層間にパターン状に撥液性層を形成することが好ましい。これは、撥液性が要求される領域のみ撥液性層が設けられるため、逆に撥液性が要求されない領域、例えば第１電極層が形成される領域などは、適度な親液性が保たれ、基板上に第１電極層を設ける際に、適度な密着性を有して第１電極層を形成することが可能だからである。
【００５５】
（２）　発光層
本発明においては、基板上に撥液性層および第１電極層を形成した後に、前記第１電極層上に発光層が形成される。本発明においては、発光層を吐出法を用いて形成するため、この発光層を形成する際に用いる塗工液を発光層形成用塗工液としている。以下、発光層形成用塗工液の組成について詳細に説明する。
【００５６】
▲１▼　発光層形成用塗工液
ＥＬ素子において、発光層は必須の層であり、かつフルカラーおよびマルチカラーのディスプレイを製造する際には、パターニングを必要とする層である。
【００５７】
本発明に用いられる発光層形成用塗工液は、通常、発光材料、溶媒、およびドーピング剤等の添加剤により構成されるものである。なお、フルカラー化等を行なう場合は、複数色の発光層が形成されるものであるので、複数種類の発光層形成用塗工液が通常用いられる。以下、これら発光層形成用塗工液を構成する各材料について説明する。
【００５８】
（ａ）　発光材料
本発明に用いられる発光材料としては、色素系材料、金属錯体系材料、および高分子系材料を挙げることができる。
【００５９】
ｉ）　色素系材料
色素系材料としては、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００６０】
ｉｉ）　金属錯体系材料
金属錯体系材料としては、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等または、Ｔｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００６１】
ｉｉｉ）　高分子系材料
高分子系の材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を挙げることができる。
【００６２】
本発明は、発光層形成用塗工液を吐出法により塗布する際の課題を解決するものであるので、この点から、発光材料として上記高分子系材料を用いたものがより好ましい。
【００６３】
（ｂ）　溶媒
上述した発光材料を溶解もしくは分散させ、発光層形成用塗工液とする溶媒としては、上述した発光材料を溶解もしくは分散し、かつ所定の粘度とすることができる溶媒であれば特に限定されるものではない。
【００６４】
具体的には、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。
【００６５】
（ｃ）　添加剤
本発明に用いられる発光層形成用塗工液には、上述したような発光材料および溶媒に加えて種々の添加剤を添加することが可能である。例えば、発光層中の発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピング材料が添加される場合がある。このドーピング材料としては例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。
【００６６】
（３）　第１電極層
本発明のＥＬ素子においては、ストライプ状に形成された第１電極層が基板上または撥液性層上に形成され、一般的には基板面側に発光させるものであるので、基板上に形成される第１電極層は透明電極であることが好ましい。具体的には、酸化錫膜、ＩＴＯ膜、酸化インジウムと酸化亜鉛との複合酸化物膜等が挙げられるが、本発明においては、ＩＴＯ膜が好適に用いられる。
【００６７】
特にＩＴＯ膜を用いて第１電極層を形成した場合は、一般的にその臨界表面張力は、４５ｍＮ／ｍ〜６５ｍＮ／ｍの範囲内であり、上述する撥液性層との臨界表面張力の関係において良好な差を示し、本発明における、撥液性層の特徴を活かすことができる。
【００６８】
このような第１電極層は、基板上または撥液性層上においてライン状（ストライプ状）に形成される。蒸着法等によりパターン状に形成することが可能である。
【００６９】
また、第１電極層の端部は電荷集中が起こりやすく、導通といった不都合が生じる要因となる。本発明においては、撥液性層との関係から、第１電極層端部においても発光層は膜厚ムラ生じにくいため、発光層によりこの電荷集中による悪影響を防止することも可能であるが、絶縁層等により第１電極層端部を覆うようにしてもよい。
【００７０】
（４）　第２電極層
第１電極層上に形成された発光層上に、蒸着法により第２電極層が形成される。この第２電極層は、蒸着法により形成される材料で構成されるものであれば特に限定されるものではない。具体的には、ＭｇＡｇ等のマグネシウム合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のアルミニウム合金、Ｌｉ、Ｃａをはじめとするアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類、それらアルカリ金属類およびアルカリ土類金属類の合金のような仕事関数の小さな金属等を挙げることができる。
【００７１】
（５）　基板
本発明に用いられる基板は、特に限定されるものではないが、この基板面側に通常発光させるものであることから、透明性が高いものが好ましく、ガラス等の無機材料や、透明樹脂等を用いることができる。
【００７２】
上記透明樹脂としては、フィルム状に成形が可能であれば特に限定されるものではないが、透明性が高く、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料が好ましい。具体的には、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフッ化ビニル（ＰＦＶ）、ポリアクリレート（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ＡＢＳ樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリミクロイキシレンジメチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル−スチレン樹脂、ＡＢＳ樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、および非晶質ポリオレフィン等が挙げられる。
【００７３】
（６）　その他
▲１▼　有機ＥＬ層
本発明においては、上記記載の各機能層の他に種々の有機ＥＬ層を設けることができる。有機ＥＬ層には、発光層、バッファー層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等が含まれる。上述する発光層はこの有機ＥＬ層の一種類であり、発光層同様これら他の有機ＥＬ層に関してもパターン状に形成することが可能である。発光層を除くこれらの有機ＥＬ層の中で発光層への電荷の注入を助け発光効率を向上させるために設けられるバッファー層は、本発明において重要であるため、バッファー層について説明する。
【００７４】
（ａ）　バッファー層
バッファー層とは、発光層に電荷の注入が容易に行われるように、陽極と発光層との間または陰極と発光層との間に設けられ、有機物、特に有機導電体などを含む層である。例えば、発光層への正孔注入効率を高めて、電極などの凹凸を平坦化する機能を有する導電性高分子とすることができる。
【００７５】
バッファー層を形成する材料としては、具体的にはポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン等の正孔輸送性物質の重合体、無機酸化物のゾルゲル膜、トリフルオロメタン等の有機物の重合膜、ルイス酸を含む有機化合物膜等を挙げることができ、これらを、水、メタノール、エタノールをはじめとするアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒に溶解もしくは分散させたものを塗工液とし、吐出法等によりパターン状に形成することが可能である。
【００７６】
Ｂ．第２実施態様
本発明における第２実施態様は、基板と、前記基板上に形成され、少なくとも光触媒とバインダとを有し、かつエネルギー照射により濡れ性が変化する光触媒含有層と、前記光触媒含有層のエネルギー照射領域である親液性領域上に形成され、前記光触媒含有層のエネルギー未照射領域である撥液性領域の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層と、前記第１電極層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された第２電極層とを少なくとも有する態様である。
【００７７】
上述するように、本実施態様においては、撥液性を保持する層として、光触媒含有層が本来保持する撥液性を用い、かつ、エネルギー照射により塗工液との接触角が低下する方向に濡れ性が変化する性質を利用したことを特徴とする。
【００７８】
このような本実施態様の一例を図示したものが図３である。図３について具体的に説明すると、基板１と、前記基板１上に形成された撥液性領域１１と、前記撥液性領域と接して位置する親液性領域１２と、前記親液性領域１２上に形成された第１電極層３と、前記第１電極層３上に形成される発光層４と、前記第１電極層３と直行するように発光層４上に形成される第２電極層５とが図示されている。なお、撥液性領域１１および親液性領域１２は共に、光触媒含有層を基とするものである。光触媒含有層とは、本来撥液性を有し、エネルギー照射により塗工液に対する接触角が低下する方向に濡れ性が変化する性質を持つため、本実施態様においては、光触媒含有層のこの性質を利用し、光触媒含有層のエネルギー照射領域を親液性領域１２とし、エネルギー未照射領域を撥液性領域とするものである。
【００７９】
本実施態様は、撥液性領域および親液性領域の形成に光触媒含有層を用いたことに特徴を有する態様であり、その他の構成に関しては、第１実施態様と同様であるため、光触媒含有層について中心的に説明し、構成を同様とする機能層については説明を省略する。
【００８０】
（１）　光触媒含有層
第２実施態様においては、少なくとも光触媒およびバインダから成り、かつエネルギー照射により液体との接触角が低下するように濡れ性が変化する光触媒含有層を基板上に設けることを特徴とする。これにより、光触媒含有層にエネルギーをパターン照射するのみで、エネルギー照射領域を塗工液との接触角が低下した親液性領域にでき、エネルギー未照射領域は、光触媒含有層が本来保持する撥液性が保たれた撥液性領域とすることができる。従って、親液性領域上に第１電極層を形成し、その後、第１電極層上に発光層形成用塗工液を塗布する際、従来では、隔壁等を基板上に別個に設けることにより、塗工液が第１電極層以外の領域へ濡れ広がることを防止していたが、本実施態様においては、第１電極層間に撥液性領域を設けることにより塗工液の濡れ広がりすぎを容易に防止し、良好なパターニングを可能とする。かつ、本実施態様においては、撥液性領域以外に親液性領域も設けられることにより、親液性領域上に形成される第１電極層のパターニングが容易に行え、かつ高い密着性で形成できる。
【００８１】
なお、ここでいうエネルギーとは、光触媒含有層の濡れ性を変化させるのに充分なエネルギーであれば特に限定されるものではないが、一般的には紫外光を含む光が好適に用いられる。
【００８２】
本発明においては、第１電極層が形成される領域にエネルギーが照射されるようにパターン状に露光することにより、エネルギーを露光された領域は塗工液との接触角が低下した親液性領域を形成することができる。
【００８３】
光触媒含有層は本来撥液性を有するものであり、エネルギーのパターン照射後はエネルギー未照射領域である撥液性層としてその撥液性が活かされる。光触媒含有層本来の臨界表面張力、すなわち撥液性領域の臨界表面張力としては、１５ｍＮ／ｍ〜２５ｍＮ／ｍの範囲内である。
【００８４】
さらに、上記範囲内の臨界表面張力を有する光触媒含有層のエネルギー照射領域、すなわち親液性領域の臨界表面張力は、５０ｍＮ／ｍ以上、好ましくは、６０ｍＮ／ｍ以上の範囲内とすることが好ましい。これは、親液性領域の臨界表面張力を上記範囲内とすれば、親液性領域および撥液性領域の臨界表面張力の差が、２０ｍＮ／ｍ以上、好ましくは、３０ｍＮ／ｍ以上の範囲内となり、両領域を上記範囲内の差を有して形成すると、後に形成される第１電極層や発光層を精度良くパターニングすることが可能であるからである。
【００８５】
また、本発明においては、第１電極層と撥液性領域との臨界表面張力の差が、発光層形成用塗工液の過剰な濡れ広がりを防止するには重要である。この第１電極層と撥液性層との臨界表面張力の差は、２０ｍＮ／ｍ以上、好ましくは、２５ｍＮ／ｍ以上、その中でも特に３０ｍＮ／ｍ以上の範囲内であることが好ましい。これは、第１電極層上に塗布される発光層形成用塗工液が第１電極層以外の領域にまで濡れ広がる場合、その濡れ広がりを第１電極層および撥液性領域の境界において食い止めることができるからである。また、その境界において発光層形成用塗工液が食い止められる際、第１電極層表面は当該塗工液によりある程度の厚みを持って被覆されるため、膜厚ムラの少ない発光層を形成することができる。これは第１電極層端部における電荷集中による導通を回避する効果を奏する。
【００８６】
本発明に用いられる光触媒含有層は、上述したように、光触媒とバインダとを有するものである。
【００８７】
この際用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（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）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８８】
本発明においては、特に酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本発明ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。アナターゼ型酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００８９】
このようなアナターゼ型酸化チタンとしては、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）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００９０】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径は５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。また、光触媒の粒径が小さいほど、形成された光触媒含有層の表面粗さが小さくなるので好ましく、光触媒の粒径が１００ｎｍを越えると光触媒含有層の中心線平均表面粗さが粗くなり、光触媒含有層本来の撥液性が低下し、また露光した際の親液性の発現が不十分となるため好ましくない。
【００９１】
また、光触媒含有層に使用するバインダとしては、主骨格が上記の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が好ましく、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、（２）撥液牲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。
【００９２】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示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もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００９３】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、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、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
【００９４】
また、上記の（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もつ化合物を挙げることができる。
【００９５】
【化１】
2004030989.tif 000003
【００９６】
ただし、ｎは２以上の整数であり、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り、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００９７】
また、上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しない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【００９８】
本発明において光触媒含有層には上記の光触媒、バインダの他に、界面活性剤を含有させることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ、ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ、ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）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かでき、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００９９】
また、光触媒含有層には上記の界面活性剤の他にも、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、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、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、ポリマー等を含有させることができる。
【０１００】
光触媒含有層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、光触媒含有層の厚みは、０．０２μｍ〜１．０μｍの範囲内が好ましい。上記範囲内であれば、親液性および撥液性の濡れ性の差が充分に発現し、後に形成される第１電極層や発光層を容易に所望のパターンに形成することができるからである。
【０１０１】
上記光触媒含有層は、光触媒とバインダを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、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が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することかできる。
【０１０２】
（２）　第１電極層
本実施態様において、第１電極層は上述の光触媒含有層のエネルギー照射領域である親液性領域上に形成される。親液性領域は、塗工液に対する接触角が低下する方向に濡れ性が変化した領域であるため、親液性領域および第１電極層の接触面において優れた密着性を有して形成される。
【０１０３】
２．ＥＬ素子の製造方法
次に、本発明のＥＬ素子の製造方法について説明する。本発明におけるＥＬ素子の製造方法としては、撥液性を保持する層の形成方法の違いにより２つの実施態様に分けることが可能である。具体的には、基板上に撥液性を保持する材料を用いて撥液性を保持する層を形成する態様と、光触媒含有層を用いて撥液性を有する層を形成する態様である。ここでは、前者を第３実施態様、後者を第４実施態様として以下に分けて説明する。
【０１０４】
Ａ．第３実施態様
第３実施態様は、撥液性を有する層を撥液性層とし基板上に形成する態様である。その一例としては、第１実施態様として上述するＥＬ素子の製造方法である。また、撥液性を有する層としては、上記のように撥液性を有する材料から層を形成する場合と、基板に直接撥液性処理を施し基板自体に撥液性を保持させる方法とがある。後者の製造方法については、上述のＥＬ素子における第１実施態様の項目の中で説明したとおりなので、ここでの説明は省略する。
【０１０５】
図４は、撥液性層を撥液性を保持する材料から形成した場合の製造方法の一例を図示した工程図である。
【０１０６】
本実施態様においては、まず、図４（ａ）に示すように、基板１上に撥液性層２を形成する工程（撥液性層形成工程）を行う。
【０１０７】
次に、前記撥液性層２を有する基板１上に、前記撥液性層２の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層３を、図４（ｂ）に示すように、パターン状に形成する工程（第１電極層形成工程）を行う。
【０１０８】
前記第１電極層３上に発光層形成用塗工液を吐出法を用いて塗布し、図４（ｃ）に示すように、発光層４を形成する工程（発光層形成工程）を行う。
【０１０９】
前記発光層４上に第２電極層５を形成する工程（第２電極層形成工程、図４（ｄ）参照）を行う。
【０１１０】
これらの工程について以下、各工程ごとに詳細に説明をする。
【０１１１】
（１）　撥液性層形成工程
撥液性層形成工程とは、基板上に撥液性を有する層を形成する工程であり、撥液性を保持する材料を付着させ層を形成する方法と、基板に直接撥液性処理を施し、基板自体に撥液性を保持させる方法とがある。ここでは上述したように、前者の方法のみを説明する。
【０１１２】
ＥＬ素子の撥液性層の項目中に挙げた撥液性を保持する材料を、ＣＶＤ、コーティング、スパッタ、蒸着法等を用いて基板上に積層する。なお、撥液性層としては、図１に示すように基板上に一面に形成される場合と、図２に示すようにパターン状に形成する場合の両方の態様がある。中でも、撥液性が要求される第１電極層間のみ撥液性とすることが可能であることから、パターン状に撥液性層を形成することが好ましい。
【０１１３】
パターン状に撥液性層を形成する方法としては、パターンに応じたマスクを介してパターニングする方法や、フォトリソグラフィー法を用いて形成することができる。
【０１１４】
（２）　第１電極層形成工程
第１電極層形成工程とは、撥液性層が形成された基板上に、パターン状に第１電極層を形成する工程である。
【０１１５】
第１電極層の形成方法としては、まず、第１電極層形成材料をＣＶＤ、コーティング、スパッタ、蒸着法等の公知の付着方法により基板上に積層する方法が挙げられる。通常第１電極層はストライプ状のパターンに形成されるため、第１電極層形成材料を形成した後パターニングする必要がある。以下に第１電極層のパターニング方法について説明するが、前工程により形成された撥液性層がパターン形成されているか否かの２つの場合に分けて説明する。
【０１１６】
▲１▼　撥液性層がパターン形成されていない場合
この場合における第１電極層のパターニング方法としては、フォトリソグラフィー法が挙げられる。これは、既に基板上に積層された第１電極層上にレジスト層を積層し、パターン照射後、現像、洗浄等の過程を経て所望のパターンに第１電極層を形成する方法である。
【０１１７】
レジスト層としては、一般的にフォトリソグラフィー法で用いられる材料を使用することが可能であり、本発明においてはネガ型またはポジ型のいずれも用いることが可能である。さらに、レジスト現像液に関しても一般的な現像液を用いることが可能である。しかしながら、撥液性層が既に積層されている基板を現像液等に浸漬させる際、撥液性層の現像液等による膨潤、溶出を回避するため、撥液性層が現像液等の溶媒に対して不溶となる溶媒を選択しなければならない。
【０１１８】
さらに、撥液性層がパターン状に形成されていない場合における第１電極層のもう一つのパターニング方法としては、基板上に積層された第１電極層形成材料を、マスクを介しエッチングすることにより余分な領域に形成された第１電極層形成材料を除去する方法を挙げることができる。このエッチング方法としては、湿式法および乾式法が用いられる。
【０１１９】
▲２▼　撥液性層がパターン状に形成されている場合
一方、パターン状に撥液性層を形成した場合の第１電極層のパターニング方法としては、既に基板上に親液性および撥液性の領域が形成されていることから、第１電極層形成用材料を全面に形成したのち、基板の濡れ性の差により、撥液性層上に付着した第１電極層形成材料は容易に除去することが可能である。この際の除去する方法としては、溶媒等で浸した布での拭き取り、溶媒への浸漬、または、粘着テープ等の密着剥離等の方法を挙げることができる。
【０１２０】
（３）　発光層形成工程
発光層形成工程とは、第１電極層上に吐出法により発光層形成用材料を塗布し、発光層を形成する工程である。
【０１２１】
本発明は、吐出法により発光層を形成する場合に、煩雑な手間を不要とし、基板等の汚損を回避することを目的とする。従って、発光層を形成する方法としては、発光層形成用塗工液を吐出させて塗布する方法であれば特に限定されないが、その中でもインクジェット法を用いることが好ましい。撥液性層を基板上に設ける本発明の特徴を最も活かすことができるからである。
【０１２２】
発光層形成用塗工液の組成等に関することは、上述のＥＬ素子の発光層の項目の中に記載したとおりなのでここでの説明は省略する。
【０１２３】
（４）　第２電極層形成工程
第２電極層形成工程とは、通常ストライプ状に形成された第１電極層に対し、直交するように発光層上に第２電極層を形成する工程である。
【０１２４】
第２電極層形成用材料としては、蒸着法により形成することが可能であり、仕事関数が小さい材料であれば特に限定されない。このような材料は既に上述のＥＬ素子の項目中で記載したとおりなので、ここでの説明は省略する。
【０１２５】
Ｂ．第４実施態様
第４実施態様は、撥液性を有する層として光触媒含有層を用いて形成する場合の製造方法である。第４実施態様により形成されるＥＬ素子の一例としては第２実施態様のＥＬ素子がある。このような第４実施態様における製造方法の一例を図示した工程図が図５である。
【０１２６】
本実施態様においては、まず、図５（ａ）に示すように、基板上に、少なくとも光触媒とバインダとを有し、エネルギー照射により濡れ性が低下する光触媒含有層１０を、形成する工程（光触媒含有層形成工程、）を行う。
【０１２７】
次に、図５（ｂ）のように、マスク１３を介してエネルギー１４を前記光触媒含有層１０にパターン照射し、エネルギー照射領域を親液性領域１２とし、エネルギー未照射領域を撥液性領域１１とする工程（エネルギー照射工程）を行う。
【０１２８】
次いで、図５（ｃ）に示すように、前記親液性領域１２上に、前記撥液性領域１１の臨界表面張力よりも大きい臨界表面張力を有する第１電極層３を形成する工程（第１電極層形成工程）を行う。
【０１２９】
さらに、前記第１電極層３上に吐出法を用いて発光層形成用塗工液を塗布し、図５（ｄ）に示すように、発光層４を形成する工程（発光層形成工程）を行う。
【０１３０】
そして、前記発光層４上に第２電極層５を第１電極層３と直行するように形成する工程（第２電極層形成工程、図５（ｅ）参照）を行う。
【０１３１】
以下、これらの工程について、各工程ごとに詳細に説明する。
【０１３２】
（１）　光触媒含有層形成工程
光触媒含有層の組成等に関することは、上述のＥＬ素子の光触媒含有層の項目のなかで詳述したとおりなので、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
上述の光触媒含有層をスピンコーティング法、スプレーコート法、ディップコート法、ロールコート法、ビードコート法等の公知の塗布方法により形成することができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより光触媒含有層を形成することができる。
【０１３４】
（２）　エネルギー照射工程
エネルギー照射工程とは、前工程により形成された光触媒含有層にエネルギーをパターン照射し、表面の濡れ性を変化させ、エネルギー照射領域を親液性領域とし、エネルギー未照射領域を撥液性領域とする工程である。
【０１３５】
本工程に用いられるエネルギーとしては、本発明において用いられる光触媒のバンドギャップによって触媒反応を開始する光の波長が異なるため、用いる光触媒に応じて適切なエネルギーを選択する。例えば、硫化カドニウムであれば４９６ｎｍ、また酸化鉄であれば５３９ｎｍの可視光であり、二酸化チタンであれば３８８ｎｍの紫外光である。したがって、光であれば可視光であれ紫外光であれ本発明で用いることができる。しかしながら、上述したようにバンドギャップエネルギーが高いため光触媒として有効であり、かつ化学的にも安定で毒性もなく、入手も容易といった理由から光触媒としては二酸化チタンが好適に用いられる関係上、この二酸化チタンの触媒反応を開始させるエネルギーとしては、紫外光を含む光であることが好ましい。具体的には、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲の紫外光が含まれることが好ましい。
【０１３６】
このような紫外光を含む光の光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等の種々の紫外線光源を挙げることができる。
【０１３７】
また、照射に際しての光の照射量は、光触媒の作用により照射された領域の濡れ性を低下させるために必要な照射量とすることができる。
【０１３８】
エネルギー照射に際して、パターン照射が必要な場合は、上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行うことができるが、他の方法として、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザーを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。
【０１３９】
このようなエネルギーを第１電極層が形成される領域にエネルギーが照射されるようにパターン照射する。本来光触媒含有層は、エネルギーを照射される前は、撥液性を保持しているため、エネルギー未照射領域は、発光層形成用塗工液に対し、良好な撥液性を発現する。また、エネルギー照射領域は、光触媒含有層の特性により塗工液との接触角が低下する方向に濡れ性が変化し、親液性領域を形成する。この両領域の濡れ性の差により、以後の工程で形成される第１電極層および発光層を容易に精度良くパターニングすることが可能である。
【０１４０】
（３）　第１電極層形成工程
第１電極層形成工程とは、エネルギー照射により塗工液に対する接触角が低下した親液性領域上に第１電極層形成材料を付着させ、パターン状に第１電極層を形成する工程である。
【０１４１】
本工程においては、第１電極層が形成される光触媒含有層に既に濡れ性の差によるパターンが形成されているため、第１電極層形成材料の付着の度合いの差により、容易に第１電極層を形成することができる。第１電極層を公知の方法、例えば、電極材料を蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法で付着させ形成する方法、または電極材料を分散させ塗工液としたものを塗布する等の方法により形成する。さらに、溶媒への浸漬、溶媒を浸した布での拭き取り、粘着テープの密着剥離等の方法により、撥液性領域上に付着した第１電極層材料を除去することができる。
【０１４２】
（４）　発光層形成工程
発光層形成工程は、光触媒含有層の親液性領域上に形成された第１電極層上に、発光層形成用塗工液を塗布し、発光層を形成する工程である。
【０１４３】
本工程は、第１実施態様における発光層形成工程と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４４】
（５）　第２電極層形成工程
以上の工程により、第１電極層上に発光層が形成されている基板上に、第１電極層と直行するように発光層上に第２電極層を形成する。本工程においても第１実施態様と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【０１４５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１４６】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【０１４７】
［実施例］
下記撥液性を形成する塗工液をガラス基板上にスピンコーティングにより塗布し、硬化させることにより撥液性層を形成した。膜厚は１μｍ、撥液性層表面の水に対する接触角は１０５°であった。
【０１４８】
（撥液性層を形成する塗工液の組成）
・バインダー（ベンジルメタクリレート−メタクリル酸共重合体）：５重量部
・モノマー１（ヘキサンジオールジアクリレート）：７重量部
・モノマー２（ジペンタエリスリトールペンタアクリレート）：２重量部
・開始剤（２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モンフォリノプロパン）−１−オン：２重量部
・溶剤（３−エトキシプロピオン酸エチル）：７９重量部
・含フッ素共重合オリゴマー　モディパーＦ（日本油脂社製）：５重量部
上記撥液性層上にスパッタ法を用いて透明電極（ＩＴＯ：インジウム−スズ酸化物）を一面に積層した。その後、ＩＴＯをエッチング法にてパターニングを行い、撥液性層上にＩＴＯストライプ状のパターンを形成した。
【０１４９】
ＩＴＯパターン上にインクジェットヘッドよりインク化された発光層形成用塗工液を塗布したところ、ＩＴＯ上にのみ広がり、撥液性層上には広がらずＩＴＯ上に発光層を積層することができた。積層した発光層上に更に、カソード電極を蒸着しＩＴＯとカソード電極間に電圧を印加したところ、発光が確認された。
【０１５０】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上に撥液性層を設けることにより、第１電極層上に発光層形成用塗工液を塗布する際、当該塗工液が余分な領域へ濡れ広がることを防止し、所望のパターンに精度よく発光層を形成することを可能とする。また、過剰な濡れ広がりを防止する従来の手段である隔壁等が不要となることから、隔壁等の形成方法であるフォトリソグラフィー法を行う必要がないため、煩雑な手間が省かれ製造効率が向上し、基板等の汚損が回避されることから歩留まりも向上するという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明におけるＥＬ素子の一例を示す概略断面図である。
【図２】本発明におけるＥＬ素子の他の例を示す概略断面図である。
【図３】本発明におけるＥＬ素子の他の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明におけるＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図５】本発明におけるＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
１　…　基板
２　…　撥液性層
３　…　第１電極層
４　…　発光層
５　…　第２電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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