(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、少なくとも下部電極、発光層及び上部電極を設けてなり、該下部電極は、該基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部の間に、金属膜が付着形成され、一方向に導電性を有する微細配線構造として配設されていることを特徴とする偏光有機電界発光素子。
【請求項２】
前記微細配線構造において、前記金属膜の幅が０．２〜２μｍであり、配線間隔が０．２〜２μｍであることを特徴とする請求項１に記載の偏光有機電界発光素子。
【請求項３】
前記微細配線構造において、微細配線に後付けで０．２〜２０００μｍの電極が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の偏光有機電界発光素子。
【請求項４】
前記微細配線構造における金属膜は、０．４〜１μｍの波長の光に対して透過率が１０〜７０％となるように形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の偏光有機電界発光素子。
【請求項５】
基板上に、少なくとも下部電極、発光層及び上部電極を設けることにより有機電界発光素子を製造する方法において、該下部電極を、該基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成し、一方向に導電性を有する微細配線構造として配設する工程を含むことを特徴とする偏光有機電界発光素子の製造方法。
【請求項６】
前記基板上に高分子材料を擦り付ける際の温度、圧力及び／又は速度を変化させることにより、該微細配線構造における高分子材料からなる複数の筋状部の間隔を制御することを特徴とする請求項５に記載の偏光有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、偏光有機電界発光素子及びその製造方法に関し、詳しくは、従来の手法に較べてより簡便な手法で下部電極を配設することができる偏光有機電界発光素子及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
発光層に有機色素を用いた有機電界発光素子が上市されている。この有機電界発光素子は、例えばガラス、プラスチック等の基板上に、下部電極、正孔輸送層、有機色素を用いて形成された発光層（電子輸送層）、上部電極等の各層を設けて形成される。
【０００３】
従来、このような有機電界発光素子において基板上に下部電極を形成する場合、通常、クリーン・ルーム中で電子線リソグラフィー等の高等技術を用いて成膜が行われる。しかし、これらの手法は、クリーン・ルーム内での樹脂のスピンコート、パターニング、エッチング、蒸着等の多段階の工程を必要とする。そのため、製造コストも高いものであった。
【０００４】
そこで、より簡便な工程で、かつコストメリットにすぐれた有機電界発光素子を製造する技術が望まれていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、既存の手法に較べてより容易にかつより低コストに有機電界発光素子を製造することができる有機電界発光素子及びその製造方法を提供することをその課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、シリコン、ガラス、プラスチック等の平滑固体表面にポリテトラフルオロエチレン（テフロン）等の高分子材料を擦り付けると、サブミクロンの幅の筋状構造が形成され、このような筋状構造を有する固体表面上に金、銀、アルミニウム等の金属を真空蒸着させると、筋状構造の上には金属は付着せず、筋状構造は絶縁性を示すとともに、筋の間のみに金属が薄膜化され、筋と平行な方向には導電性を示し、筋と垂直な方向は絶縁性となることを見出し、これを基板上の下部電極の配設に利用できることを確認し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明によれば、上記課題は下記の技術的手段により解決される。
（１）基板上に、少なくとも下部電極、発光層及び上部電極を設けてなり、該下部電極は、該基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部の間に、金属膜が付着形成され、一方向に導電性を有する微細配線構造として配設されていることを特徴とする偏光有機電界発光素子。
（２）前記微細配線構造において、前記金属膜の幅が０．２〜２μｍであり、配線間隔が０．２〜２μｍであることを特徴とする前記（１）に記載の偏光有機電界発光素子。
（３）前記微細配線構造において、微細配線に後付けで０．２〜２０００μｍの電極が形成されていることを特徴とする前記（１）又は（２）に記載の偏光有機電界発光素子。
（４）前記微細配線構造における金属膜は、０．４〜１μｍの波長の光に対して透過率が１０〜７０％となるように形成されていることを特徴とする前記（１）〜（３）のいずれかに記載の偏光有機電界発光素子。
（５）基板上に、少なくとも下部電極、発光層及び上部電極を設けることにより有機電界発光素子を製造する方法において、該下部電極を、該基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成し、一方向に導電性を有する微細配線構造として配設する工程を含むことを特徴とする偏光有機電界発光素子の製造方法。
（６）前記基板上に高分子材料を擦り付ける際の温度、圧力及び／又は速度を変化させることにより、該微細配線構造における高分子材料からなる複数の筋状部の間隔を制御することを特徴とする前記（５）に記載の偏光有機電界発光素子の製造方法。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明の偏光有機電界発光素子は、基板上に、少なくとも下部電極、発光層及び上部電極を設けてなり、該下部電極は、該基板上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部の間に、金属膜が付着形成され、一方向に導電性を有する微細配線構造として配設されていることを特徴とする。
【０００９】
図１に、本発明による偏光有機電界発光素子の一構成例を示す。この電界発光素子は、上から順に、上部電極１、有機化合物からなる発光層（電子輸送層）２、正孔輸送層３、下部電極（透明電極）４及びガラス等の材料からなる基板５から構成される。上部電極１と下部電極４は直流電源６が接続される。この電界発光素子の層構成自体は従来のものと同様であり、これ以外にも既に提案されている種々の層構成を採ることができる。
【００１０】
本構成例において特徴とするところは、上述のように、下部電極４を、基板５上に高分子材料を擦り付けることにより形成された複数の筋状部の間に、金属膜が付着形成され、一方向に導電性を有する微細配線構造として配設した点にある。その他の点は、これまで提案されている有機電界発光素子の構成、必要条件と同様であるので、詳細説明は省略する。
【００１１】
上述のように、シリコン、ガラス、プラスチック等からなる平滑固体表面上にポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料を擦り付けると、サブミクロン程度の幅の筋状構造が形成できる。このような筋状構造を有する平滑固体表面上に金、銀、アルミニウム等の金属を真空蒸着させると、筋状構造の上には金属は付着せず、筋の間に金属膜が形成できる。そして筋状構造は絶縁性を示し、金属膜は導電性を示す。このような微細配線構造は筋状部に平行な方向には導電性を示し、垂直な方向には絶縁性を示す。そして、高分子材料からなる電気を通さない部分と、金属からなる電気を通す部分を、図３に示すように、交互に形成することにより、一方向へ導電性を有する微細配線構造を得ることができる。これにより、下部電極４の配設が行われる。
【００１２】
上記微細配線構造では、筋状部の幅は０．１〜０．５μｍ程度であり、金属膜部の幅は通常０．２〜２μｍ程度であり、配線間隔は０．２〜２μｍ程度である。筋状部、金属膜部の幅及び配線間隔が上記範囲であると、有機電界発光ディスプレイ等の画素サイズ（５０〜１００μｍ）に比べて十分に小さな間隔となる利点がある。
【００１３】
また、本発明では、図３に示すように、一方向に導電性を有する上記微細配線の端部に、後付けで０．２〜２０００μｍ程度の電極を形成することにより、当該方向への電気的配線（下部電極配線）が可能となる。
【００１４】
上記微細配線構造において、基板５としては、ガラスからなるものを例示したが、絶縁性を有していれば各種固体材料が使用でき、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックも好ましく使用される。
基板５に擦り付ける材料としては、少なくとも常温・常圧において固体であることが必要である。具体的にはポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン等が使用でき、これらの固体、あるいは粉末状のものを高圧下（例えば１ＧＰａ）で成形加工したものを用いる。
筋状部間に付着形成される金属としては、金、銀、アルミニウム等を用いることができ、その付着形成方法としては、典型的には蒸着法が用いられるが、これに限定されない。膜厚は用いる金属の種類によっても異なるが、通常５〜５０ｎｍ程度である。
【００１５】
上記微細配線構造における金属膜は、０．４〜１μｍの波長の光に対して透過率が１０〜７０％となるように形成されていることが好ましい。上記波長範囲は可視光の波長範囲であり、透過率が上記範囲であると、有機電界発光素子からの発光を透過するとういう利点がある。また、上記微細配線構造は、このような波長の光に対して一方向に偏光した光を取り出すことができる。これにより、有機電界発光素子からの発光も偏光するという利点がある。
【００１６】
また、本発明の発光層２では、例えば図２に示すような発光性有機化合物が使用されるが、もちろんこれに限定されず、これまでに提案されている、あるいはこれから提案される適宜の化合物が使用可能である。また、上部電極や電子輸送層への電荷注入効率を高めるために、発光層２に銀、又は銀とマグネシウム、あるいはアルミニウム、又はアルミニウムとリチウム等を含有させてもよい。
【００１７】
次に、本発明による偏光有機電界発光素子、特に基板上に下部電極を形成した微細配線構造の製造方法について例を示しながら述べる。この微細配線構造以外の要素の製造方法については既存のものの製造方法と同様であるので説明を省略する。
【００１８】
本発明では、固体基板上に高分子材料を擦り付けることにより該高分子材料からなる複数の筋状部を形成した後、該筋状部間にそれぞれ金属膜を付着形成することにより、絶縁部と導電部が交互に形成された上記微細配線構造が製造される。固体基板上に高分子材料を擦り付ける一例の手法を図４に斜視図で示す。
【００１９】
先ず、図４に示すように、ホットプレート上にガラス基板を載置し、ガラス基板の温度を所定温度に保持した後、高分子固体を圧力を加えて特定の方向に擦り付ける。すると、ガラス基板上に高分子材料からなる筋状部が形成される。次いで、筋状の高分子材料が存在するガラス基板上に金属を１０−３〜１０−７Ｐａの真空度で蒸着すると、金属は高分子材料からなる筋状部の上には付着せず、高分子材料からなる筋状部で区画された部分に金属が堆積、薄膜化されて、配線部が形成される。これにより、一方向に導電性及び偏光特性を有する微細配線構造が得られ、下部電極の配設が行われる。
【００２０】
上記において、高分子固体を押し付ける圧力（０．１〜１０ＭＰａ）、速度（０．１〜１０ｍｍ／ｓ）及び／又は基板の温度（室温〜３５０℃）（高分子固体の融点又はガラス転移温度以下）を変化させることにより、得られる筋状部の幅及び高さ、間隔、周期性を制御することができる。
【００２１】
以上、本発明による微細配線構造の製造方法の一例を述べたが、もちろん、本発明の製造方法はこれに限定されず、高分子固体の擦り付け方法、金属膜形成方法、基板の加熱方法、高分子材料や金属の種類等、種々の変形、変更が可能である。
【００２２】
【実施例】
以下に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００２３】
実施例
ポリテトラフルオロエチレン（登録商標：テフロン）の固体（２×５×５ｍｍ３）の底面（２×５ｍｍ２）を、３００℃に保ったガラス基板上を０．１ＭＰａの圧力及び５ｍｍ／ｓの走引速度で擦り付け、図３に示す構造の筋状部が得られた。この筋状部は、０．１μｍの幅の膜が０．５μｍの間隔で並んでいるもので、電子顕微鏡を用いた解析により、それぞれの筋はテフロン分子が、一方向に配列したものであることが明らかとなった。この上に、金を真空蒸着したとき、金はテフロン上に堆積せず、テフロンの筋の間にのみ堆積、薄膜化することが、原子間力顕微鏡及び電子顕微鏡を用いた観察の結果、明らかとなった。この薄膜の透過率及び電界発光強度の測定結果を図５及び図６に示す。これにより、ここで作製されたものが一方向に導電性及び偏光特性を有する微細配線構造であることが確認された。
次に、ジアミン誘導体（化合物（２））からなる正孔輸送層、キノリン錯体（化合物（１））からなる発光層（電子輸送層）及びアルミニウムからなる上部電極を設け、本発明による偏光有機電界発光素子を作製した。なお、上部電極は通常の電界発光素子と同様、蒸着法により形成した。
【００２４】
【発明の効果】
本発明によれば、基板上に高分子材料を擦り付けることにより複数の筋状部を形成し、これらの間に金属膜を形成することにより、一方向に導電性を有するサブミクロン程度の微細配線構造からなる下部電極を有する偏光有機発光素子を提供することが可能となる。従って、本発明によれば、電子線リソグラフィー等の微細加工を用いる既存の手法に較べてきわめて容易かつ低コストで下部電極の作製が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による偏光有機電界発光素子の一構成例の層構成を示す模式図である。
【図２】本発明による偏光有機電界発光素子の発光層に用いる発光性有機化合物の例を示す図である。
【図３】電気を通す部分と電気を通さない部分が筋状に並んだ本発明による偏光有機電界発光素子の下部電極における微細配線構造を模式的に示すとともに、サブミクロンの間隔の微細な金属配線の上に後付けで数十〜百μｍ程度の間隔の電極を後付けで形成したものを示す平面図である
【図４】固体表面に高分子固体を擦り付けることで、高分子材料からなる筋状構造を形成する手法を示す模式的斜視図である。
【図５】本発明の微細配線構造における透過率特性を示す図である。
【図６】本発明の微細配線構造における電界発光強度特性を示す図である。
【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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【図６】
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