(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、前記第１電極上に形成されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極から少なくともなり、前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方が透明または半透明であるＥＬ素子であって、
前記ＥＬ素子に、光分解性染料含有層を少なくとも１層設け、
前記光分解性染料含有層の、ＥＬ素子発光領域に対応する部分の染料が光分解されていることを特徴とする、ＥＬ素子。
【請求項２】
基体と、前記基体上に形成された光分解性染料含有層と、前記光分解性染料含有層上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極から少なくともなる、請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項３】
第１電極と、前記第１電極上に形成されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極と、前記第２電極上に形成された光分解性染料含有層と、前記光分解性染料含有層上に形成された基体から少なくともなる、請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項４】
前記ＥＬ素子が少なくとも１層の光触媒含有層を有する、請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項５】
前記光触媒含有層に光分解性染料を含ませることにより、光触媒・光分解性染料含有層とする、請求項４に記載のＥＬ素子。
【請求項６】
基体と、前記基体上に形成された第１電極と、前記第１電極上に形成された光触媒・光分解性染料含有層と、前記光触媒・光分解性染料含有層上に形成されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極とから少なくともなる、請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項７】
前記光触媒含有層の反応波長帯と、前記光分解性染料含有層の反応波長帯が少なくとも一部重なるものである、請求項４〜６のいずれか１項に記載のＥＬ素子。
【請求項８】
前記光分解性染料含有層をパターン露光して分解させて形成したアライメントマークを有する、請求項１に記載のＥＬ素子。
【請求項９】
請求項１に記載のＥＬ素子を製造する方法であって、前記光分解性染料含有層の、ＥＬ素子発光領域に対応する部分の染料を光分解する工程を含む、ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１０】
請求項１に記載のＥＬ素子を製造する方法であって、前記光分解性染料含有層をパターン露光して分解させてアライメントマークを形成する工程を含む、ＥＬ素子の製造方法。
【請求項１１】
請求項５または６に記載のＥＬ素子を製造する方法であって、前記光分解性染料および光触媒を含有する層をパターン露光して、光照射により濡れ性が向上しかつ無色透明な部分と、光照射をしないことにより濡れ性が低くかつ有色不透明な部分とを形成し、ＥＬ層形成用のパターニング、アライメントマークの形成および混色を防ぐ遮光層の形成を同時に行う工程を含む、ＥＬ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、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子、特に光分解性染料含有層を設けた有機ＥＬ素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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や動画を表示するフルカラー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素子でフルカラーディスプレイパネルを作成するためには、青、緑、赤に発光する有機発光層や遮光層を精度良くパターニングすることが求められる。このパターニングにおいては、印刷やインクジェットマスク蒸着その他の方法を用い、ＥＬパネル作成基板上に位置あわせのためのアライメントマークを設けることが一般的である。しかしながら、このアライメントマークは従来はＣｒ蒸着やＩＴＯのエッチングなどで作成していたので製造コストの上昇要因となっていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡易に製造できるＥＬ素子、特に遮光層の形成や発光層のパターニングが簡易に精度良く形成できるＥＬ素子とその製造方法を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、光照射により退色する光分解性染料を用いることにより、遮光層の形成、アライメントマークの形成や、好ましくはぬれ性の違いにより発光層のパターニングを簡易に実現できるＥＬ素子を提供できることを見出し、本発明を完成させた。
【０００６】
したがって、本発明のＥＬ素子は、第１電極と、前記第１電極上に形成されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極から少なくともなり、前記第１電極と前記第２電極の少なくとも一方が透明または半透明であるＥＬ素子であって、前記ＥＬ素子に、光分解性染料含有層を少なくとも１層設けることを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
ＥＬ素子
本発明のＥＬ素子は、第１電極と、前記第１電極上に形成されたＥＬ層と、前記ＥＬ層上に形成された第２電極と、いずれかの位置に設けられた１層以上の光分解性染料含有層から少なくともなる。ＥＬ層（好ましくは有機ＥＬ層）は、発光層単層でもよいが、さらにバッファー層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等を適宜組み合せて、多層構造にすることが好ましい。
【０００８】
また、本発明のＥＬ素子は、好ましくは、第１電極または第２電極が透明または半透明電極であり、この電極がパターニングされたものであり、前記電極上に基体が設けられ、さらに前記ＥＬ層が少なくとも２層からなることができる。また好ましくは、本発明のＥＬ素子は、前記ＥＬ素子に少なくとも１層の光触媒含有層を有することができる。また、ブラックマトリクスなど、画素間に遮光層を設けることもできる。
【０００９】
光分解性染料含有層
（光分解性染料含有層）
本発明のＥＬ素子に用いられる、光分解性染料含有層は、光照射により染料化合物が分解し、光照射量の増大に伴い退色して無色となる染料および／または無色となった染料（変化後に固定化処理をしたものを含む）を含む層であれば限定されない。
【００１０】
（光分解性染料含有層の形状、配置）
本発明のＥＬ素子において、光分解性染料含有層はＥＬ素子のどの部位に設けることもできる。また、１層に限らず複数層設けることもできる。典型的には、基体、光分解性染料含有層、第１電極、ＥＬ層、第２電極の順番に構成したＥＬ素子や、第１電極、ＥＬ層、第２電極、光分解性染料含有層、基体の順番に構成したＥＬ素子が挙げられる。このような層構成の場合、光分解性染料含有層の電気的特性がＥＬ層に影響を与えないため光分解性染料の選択の自由度が高まる点において好ましい。一方、電極間に光分解性染料含有層を設ける場合には、光分解性染料含有層層が、電荷を輸送する層（例えばバッファー層、電荷輸送層、電荷注入層など）として作用し、発光特性を低下させないことが求められるので材料設計上制約が生じるが、そのような材料であれば用いることができる。
【００１１】
また、本発明のＥＬ素子において、光分解性染料をＥＬ素子を構成するいずれかの層に添加し、その層の機能と光分解性染料含有層の機能を兼ねることもできる。光分解性染料を添加するＥＬ素子を構成する層は特に限定されないが、例えば本発明のＥＬ素子の好適態様において設けられる光触媒含有層に添加することができる。この場合、さらに光触媒と光分解性染料をともに反応させることができる光でパターン露光をすると、光触媒反応による濡れ性向上部分と染料分解部分が一致して、例えば濡れ性向上部分に形成する発光層と光分解による透明部分が一致したＥＬ素子が簡便に製造できる点で好ましい。
【００１２】
（光分解性染料含有層の作用）
本発明においては、光分解性染料含有層に遮光層としての機能をもたせること、すなわち、ブラックマトリクスまたは特定波長の光のみを遮光するものとすることができる。このような遮光層は、例えば、光分解性染料含有層の遮光部分以外（ＥＬ素子発光領域に対応する部分）を光照射して分解させ、必要により固定処理を行うことにより簡便に形成することができ、隣接する発光層からの異なる色の光との混色、にじみを防止することができる。
【００１３】
本発明においては、光照射後の光分解性染料含有層にアライメントマークとしての機能をもたせること、すなわち、ＥＬ層などを例えばインクジェット、電界ジェット、マスク蒸着などの方法で形成するときに必要となることがある位置あわせの印とすることができる。このようなアライメントマークは目視またはＣＣＤなどでのモニターにより簡単に見分けができる。また、必要に応じ後工程で再度光照射して消去することもできる。
【００１４】
（光分解性染料）
本発明に用いることのできる光分解性染料は、光照射により染料化合物が分解し、光照射量の増大に伴い退色して無色となる染料および／または無色となった染料であれば限定されない。
【００１５】
また、光分解性染料を用いて遮光層を形成する場合は、黒色の他、発光層の発光色に応じ、例えば赤色発光層の周囲にはシアン、緑色発光層の周囲はマゼンダ、青色発光層の周囲にはイエローとすることができる。
【００１６】
このような光分解性染料は、例えば、ジ置換およびモノ置換パラフェニレンジアミン類、アミノハイドロキノンエーテル誘導体、アミノジフェニル、アミノジフェニルアミン類、ヘテロ環アミン類、具体的には、（４−ジアゾ−Ｎ，Ｎジメチルアニリン）、（４−ジアゾ−Ｎ，Ｎジエチルアニリン）、（４−ジアゾ−Ｎ−エチル−Ｎ−β−ヒドロキシエチルアニリン）、（４−ジアゾ−２，５−ジエトキシベンゾイルアニリン誘導体）が挙げられる。
【００１７】
また光分解性染料は、好ましくは熱処理１００〜１５０℃のオーブン、ホットプレート乾燥などによって、染料が分解されないものを用いることが好ましい。このような染料としては紫外線で分解するローダミン６Ｇ（純正化学株式会社）などが挙げられる。
【００１８】
（光分解性染料含有層の形成方法）
光分解性染料含有層の形成方法は特に限定されないが、例えば光分解性染料を含んだ塗布液を、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート、グラビア印刷法、スピンコートなどの方法により塗布して形成することができる。
【００１９】
光分解性染料等を含む塗布液を用いる場合に、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。
【００２０】
光分解性染料は熱によっても分解する場合が多いので、光分解性染料含有層形成過程に熱乾燥を用いる場合は、染料に応じ染料が分解しない程度の熱で乾燥する。
【００２１】
（染料を分解させる照射光線）
本発明において染料を分解させる照射光線は、光分解性染料を分解できれば特に限定されない。このようなものとしては紫外線（ＵＶ）、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。
【００２２】
光触媒含有層を有する場合は、好ましくは光触媒含有層の反応波長帯と、光分解性染料含有層の反応波長帯が少なくとも一部重なるものであり、その重なる部分の波長の光を用いて、１度の光照射で光触媒含有層と光分解性染料含有層の双方を反応させることが好ましい。
【００２３】
光触媒含有層
（光触媒含有層）
本発明の好適態様において光触媒含有層は、広く光照射によって濡れ性が今後変化し得る層および既に変化した層を意味する。また、光触媒とは、このような変化を引き起こすものであれば、どのような物質であってもよい。光触媒含有層はパターン状に露光することにより、濡れ性の変化によるパターンを形成することができる。典型的には光照射しない部位は撥水性であるが、光照射した部位は高親水性となる。本発明の好適態様においては、光触媒含有層の表面の濡れ性の違いによるパターンを利用して光触媒含有層上に設けられる層（ＥＬ層、第１電極、第２電極など）のパターンを簡便に、品質良く形成することができる。例えば、インクジェット法などで、濡れ性の高い部位のみにこれらの層の形成液を塗布する方法により、品質の良いパターンが簡便に形成できる。
【００２４】
また、光触媒含有層は、どのような位置に設けられてもよく、例えば、基体と第１電極との間、第１電極とＥＬ層との間、ＥＬ層が複数層からなる場合のそれらのＥＬ層間またはＥＬ層と第２電極との間、基体が第２電極側に設けられる場合には第２電極と基体との間が挙げられる。このうち光触媒含有層が第１電極とＥＬ層との間に設けられ、ＥＬ層をパターニングすることが好ましい。さらに好ましくは、光触媒含有層を第１電極と発光層との間に設け、光触媒含有層を正孔輸送層として用いることである。また、光触媒含有層は１層のみではなく複数層形成してもよく、その場合は、光触媒含有層上に形成される複数層のパターニングが容易かつ高品質に実現できる。
【００２５】
光触媒含有層の膜厚は、薄すぎると濡れ性の違いが明確には発現しなくなりパターニングが困難になること、厚すぎると正孔または電子の輸送を阻害しＥＬ素子の発光に悪影響を及ぼすため、好ましくは５０〜２０００Å、より好ましくは３００〜１０００Åとする。
【００２６】
（濡れ性変化の原理）
本発明の好適態様においては、光の照射によって近傍の物質（バインダーなど）に化学変化を起こすことが可能な光触媒を用いて、光照射を受けた部分に濡れ性の違いによるパターンを形成する。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、バインダー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バインダー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。
【００２７】
（光触媒材料）
本発明の好適態様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。
【００２８】
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）、ＳＴ−Ｋ０３、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）を挙げることができる。
【００２９】
光触媒含有層中の光触媒の量は、１０〜９５重量％であることが好ましく、５０〜８０重量％であることがより好ましい。
【００３０】
（バインダー成分）
本発明の好適態様に用いられる光触媒含有層に用いることのできるバインダーは、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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
また、バインダーとして、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。
【００３４】
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バインダーとして用いることにより、光触媒含有層の非光照射部の撥水性および撥油性が大きく向上する。
【００３５】
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。
【００３６】
−（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。
【００３７】
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バインダーに混合してもよい。
【００３８】
（光触媒含有層に用いるその他の成分）
本発明の好適態様に用いられる光触媒含有層には、未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。
【００３９】
また、本発明に好適に用いられる光触媒含有層には、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。
【００４０】
さらに、本発明に好適態様に用いられる光触媒含有層には、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、光触媒含有層には、ＥＬ材料を添加することもでき、例えば、電荷注入材料または電荷輸送材料を混合することによりＥＬ素子の発光特性を向上させることができる。
【００４１】
（光触媒含有層の形成方法）
光触媒含有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、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート、スピンコートなどの方法により基材に塗布して形成することができる。
【００４２】
光触媒等を含む塗布液を用いる場合に、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。
【００４３】
（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。
【００４４】
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。
【００４５】
発光層
本発明のＥＬ素子に設けられるＥＬ層には少なくとも１層の発光層が含まれている。この発光層は、蛍光を発する材料を含みＥＬ発光するものであれば特に限定されない。発光機能と正孔輸送機能や電子輸送機能を兼ねていることができる。使用する発光材料としては、例えば以下のものが挙げられる。
【００４６】
＜色素系＞
シクロペンタジエン誘導体、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、オキサジアゾール誘導体、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。
【００４７】
＜金属錯体系＞
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。
【００４８】
＜高分子系＞
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、上記色素系、金属錯体系発光材料を高分子化したもの。
【００４９】
＜ドーピング材料＞
発光層中に発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピングを行うことができる。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、ポルフィリン誘導体、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、フェノキサゾンが挙げられる。
【００５０】
その他のＥＬ層
（バッファー層）
本発明のＥＬ層としては発光層の他にバッファー層を挙げることができ、このバッファー層は、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る、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であることができる。
【００５１】
（電荷輸送層）
本発明のＥＬ層としては電荷輸送層も挙げることができ、この電荷輸送層には正孔輸送層、および／または電子輸送層が含まれる。これらは、例えば特願平９−１５５２８４号明細書に記載のものように、ＥＬ素子に一般に用いられるものであれば特に限定されない。
【００５２】
（電荷注入層）
本発明のＥＬ層としては電荷注入層も挙げることができ、この電荷注入層には正孔注入層および／または電子注入層が含まれる。これらは、例えば特願平９−１５５２８４号明細書に記載のもののように、ＥＬ素子に一般に用いられるものであれば特に限定されない。
【００５３】
なお、以上の層を構成する、発光材料、正孔輸送材料、または電子輸送材料は、それぞれ単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。混合は、同じ性質を持つ材料でも異なる性質を有する材料同士でもよい。さらに、これらの材料を含む層は１層でも複数層でもよい。
【００５４】
電極
本発明においては、電極は通常ＥＬ素子に用いられるものであれば限定されず、基体に先に設ける電極を第１電極、ＥＬ層形成後に設ける電極を第２電極と呼ぶ。これらの電極の一方または双方がパターニングされていることが好ましい。また、これらの電極は、陽極と陰極からなり、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仕事関数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く、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。
【００５５】
具体的な好ましい陽極材料としては、例えば、ＩＴＯ、酸化インジウム、金が挙げられる。好ましい陰極材料としては、例えばマグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ他）、金属カルシウムおよび仕事関数の小さい金属が挙げられる。
【００５６】
基体
本発明において基体とは、その上に電極やＥＬ層が設けられるものであり、所望により透明材料からなることができるが、不透明材料であってもよい。本発明のＥＬ素子においては、基体は第１電極そのものであってもよいが、通常は強度を保持する基体の表面に第１電極が、直接または中間層を介して設けられる。
【００５７】
製造方法
本発明のＥＬ素子の製造方法は、光分解性染料含有層や光触媒含有層に対し、光照射によりパターニングする以外は一般的なＥＬ素子の製造方法を用いて製造することができる。
【００５８】
この光照射の工程は、例えば、ＥＬ素子の発光領域に対応する部分の光分解性染料含有層に光を照射して、染料を分解して退色させる工程であることができ、また、ＥＬ素子の発光領域に対応する部分の光分解性染料含有層および光触媒含有層に光を照射して、光分解性染料含有層の色と光触媒含有層の濡れ性を変化させる工程であることができる。あるいは、光分解性染料含有層をパターン露光して分解させてアライメントマークを形成する工程であることもできる。光触媒含有層を用いてパターニングする方法としては、例えば、特願２０００−７０４９３号明細書に記載の方法も用いることができる。
【００５９】
図１を用いて、本発明のＥＬ素子の製造工程の一例を説明する。図１（ａ）のような基体１１上にパターニングされた陽極（ＩＴＯ）１２が形成された基板を洗浄する。光触媒含有層形成液に光分解性染料を混合して光触媒・光分解性染料含有層形成液を調製し、前記基板上にスピン塗布し、焼成乾燥して、図１（ｂ）に示すような正孔輸送層としても機能する光触媒・光分解性染料含有層１３を形成する。
【００６０】
その後、図１（ｃ）のようにパターニングされた陽極に対応する発光層形成領域と、図中では基体の末端にあるアライメントマーク形成領域に、マスク１４を通して紫外線１５を照射すると、紫外線照射部位１３’である発光層形成領域とアライメントマーク形成領域は、光触媒の作用により濡れ性が高まりかつ染料の光分解により無色透明となり、それと同時にマスクされて紫外線照射をしなかった部位１３は、濡れ性が低くかつ染料の色を呈する画像を鮮明にする遮光層となる。さらに、図１（ｄ）のように形成されたアライメントマークで正確な位置あわせをして、インクジェットを用いて濡れ性が高まった発光層形成領域に発光層形成液を滴下して発光層１６を形成する。次いで図１（ｅ）のように発光層１６の上に第２電極１７を形成し、封止剤１８により封止することによりＥＬ素子が製造できる。
【００６１】
このように、光触媒、光分解性染料含有層に光照射すると、光照射した部分は親水性かつ透明になり、光照射していない部分は撥水性でかつ呈色するという２重の効果を生じ、発光層のパターニング、アライメントマークの形成および混色を防ぐ遮光層の形成を同時に行うことができる。
【００６２】
また、アライメントマークで位置あわせを正確に行った後、インクジェットの代わりにマスク蒸着により、発光層や第２電極を形成することもできる。
【００６３】
【実施例】
イソプロピルアルコール３ｇとアナターゼ型チタニアゾル２ｇにフルオロアルコキシランを０．４２ｇ混合し、１００℃で１０分間撹拌し、その後この溶液に更にイソプロピルアルコールを１６．２６ｇ混合し、更に光分解性染料として、ＵＶで分解する、ローダミン６Ｇ（純正化学株式会社）を０．２１７ｇ混合し、１００℃で１０分間撹拌し溶液Ａを作製した。
【００６４】
パターニングされたＩＴＯガラス基板上に洗浄処理と表面処理を施し、その上に溶液Ａをスピンコーターで塗布し１５０℃のホットプレート上で１０分間乾燥を行った。この溶液Ａの塗布によって形成された膜厚は８０ｎｍであった。
【００６５】
次にこの膜（光分解性染料・光触媒含有層）面上に発光させたい領域およびアライメントマークに対応した部分を開口させたマスクを用いてその上から水銀灯（主波長３６５ｎｍ，２２ｍｗ／ｃｍ２）により２０分間照射した。水銀灯を照射によりＥＬ素子の発光領域（有機ＥＬ発光層を塗布する部分）は親水性となり、その他の部分は撥水性をもち、さらに発光させたい部分は透明、若しくは色が薄くなる半透明化し、非照射部は色が残った。
【００６６】
形成した光分解性染料・光触媒含有層上に有機ＥＬ発光層（緑色）形成溶液（ポリビニルカルバゾールが７重量部、クマリン６が０．１重量部、オキサジアゾール化合物が３重量部、トルエンが５０５０重量部からなる溶液）をディップコートにより塗布し、その後９０℃で１時間乾燥し有機ＥＬ発光層８０ｎｍの厚みの膜を得た。
【００６７】
この後、発光領域部に電子注入層としてＣａを２００Å、電極としてＡｇを２０００Åマスク蒸着し、ＥＬ素子を得た。
【００６８】
発光特性を調べたところ、２．５Ｖで発光が開始し９Ｖほどで最高輝度２万Ｃｄを得た。また、このＥＬ素子は緑色に発光し、一方で非発光部が赤色であるので、発光層からの出射光のうち非発光部へ発散する光はこの赤色によって吸収された。このため、パターンのコントラストが光分解性染料を用いないＥＬ素子よりも向上した。
【００６９】
また、アライメントマークを用いて正確な位置あわせを行い、ディップコート法の代わりにインクジェット法により上記の発光層形成液を塗布し、上記と同様に有機ＥＬ素子を作成することもできた。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によって、簡易に製造できるＥＬ素子、特に遮光層の形成や発光層のパターニングが簡易に精度良く製造できるＥＬ素子とその製造方法を提供できる。
また、ガラス上にアレイメントマークを形成しなくとも製造できるのでコストダウンが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＬ素子の製造工程の一例を説明する断面図である。
【符号の説明】
１１  基体
１２  陽極（ＩＴＯ）
１３  光触媒・光分解性染料含有層（紫外線未照射部位）
１３’  光触媒・光分解性染料含有層の紫外線照射部位
１４  マスク
１５  紫外線
１６  発光層
１７  第２電極
１８  封止剤
【図１】
0004617031.tif 000002