CN101714615A - 电致发光元件的制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种电致发光元件的制造方法,至少包括如下工序:分解除去层形成工序,准备电极层,在电极层上或在电极层上成膜的电荷注入输送层上通过照射能量时的光催化剂的作用分解除去,形成与液体的接触角不同于电极层或电荷注入输送层的分解除去层;分解除去层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置光催化剂处理层及分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以将能量照射在分解除去分解除去层的区域,将分解除去层形成图形形状;从分解除去层取下光催化剂处理层的取下工序;有机电致发光层形成工序,按照分解除去层的图形,在电极层上或电荷注入输送层上形成有机电致发光层。

Description

电致发光元件的制造方法
本申请是大日本印刷株式会社于2003年8月5日提交的申请号为“031526756”、发明名称为“电致发光元件的制造方法”的申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及一种采用由于伴随能量照射的光催化剂作用而特性变化的层进行有机电致发光(以下,有的将电致发光缩写为EL)层的图形形成的EL元件制造方法,涉及不受光催化剂影响的EL元件制造方法。
背景技术
EL元件是一种从对置的电极注入的空穴及电子在发光层内结合,并以其能量激发发光层中的荧光物质,从而进行对应于荧光物质的颜色的发光的元件,作为自发光的平面状显示元件引人注目。其中,以有机物质作为发光材料的有机薄膜EL显示器,即使在外加电压为不足10V时,也能实现高效率高亮度发光等,并且能够以简单的元件结构发光,人们期待着应用于发光显示特定图形的广告等低价格简易显示器中。
在制造采用这种EL元件的显示器时,通常进行有机EL层等的图形形成。作为这样的EL元件的图形形成方法,提出了有借助遮光板蒸镀发光材料的方法、利用喷墨涂敷法、利用紫外线照射破坏特定发光色素的方法、丝网印刷等各种图形形成方法,但也提出了采用可容易形成致密图形形成的光催化剂的方法。
采用该光催化剂的EL元件的制造方法,是在能量照射包含光催化剂的层时,通过照射时光催化剂的作用,利用含光催化剂的层的润湿性变化的方法。即,通过利用基于该润湿性差异的图形,使有机EL层形成图形形状。如此利用光催化剂的EL元件的制造方法,由于只通过能量照射就能够形成基于该润湿性差异的图形,因此可大大省略图形形成有机EL层所需的工时,是一种有用的方法。
但是,在采用这样的光催化剂制造EL元件的方法中,含有光催化剂的层,由于包含在EL元件的构成中,并由于内部所含的光催化剂的半永久作用,存在EL元件可能受光催化剂影响的问题。
发明内容
本发明是针对上述问题而提出的,目的是提供一种容易图形形成有机EL层并且受光催化剂影响小的EL元件的制造方法。
为达到上述目的,在本发明的要求保护范围1中提供了一种EL元件的制造方法,其特征在于,至少包括如下工序:分解除去层形成工序,准备电极层,通过在上述电极层上或在上述电极层上成膜的电荷注入输送层上能量照射时的光催化剂的作用分解除去,形成与液体的接触角不同于上述电极层或上述电荷注入输送层的分解除去层;分解除去层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以便使能量照射在分解除去上述分解除去层的区域,将上述分解除去层形成图形形状;从上述分解除去层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,按照上述分解除去层的图形,在电极层上或电荷注入输送层上形成有机EL层。
在本发明中,借助包含光催化剂的光催化剂处理层,通过照射能量,将利用照射能量时的光催化剂的作用分解除去的分解除去层形成为图形形状,此外,由于上述分解除去层与液体的接触角不同于在电极层上形成时的该电极层或形成在电荷注入输送层上时的电荷注入输送层,所以通过利用它们润湿性的差异,不需要特别繁杂的工时就能够在对应于分解除去层图形的图形上形成有机EL层。此外,在图形形成分解除去层后,由于从分解除去层取下光催化剂处理层,所以EL元件本身不含光催化剂处理层,因此,具有不用担心光催化剂处理层中光催化剂所产生影响的优点。
在上述要求保护范围1中记载的发明中,如本发明的要求保护范围2所述,上述分解除去层最好是自身组织化单分子膜、L-B膜(Langmuir-Blodgett Film)或交互吸附膜中的任何一种。因为通过由这样的材料形成分解除去层,能够形成可利用光催化剂作用而分解的强度比较高的薄膜。此外,因为通过选择薄膜的材质,能够与在分解除去分解除去层时露出的电极层或电荷注入输送层形成良好的润湿性差。
在本发明中,如本发明要求保护范围3记载,提供一种EL元件的制造方法,其特征在于,至少包括如下工序:分解除去层形成工序,准备电极层,在上述电极层上或在上述电极层上成膜的电荷注入输送层上,由具有电荷屏蔽性的材料形成,形成通过照射能量时的光催化剂的作用而分解除去的分解除去层;分解除去层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以使能量照射在分解除去上述分解除去层的区域,将上述分解除去层形成为图形形状;从上述分解除去层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,形成有机EL层,以便覆盖在分解除去上述分解除去层的表面及该分解除去层后露出的上述电极层或上述电荷注入输送层。
在本发明中,借助包含光催化剂的光催化剂处理层,通过照射能量,将利用照射能量时的光催化剂的作用而分解除去的分解除去层形成为图形形状,此外,对于如此形成的分解除去层,例如,通过在位于电极层上时以覆盖该电极层及分解除去层的方式,以及,在电荷注入输送层上形成该分解除去层时以覆盖该电荷注入输送层及分解除去层的方式,形成有机EL层,由于该分解除去层具有电荷屏蔽性,因此电荷不注入位于分解除去层上的有机EL层。所以,即使在整个面上成膜有机EL层时,也能够得到与将有机EL层形成为图形形状时同样的效果。此外,在图形形成分解除去层后,由于从分解除去层取下光催化剂处理层,EL元件本身不含光催化剂处理层,因此,具有不用担心光催化剂处理层中光催化剂所产生影响的优点。
此外,在本发明中,如本发明要求保护范围4记载,提供一种EL元件的制造方法,其特征在于,包括如下工序:电极层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及电极层后,从规定方向图形照射能量,在上述电极层表面上形成基于润湿性不同的图形;从上述电极层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,在提高了与上述电极层液体的润湿性的区域上形成有机EL层。
在本发明中,借助包含光催化剂的光催化剂处理层,通过照射能量在电极层表面上形成基于润湿性差异的图形,并且由于利用基于该润湿性差异的图形在电极层上形成有机EL层,因此在能量照射后不需要特别处理就能够将有机EL层形成为高精细的图形。此外,在电极层表面上形成基于润湿性差异的图形后,由于从电极层上取下光催化剂处理层,所以EL元件本身不含光催化剂处理层,因此,具有不用担心光催化剂处理层中光催化剂所产生影响的优点。
此外,在本发明中,如本发明要求保护范围5记载,提供一种EL元件的制造方法,其特征在于,至少包括如下工序:电荷注入输送层形成工序,在电极层上,利用照射能量时的光催化剂的作用降低与液体的接触角,从而形成润湿性变化的电荷注入输送层;电荷注入输送层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述电荷注入输送层后,从规定方向图形照射能量,在上述电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形;从上述电荷注入输送层上取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,在提高了上述电荷注入输送层的与液体润湿性的区域上形成有机EL层。
在本发明中,借助包含光催化剂的光催化剂处理层,通过照射能量,在电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形,并且由于利用基于该润湿性差异的图形在电荷注入输送层上形成有机EL层,所以在照射能量后不需要特别处理就能够将有机EL层形成为高精细的图形。此外,在电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形后,由于从电荷注入输送层取下光催化剂处理层,所以EL元件本身不含光催化剂处理层,因此,具有能够避免光催化剂处理层中光催化剂所产生影响的优点。
在上述要求保护范围5所述的本发明中,如本发明要求保护范围6所述,所述电荷注入输送层最好至少由YnSiX(4-n)(此处,Y表示烷基、氟代烷基、乙烯基、氨基、苯基或环氧基,X表示烷氧基或卤素。N是0~3的整数)表示的硅化合物的一种或两种以上的水解缩合物或共水解缩合物的聚有机硅氧烷及光催化剂构成。
这是因为,在通过将电荷注入输送层形成为含有聚有机硅氧烷及光催化剂,借助光催化剂处理层基板照射能量,在电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形时,能够提高其灵敏度,能够在电荷注入输送层上形成更高精细的图形。
在如本发明要求保护范围1~6中任一项所述的发明中,如本发明要求保护范围7所述,上述电荷注入输送层及光催化剂处理层中包含的光催化剂最好是从二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化钨(WO3)、氧化铋(Bi2O3)及氧化铁(Fe2O3)中选出的一种或两种以上的物质,其中特别是如本发明要求保护范围8所述,最好是二氧化钛(TiO2)。这是因为,由于二氧化钛的带隙能高,因此作为光催化剂比较有效,而且在化学上也稳定,无毒性,材料来源也容易。
在如本发明要求保护范围1~8中任一项所述的发明中,如本发明要求保护范围9所述,在上述分解除去层图形形成工序、上述电极层图形形成工序及上述电荷注入输送层图形形成工序中,在照射能量时,上述光催化剂处理层与上述分解除去层、上述电极层或上述电荷注入输送层之间的间隔最好设定在0.2μm~10μm的范围内。这是因为,在照射能量时,通过在上述间隔范围内配置光催化剂处理层,以短时间的能量照射就能够分解除去分解除去层,此外还能得到润湿性变化了的电极层或电荷注入输送层。
在如本发明要求保护范围1~9中任一项所述的发明中,如本发明要求保护范围10所述,上述电极层最好形成在基材上。这是因为,在上述EL元件不具有自支撑性等时,通过在基材上形成EL元件,能够提高强度。
在本发明中,此外,如本发明要求保护范围11所述,提供一种EL元件,其特征在于,至少具有如下构成:第1电极层;分解除去层,在上述第1电极层上或成膜在上述第1电极层上的电荷注入输送层上形成为图形形状,并通过照射能量时的光催化剂的作用而被分解除去,而且与液体的接触角不同于上述第1电极层或电荷注入输送层;有机EL层,在分解除去上述分解除去层后露出的电极层上或电荷注入输送层上形成为图形形状,至少包含发光层;第2电极层,形成在上述有机EL层上。
在本发明中,在电极层上或电荷注入输送层上将分解除去层形成为图形形状,并且该分解除去层,由于与液体的接触角不同于位于分解除去层下的电极层或电荷注入输送层,因此通过利用该润湿性的差异,能够制作具有沿着形成为图形形状的分解除去层的图形形成高精细图形的有机EL层的有机EL元件。此外,由于EL元件本身不含光催化剂,因此可避免光催化剂的半永久性作用的影响。
此外,在本发明中,如本发明要求保护范围12所述,提供一种EL元件,其特征在于,至少具有如下构成:第1电极层;分解除去层,在上述第1电极层上或成膜在上述第1电极层上的电荷注入输送层上形成为图形形状,并通过照射能量时的光催化剂的作用被分解除去,而且具有电荷屏蔽性;有机EL层,以覆盖上述第1电极层及分解除去层的方式形成,至少包含发光层;第2电极层,形成在上述有机EL层上。
在本发明中,由于在电极层上或电荷注入输送层上形成具有电荷屏蔽性的分解除去层,即使不特地将有机EL层形成为图形形状,由于不对在位于分解除去层上的有机EL层注入来自电极层的电荷,因此也能得到与将有机EL层形成为图形形状时相同的效果。此外,由于EL元件本身不含光催化剂,可避免光催化剂的半永久性作用的影响,可实现长寿命化。
在如本发明要求保护范围11或12所述的发明中,如本发明要求保护范围13所述,上述第1电极层最好形成在基材上。
这是因为,在具有上述分解除去层的EL元件不具有自支撑性时,通过在基材上形成上述第1电极层,能够提高EL元件的强度。
附图说明
图1是表示一例本发明EL元件制造方法的工程图。
图2是表示另一例本发明EL元件制造方法的工程图。
图3是表示另一例本发明EL元件制造方法的工程图。
图4是表示另一例本发明EL元件制造方法的工程图。
图5是表示一例本发明的光催化剂处理层的概略剖面图。
图6是表示另一例本发明的光催化剂处理层的概略剖面图。
图7是表示另一例本发明的光催化剂处理层的概略剖面图。
图8是表示另一例本发明的光催化剂处理层的概略剖面图。
图9是表示一例本发明EL元件的概略剖面图。
图10是表示另一例本发明EL元件的概略剖面图。
图中:1:基板,2:光催化剂层,3:光催化剂处理层基板,4:基板,5:第1电极层,6:分解除去层,8:光掩模,9:有机EL层,13:第2电极层
具体实施方式
以下,说明本发明的EL元件及其制造方法。首先说明制造方法。
I.EL元件的制造方法
在本发明的EL元件的制造方法中,为了图形形成有机EL层,预先,根据有机EL层的图形,将由于照射能量时光催化剂的作用使特性变化的薄膜层形成为图形形状,利用该形成为图形形状的特性发生变化的层,进行有机EL层的图形形成,制造EL元件。
在本发明中,作为这种特性发生变化的层,可以采用各种特性发生变化的层,但最好是能够特别容易将有机EL层形成为高精细图形的、润湿性变化的层或分解除去的层。因此,以下分为采用通过照射能量时的光催化剂的作用除去的分解除去层的方式和采用润湿性变化的层的方式,进行说明。此外,在采用分解除去层时,也可以分为利用形成图形形状的分解除去层的润湿性进行有机EL层的图形形成的第1实施方式和利用形成图形形状的分解除去层的电荷屏蔽性的第2实施方式。另外,在采用润湿性变化的层时,也可以分为利用电极层的润湿性变化的第3实施方式和利用电荷注入输送层的润湿性变化的第4实施方式,以下对于这些各自的各实施方式进行详细说明。
(I)第1实施方式
第1实施方式是利用通过照射能量时的光催化剂的作用而分解除去的分解除去层的方式,另外,也是利用这种分解除去层的润湿性进行有机EL层的图形形成的方式。
这种本实施方式的有机EL元件的制造方法的特征在于:至少包括如下工序:分解除去层形成工序,准备电极层,通过在上述电极层上或在上述电极层上成膜的电荷注入输送层上照射能量时的光催化剂的作用分解除去,形成与液体的接触角不同于上述电极层或上述电荷注入输送层的分解除去层;分解除去层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以将能量照射在分解除去上述分解除去层的区域,将上述分解除去层形成为图形形状;从上述分解除去层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,按照上述分解除去层的图形,在电极层上或电荷注入输送层上形成有机EL层。
本实施方式的分解除去层有时形成在电极层上,有时形成在电荷注入输送层上。在电极层上形成分解除去层时,由于在该电极层和分解除去层上形成呈现不同的润湿性,因此利用该润湿性的差异,并且沿着分解除去层的图形将有机EL层形成为图形形状。另一方面,在电荷注入输送层上形成分解除去层时,通过使电荷注入输送层和分解除去层与液体的接触角不同地形成,同样能将有机EL层形成为图形形状。
此外,在本方式中,在将分解除去层形成图形形状时,利用含有光催化剂的光催化剂处理层,由于借助该光催化剂处理层,在分解除去层上图形照射能量,对于不含光催化剂的分解除去层,可利用光催化剂的作用分解除去。此外,在分解除去层的图形形成结束后,由于从分解除去层取下光催化剂处理层,EL元件本身不含光催化剂处理层,可以避免光催化剂的半永久性作用对EL元件的影响。
下面,参照附图说明上述的本实施方式的EL元件的制造方法。
图1表示一例本实施方式的EL元件的制造方法。在该制造方法中,首先,准备由透明基板1和在该透明基板1上形成的光催化剂处理层2构成的光催化剂处理层基板3,再准备与光催化剂处理层基板3不在一起的基材4,在该基材4上形成第1电极层5,然后在该第1电极层5上形成分解除去层6(参照图1(a))。
然后,相对配置该光催化剂处理层基板3的光催化剂处理层2及分解除去层6,借助光掩模8照射紫外线(参照图1(b))。
通过照射上述紫外线,利用包含在光催化剂处理层2的光催化剂的作用,分解除去紫外线照射区的分解除去层6。然后,通过从分解除去层6取下光催化剂处理层基板3,分解除去紫外线照射区的分解除去层6,得到形成图形形状的分解除去层6(参照图1(c))。
本实施方式的分解除去层6,由于与位于分解除去层6下面的第1电极层5在润湿性上存在差异,利用该润湿性的差异,分解除去分解除去层6,在露出第1电极层5的区域上形成有机EL层9。
此外,在有机EL层9上形成第2电极层13(参照图1(e))。由此,例如,在以第2电极层13作透明电极时,可以得到从图的上方取出光的EL元件。
针对在上述本发明的EL元件制造方法,按各工序详细说明。
A.分解除去层形成工序
所谓本实施方式中的分解除去层形成工序,指的是在电极层上或成膜在电极层上的电荷注入输送层上,利用照射能量时的光催化剂的作用形成分解除去的分解除去层的工序。
以下,说明构成本工序的分解除去层、电极层及电荷注入输送层。
(1)分解除去层
首先,说明分解除去层。本实施方式中的分解除去层指的是,在照射能量时,利用光催化剂处理层中的光催化剂的作用,分解除去照射能量部分的分解除去层的层,并且也是在分解除去分解除去层时,呈现润湿性与露出的层(例如,在电极层上形成分解除去层时的电极层,电荷注入输送层上形成分解除去层时的电荷注入输送层)不同的层。
对于这样的分解除去层,由于利用光催化剂的作用分解除去照射能量的部分,能够在不进行显影工序和清洗工序的情况下,形成由具有分解除去层的部分和没有分解除去层的部分构成的图形,即具有凹凸的图形。
此外,由于该分解除去层是被照射能量时的光催化剂的作用氧化分解、气化等的,不需要显影、清洗工序等特别的后处理就可以除去,但也可以根据分解除去层的材质进行清洗工序。
此外,在本实施方式的构成中,由于是采用形成图形形状的分解除去层,而且是利用分解除去层的润湿性图形形成有机EL层的方式,所以与液体的接触角不同于分解除去层和分解除去该分解除去层后露出的电极层或电荷注入输送层。本实施方式在将分解除去层形成所希望的图形后,分解除去层及分解除去分解除去层后露出的层,利用保持不同的润湿性,将有机EL层形成图形形状。
此外,关于分解除去层的润湿性,在分解除去分解除去层后露出的区域上形成有机EL层时,分解除去层与液体的接触角最好比位于分解除去层下面的层(例如,在电极层上形成分解除去层时的电极层,在电荷注入输送层上形成分解除去层时的电荷注入输送层)与液体的接触角大。由此,能够使形成有机EL层的有机EL层形成用涂敷液很少地粘附在分解除去层的表面,而就能够很好地粘附在未形成分解除去层的区域上。
在此种情况下,分解除去层相对于表面张力与涂布的有机EL层涂敷液的表面张力同等的液体的接触角最好比分解除去该分解除去层后露出的电极层或电荷注入输送层的接触角大1°以上、特别是5°以上、尤其是10°以上。
在此种情况下,关于分解除去层表面要求的疏液性,相对于表面张力与涂布的有机EL层涂敷液的表面张力同等的液体的接触角最好达到30°以上、特别是40°以上、尤其是50°以上。
另一方面,在分解除去层上形成有机EL层时,分解除去层上的与液体的接触角最好比分解除去分解除去层后露出的层(例如,在电极层上形成分解除去层时的电极层,在电荷注入输送层上形成分解除去层时的电荷注入输送层)的与液体的接触角小。由此,能够使形成有机EL层的有机EL层形成用涂敷液很少地粘附在电极层或电荷注入输送层上,而就能够很好地粘附在分解除去层上。
此外,采用接触角测定器(协和界面科学(株)制CA-Z型)测定了(从微量注射器滴下液滴,30秒后)与具有各种表面张力的液体的接触角,从其结果或将其结果制成图表得到这里所述的与上述液体的接触角。此外,在进行该测定时,作为具有各种表面张力的液体,采用纯正化学株式会社生产的润湿指数标准液。
此外,关于本实施方式的分解除去层的膜厚,在后述的分解除去层的图形形成工序中,只要是利用照射能量时的光催化剂的作用能够分解除去的膜厚,就不做特别限定。具体讲,可以在0.001μm~1μm的范围,但最好是在0.01μm~0.1μm的范围内。
关于可用于上述分解除去层的材料,指的是,通过上述的分解除去层的特性、即照射能量时通过与分解除去层间隔规定间隙配置的光催化剂处理层中所含光催化剂的作用能够分解除去的材料,并且最好是具有与上述范围内的液体的接触角的材料。通过选择上述材料,利用功能性薄膜即自身组织化单分子膜、L-B膜或交互吸附膜等的制造方法进行形成,由此能够形成强度比较高的薄膜,并且能在分解除去层、电极层或电荷注入输送层上形成良好的润湿性差。
下面,具体说明本实施方式采用自身组织化单分子膜、L-B膜或交互吸附膜。
①自身组织化单分子膜
发明者不清楚自身组织化单分子膜(Self-Assembled Monolayer)的公式定义的存在,但是一般作为自身组织化膜而被认识的论述文章,例如Abraham Ulman综述“Formation and Structure of Self-AssembledMonolayers”,Chemical Review,96,1533~1554(1996)介绍的比较全面。如将该概论作为参考,所谓的自身组织化单分子膜可以解释为是,适当的分子吸附、结合(自身组织化)在适当的基板表面后生成的单分子层。关于具有自身组织化膜形成能的材料,例如有脂肪酸等表面活性剂分子、烷基三氯硅烷类或烷基烷氧化物类等的有机硅分子;烷硫醇类等有机硫分子;烷基磷酸盐类等有机磷酸分子等。分子结构的一般通性具有比较长的烷基链,在单方的分子末端存在与基板相互作用的官能团。烷基链的部分是分子间2维充填时的分子间力的来源。可是,此处所举之例是最简单的结构,已经报道了由在分子的另一末端具有氨基及羧基等官能团的结构、亚烷基链部分为羟基乙烯链、氟代烃链、及其复合式链等的各种分子构成的自身组织化单分子膜。此外,也有由多种分子构成的复合式的自身组织化单分子膜。此外,最近,有时也将以树枝状为代表的粒子状的具有多个如官能团(有时也只有一个官能团)的高分子或直链状(有时也有分支结构)的高分子在一层基板表面上形成的膜(后者统称为聚合物刷)认为是自身组织化单分子膜。本法明的自身组织化单分子膜也包括这些膜。
②L-B膜
本实施方式所用的L-B膜(Langmuir-Blodgett Film),如是形成在电极层上或电荷注入输送层上,形式上与上述的自身组织化单分子膜无大的区别。L-B膜的特征可以说是在于其形成方法及起因于形成方法的高度2维分子充填性(高取向性、高秩序性)。即,一般,L-B膜形成分子首先在气液界面上展开,其展开膜被凹点(trough)凝缩,变化成高度充填的凝缩膜。实际中是将其复制在适当的基材上使用。用这里简要介绍的方法可以形成从单分子膜到任意分子层的多层膜。此外,不只是低分子,也可以将高分子、胶粒等作为膜材料。关于采用各种材料的最新事例,宫下德治等的综述“展望软系纳米器件创制的工艺学”(高分子50卷9月号644-647(2001))进行了详细叙述。
③交互吸附膜
交互吸附膜(Layer-by-Layer Self-Assembled Film),一般是指通过逐次在基板上吸附、结合具有具备最低2个正或负电荷的官能团的材料,进行叠层而形成的膜。具有多个官能团的材料,由于有提高膜的强度及耐久性等优点,因此最近,多采用离子性高分子(高分子电解质)作材料。此外,蛋白质、金属和氧化物等的具有表面电荷的粒子即“胶粒”也多用作膜形成物质。另外,最近还报告了积极利用比氢键、配位键、疏液性相互作用等的离子键弱的相互作用的膜。关于交互吸附膜的比较最新的事例,多少偏向于以静电的相互作用作为驱动力的材料,详细情况见PaulaT.Hammond的综述“Recent Explorations in Electrostatic Multilayer ThinFilm Assembly”,Current Opinion in Colloid & Interface Science,4,430-442(2000)。交互吸附膜,如以最简单的工艺为例说明,是通过规定次数重复具有正(负)电荷的材料的吸附-清洗-具有负(正)电荷的吸附-清洗的循环,而形成的膜。象L-B膜那样的展开-凝缩-复制等操作完全不需要。此外,从这些制造方法的不同之处可以看出,交互吸附膜一般没有L-B膜那样的2维高取向性、高秩序性。但是,交互吸附膜及其制作方法具有能够容易形成无缺陷的致密膜,可在微细的凹凸面或者管内面和球面等上均匀成膜等以往成膜法没有的许多优点。
此外,关于由这样的材料形成的分解除去层,在分解除去层上形成后述的有机EL层时,由于需要向有机EL层内注入电荷,因此最好是具有电荷注入输送性的材料。
(2)电极层
在本实施方式中,上述的分解除去层有时成膜在电极层上。作为形成该电极层的材料,只要是具有导电性的材料,不做特别限定。作为这样的材料,例如,在图1(e)所示的EL元件中,在从图的下方取出光时及在后述的分解取出层图形形成工序中,在从图1(b)的下方照射能量时,由于最好具有透明性,所以最好是In-Zn-O(IZO)、In-Sn-O(ITO)、ZnO-Al、Zn-Sn-O等。另外,在如图1(e)所示的EL元件中,在从图的上方取出光时,由于不特别要求透明性,也可以采用由金属构成的电极。具体可采用Au、Ta、W、Pt、Ni、Pd、Cr或铝合金、镍合金、铬合金等。
(3)电荷注入输送层
下面,说明电荷注入输送层。
在本实施方式中,在上述电极层上成膜电荷注入输送层时,也可以在该电荷注入输送层上形成分解除去层。这样,在电荷注入输送层上设置分解除去层时,利用形成图形形状的分解除去层,在电荷注入输送层上形成有机EL层,但作为此时有机EL膜,一般成为发光层。此处所讲的电荷注入输送层具有稳定向后述的有机EL层输送来自电极的电荷的功能,通过在发光层及电极层之间设置这样的电荷注入输送层,能够稳定向发光层注入电荷,所以提高发光效率。
作为这样的电荷注入输送层,有稳定向有机EL层注入输送空穴的空穴注入输送层、稳定向有机EL层注入输送电子的电子注入输送层。在本实施方式中,由于一般大多将上述的电极层设置成阳极,因此作为在这样的电极层上形成的电荷注入输送层,成为空穴注入输送层。
以下,作为电荷注入输送层说明空穴注入输送层及电子注入输送层。
①空穴注入输送层
作为本实施方式的空穴注入输送层,只要是能够向发光层内输送从阳极注入的空穴的层,不做特别限定。例如,可以由具有稳定向发光层内注入从阳极注入的空穴的功能的空穴注入层及向发光层内输送从阳极注入的空穴的功能的空穴输送层中的任何一方构成,或由上述两层组合构成,也可以由具有上述两种功能的其他层构成。
此外,关于空穴注入输送层的膜厚度,只要是充分发挥其功能的膜厚度,不做特别限定,可在10nm~300nm的范围内,但最好是在30nm~100nm的范围内。
作为这样的空穴注入输送层,只要是能稳定向发光层输送从阳极注入的空穴的材料,不做特别限定。具体可以举出N-(1-萘基)-N-苯基联苯胺(α-NPD)、4,4,4-三(3-甲基苯基苯胺基)三苯基胺(MTDATA)、此外作为高分子材料的聚乙烯咔唑(PVCz)、聚3,4-亚乙二氧基噻吩(PEDOT)、聚亚苯基亚乙烯基衍生物、聚苯胺等。
②电子注入输送层
下面,说明电子注入输送层。作为本实施方式的电子注入输送层,可以由具有稳定向发光层内注入从阴极注入的空穴的功能的电子注入层及具有向发光层内输送电子的功能的电子输送层中的任何一方构成,或由上述两层组合构成,也可以由具有上述两种功能的单层构成。
首先,说明电子注入层。作为形成电子注入层的材料,只要是能够稳定向发光层注入电子的材料,不做特别限定。作为这样的材料,可以采用Ca、Ba等的碱土类金属的单质、碱土金属化或碱土类金属的氧化物或氟化物。其中,最好是碱土类金属的氟化物。因为,碱土类金属的氟化物熔点高,能够提高耐热性。具体有MgF2、CaF2、SrF2、BaF2、LiF等。此外,也可以采用如Ca/LiF一样的复合上述氟化物。作为由上述材料构成的电子注入层的膜厚度,最好是在0.2nm~10nm的范围内。
此外,作为阴极,在采用象铟氧化物那样的透明氧化物导电材料时,由于其功函数在4.6eV以上,所以最好采用具有4.0eV以下功函数的材料形成电子注入层。这是因为,在低驱动电压下,很难从由功函数在4.6eV以上的铟氧化物形成的阴极向发光层直接注入电子,但是,通过在上述层之间设置具有4.0eV以下功函数的电子注入层,可便于注入电子。具体有Ba、Ca、Li、Cs、Mg等。在利用这样的材料形成电子注入层时,其膜厚度在0.2nm~50nm,其中最好是在0.2nm~20nm的范围内。这是因为,在此种情况下,由于采用透明的氧化物导电材料作阴极,在从该阴极一侧取光时,也要求电子注入层具有透明性。
此外,由于一般很难严格区别电子注入层和阴极,所以叠层上述电子注入层所用材料而形成的薄膜层可用作阴极,其也具有作为电子注入层的功能。在此种情况下,作为阴极材料,可以采用Al、Ag等。
此外,作为形成电子输送层的材料,只要是能够向发光层内输送从阴极或从上述电子注入层注入的电子的材料,不做特别限定。此外,一般在高分子有机EL时,通过用蒸镀等方法,在发光层或电子注入层和阴极之间设置低分子的电子输送层,从封孔效果看有提高性能的可能性。在本发明中,作为形成电子输送层或具有封孔效果的薄膜层的材料,可以列举BCP(basocupron)或Bpehn(sophenanetroline)等的电子输送性化合物。
此外,在形成具有作为电子注入层功能及作为电子输送层功能两种功能的薄膜层时,在电子输送性的有机材料中,通过作为涂料混合碱金属或碱土类金属,能够稳定向发光层注入、输送电子。作为这样的金属涂料材料,有Li、Cs、Ba、Sr等。此时的电子输送性有机材料和金属涂料材料的摩尔比在1∶1~1∶3的范围内,但其中最好是在1∶1~1∶2的范围内。此外,作为此时的膜厚度,可以在5nm~1000nm的范围,其中最好是在10nm~100nm的范围。这是因为,通过添加金属涂料材料,电子流动性变大,并且透过率也比单体金属高。
(4)基材
在本实施方式中,从电极层及分解除去层的自支撑性方面及EL元件的强度方面考虑,最好在基材上形成EL元件。
此外,本实施方式中所述的具有自支撑性,是指在无其他支撑材的情况下,能够以有形状态存在。
作为这样的基板,例如,在如图1(e)所示的EL元件中,在从下方取出光时,及在后述的分解除去层图形形成工序中,在从图1(b)的下方照射能量时,最好是透明的。具体可以采用石英、玻璃等。此外,在如图1(e)所示的EL元件中,在从上方取出光时,由于不特别要求透明性,除上述材料外,还可以采用铝及铝合金等金属、塑料、织物、无纺布等。
B.分解除去层图形形成工序
本实施方式中的所谓分解除去层图形形成工序,指的是采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以便使能量照射在分解除去上述分解除去层的区域上,从而使上述分解除去层形成图形形状的工序。
以下,说明用于上述工序的光催化剂处理层基板等。
此外,以下说明的光催化剂处理层基板,除用于本实施方式外,也用于第2、第3及第4实施方式。因此,关于以下说明的光催化剂处理层基板,由于适用于本发明的所有实施方式,有时统称分解除去层或润湿性变化的层并记载为特性变化层。
(I)光催化剂处理层基板
在本发明中,在利用照射能量时的催化剂的作用对特性变化的特性的特性变化层进行图形形成时,为了使光催化剂的作用对特性变化层产生影响,采用成膜有含有光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板。由于在特性变化层上间隔规定间隙地配置上述光催化剂处理层基板,所以能够通过照射能量形成图形形状,从而形成特性变化层。
这样的光催化剂处理层基板至少具有光催化剂处理层和基板,通常在基板上形成用规定的方法形成的薄膜状的光催化剂处理层。此外,在该光催化剂处理层基板上,也可以采用形成有图形形状的遮光部的薄膜层。
①光催化剂处理层
用于本发明的光催化剂处理层,只要是光催化剂处理层中的光催化剂能够使作为处理对象的特性变化层的特性变化的构成,不做特别限定,可以由光催化剂和粘合剂构成,也可以由光催化剂单体成膜构成。此外,其表面的润湿性可以是特别亲液的,也可以是疏液性的。
本发明中所用的光催化剂处理层,例如,如上述图1(a)等所示,可以全面形成在基板1上,但是,例如,如图5所示,也可以在基板1上图形形状形成光催化剂处理层2。
通过图形形状形成上述光催化剂处理层,在与特性变化层间隔规定间隙地配置光催化剂处理层,照射能量时,由于不需要采用光掩模等的图形照射,通过全面照射,能够使特性变化层的特性变化。
该光催化剂处理层的图形形成方法不做特别限定,例如可采用光刻法等进行。
此外,实际上,由于只变化面对光催化剂处理层的特性变化层上的特性,因此具有如下优点:光能的照射方向,只要能将能量照射在上述光催化剂处理层和特性变化层面对的部分,可从任何方向照射,此外,照射的光能也不特别限定于平行光等的平行照射。
如后述的以二氧化钛为代表的光催化剂在光催化剂处理层上的如此作用机理不一定明确,但可以认为,由照射光生成的载流子与附近的化合物的直接反应或在存在氧和水的情况下生成的活性氧种使有机物的化学结构产生变化。在本发明中,认为是该载流子对配置在光催化剂处理层近处的特性变化层中的化合物发生了作用。
作为本发明中使用的光催化剂,有作为半导体材料熟知的,如二氧化钛(TiO2)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO2)、钛酸锶(SrTiO3)、氧化钨(WO3)、氧化铋(Bi2O3)及氧化铁(Fe2O3),可从上述催化剂中选择一种或两种以上混合使用。
由于二氧化钛的带隙能高、化学上稳定、无毒、材料来源容易,最适合本发明使用。在二氧化钛中有锐钛矿型和金红石型,本发明中可使用其中任意一种,但最好是使用锐钛矿型的二氧化钛。锐钛矿型二氧化钛的激发波长在380nm以下。
作为这样的锐钛矿型二氧化钛,例如,有盐酸解胶型的锐钛矿型二氧化钛溶胶(石原产业(株)制STS-02(平均粒径7nm)、石原产业(株)制ST-K01)、硝酸解胶型的锐钛矿型二氧化钛溶胶(日产化学(株)制TA-05(平均粒径12nm)等。
由于光催化剂的粒径越小光催化剂反应效果越好,所以平均粒径在50nm以下,但最好是使用20nm以下的光催化剂。
本发明中的光催化剂处理层,如上所述,可以是光催化剂单独形成的,此外,也可以是与粘合剂混合形成的。
在只由光催化剂单独形成时,能提高特性变化层上的特性变化效率,缩短处理时间等,有利于降低成本。另外,在光催化剂和粘合剂混合构成光催化剂处理层时,优点是容易形成光催化剂处理层。
作为只由光催化剂构成的光催化剂处理层的形成方法,例如有采用溅射法、CVD法、真空蒸镀法等真空成膜法的方法。利用真空成膜法形成光催化剂处理层,可形成膜均匀的并且只含光催化剂的光催化剂处理层,由此可使特性变化层上的特性均匀变化,而且,由于只由光催化剂构成,与使用粘合剂时相比,可高效率地使特性变化层上的特性发生变化。
此外,作为只由光催化剂构成的光催化剂处理层的形成方法,例如有在使用二氧化钛作光催化剂时,在基板上形成无定形二氧化钛,然后通过焙烧,在结晶性二氧化钛中产生相变化的方法等。作为此时采用的无定形二氧化钛,可通过例如四氯化钛、硫酸钛等钛的无机盐的水解、脱水缩合;有氧条件下的四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丙氧基钛、四丁氧基钛、四甲氧基钛等有机钛化合物的水解、脱水缩合而获得、。然后,通过400℃~500℃的焙烧,使锐钛矿型二氧化钛变性,通过600℃~700℃的焙烧,可使金红石型二氧化钛变性。
此外,在使用粘合剂时,粘合剂的主要成分最好具有如不能被上述光催化剂的光激发分解的高结合能的成分,例如有机聚硅氧烷等。
这样,在采用有机聚硅氧烷作为粘合剂时,可以通过根据需要随其他添加剂一起,在溶剂中分散光催化剂和粘合剂有机聚硅氧烷,调制成涂布液,然后将该涂布液涂布在基板上,如此形成上述光催化剂处理层。作为使用的溶剂,最好使用乙醇、异丙醇等醇系有机溶剂。涂布可采用旋涂、喷涂、浸渍涂敷、滚涂、堆涂等众所周知的涂布方法进行。作为粘合剂,在含有紫外线固化型的成分时,可通过在照射紫外线后进行固化处理形成光催化剂处理层。
此外,作为粘合剂可以使用无定形硅石前体。该无定形硅石前体一般用分子式SiX4表示。X最好是卤素、甲氧基、乙氧基或乙酰基等硅化合物及其水解物的硅烷醇或平均分子量3000以下的聚硅氧烷。
具体有四乙氧基硅烷、四异丙氧基硅烷、四正丙氧基硅烷、四丁氧基硅烷、四甲氧基硅烷等。此外,在此种情况下,在非水溶剂中均匀分散无定形硅石的前体和光催化剂的粒子,通过空气中的水分使其在基板上水解,形成硅烷醇后,可通过常温下的脱水缩聚,形成光催化剂处理层。如在100℃以上进行硅烷醇脱水缩聚,能够增加硅烷醇的聚合度,提高膜表面的强度。此外,上述粘合剂可以单独使用或两种以上混合使用。
在使用粘合剂时的光催化剂处理层中的光催化剂含量可以设定在5~60重量%,但最好是在20~40重量%的范围内。此外,光催化剂处理层的厚度最好在0.05~10μm的范围内。
此外,在光催化剂处理层上,除上述光催化剂及粘合剂外,也可以含有表面活性剂。具体有日光化学(株)制NIKKOL BL、BC、BO、BB各系列等的烃系,杜邦公司制ZONYL FSN、FSO,旭硝子(株)制SurflonS-141、145,大日本墨化学工业(株)制Megafack F-141、144,NEOS(株)制Futargent F-200、F251,大金工业(株)制Unidyne DS-401、402,三M(株)制Fluorad FC-170、176等氟系或硅系的非离子表面活性剂。此外,可以使用阳离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂、两性表面活性剂。
此外,在光催化剂处理层中,除上述表面活性剂外,还可以含有聚乙烯醇、不饱和聚脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、二烯丙基酞酸酯、乙烯丙烯二烯单体、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、密胺树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁橡胶、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚苯烯腈、表氯醇、聚硫化物、聚异戊二烯等低聚物、聚合物等。
②基板
在本发明中,光催化剂处理层基板至少包括基板及在该基板上形成的光催化剂处理层。
此时,构成所用基板的材料,可根据后述的能量照射方向及得到的EL元件的取光方向适当选择透明性。
即,例如,图1(e)所示的EL元件是从上方取出光的EL元件,并且,在图1(e)所示的EL元件的下侧为不透明时,能量照射方向必然变成从光催化剂处理层基板一侧照射,如图1(b)所示,这就需要在光催化剂处理层基板3一侧配置光掩模7,进行能量照射。此外,如下面所述,在光催化剂处理层基板按预先规定的图形形成遮光部,在用该遮光部形成图形时,也需要从光催化剂处理层基板一侧照射能量。在此种情况下,基板必须具有透明性。
另外,图1(e)所示的EL元件是从下方取出光的方式,在图1(e)所示的EL元件的下侧为透明时,由于在基板4一侧配置光掩模,照射能量,在此种情况下不要求基板具有透明性。
此外,本发明所用的基板可以是具有柔性的如树脂制薄膜等,也可以是不具有柔性的如玻璃基板等。
这样,不用特别限定用于本发明的光催化剂处理层基板的基板中所用的材料,但在本发明中,由于反复使用该光催化剂处理层基板,基板最好使用具有规定强度且其表面与光催化剂处理层的密合性好的材料。
具体材料有玻璃、陶瓷、金属、塑料等。
此外,为提高基板表面与光催化剂处理层的密和性,也可以在基板上形成固定(anchor)层。作为这样的固定层,可以采用例如硅烷系、钛系的偶合剂等。
③遮光部
在本发明所用的光催化剂处理层基板上也可以使用形成有图形形状遮光部的基板。这样,通过采用具有遮光部的光催化剂处理层基板,在照射能量时,不需要使用光掩模或进行激光描绘照射。因此,由于光催化剂处理层基板和光掩模不需要位置定位,可以简化工序,此外,由于不需要描绘照射所需的昂贵的设备,还有利于降低成本。
具有上述遮光部的光催化剂处理层基板,根据遮光部的形成位置,可形成如下两种实施方式。
一种方式是,例如,如图6所示,在基板1上形成遮光部11,在该遮光部11上形成光催化剂处理层2,由此形成光催化剂处理层基板3的实施方式。另一种方式是,例如,如图7所示,在基板1上形成光催化剂处理层2,在其上面形成遮光部11,由此形成光催化剂处理层基板3的实施方式。
在各实施方式中,与使用光掩模时的情况相比,由于遮光部配置在具有间隙地放置上述光催化剂处理层和特性变化层的部分的近处,因此可减少基板内等的能量散乱的影响,从而能够非常准确地进行能量的图形照射。
此外,在上述光催化剂处理层上形成遮光部的实施方式中,在按规定的间隙配置光催化剂处理层和特性变化层时,通过使该遮光部的膜厚度与该间隙的尺寸一致,也可以把上述遮光部用作用于使上述间隙为一定尺寸的隔离物。
即,在间隔规定间隙,使上述光催化剂处理层和特性变化层接触的状态下进行配置时,通过在使上述遮光部和特性变化层密接的状态下进行配置,可准确地设定上述规定的间隙,并且,在该状态下,通过从光催化剂处理层基板照射能量,可在特性变化层高精度形成图形。
上述遮光部的形成方法不作特别限定,可根据遮光部形成面的特性或相对于所需能量的屏蔽性适当选择。
例如,利用溅射法、真空蒸镀法等形成厚度1000~
Figure G2009102228577D00211
的铬等金属薄膜,也可以对该薄膜进行图形形成而形成。作为该图形形成的方法,可以采用溅射等通常的图形形成方法。
此外,也可以是将使树脂粘合剂中含有碳微粒子、金属氧化物、无机颜料、有机颜料等遮光性粒子的层形成图形形状的方法。作为所用的树脂粘合剂,可以采用聚酰亚胺树脂、丙烯酸树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明胶、酪蛋白、纤维素等树脂中的一种或两种以上混合的树脂,也可以采用感光性树脂及O/W乳化型树脂组合物,如乳化反应性硅酮形成的物质等。关于上述树脂制遮光部的厚度,可以设定在0.5~10μm的范围内。上述树脂制遮光部的图形形成方法可以采用光刻法、印刷法等一般的方法。
此外,在上述说明中,作为遮光部的形成位置,说明了形成在基板和光催化剂处理层之间及光催化剂处理层表面上两个位置上时的情况。此外,也可以采用在基板的不形成光催化剂处理层的一侧表面形成遮光部的方式。在此方式中,例如,在考虑可解吸地在该表面上密合光掩模等时,本方式正好可用于小批量变更图形形成体时的情况。
④过渡(primer)层
在本发明中,如上所述,在基板上将遮光部形成图形形状,在其上面形成光催化剂处理层,如此构成光催化剂处理层基板。此时,最好在上述遮光部和光催化剂处理层之间形成过渡层。
该过渡层的作用、功能尽管尚不清楚,但可以认为,通过在遮光部和光催化剂处理层之间形成过渡层,可以防止阻碍基于光催化剂作用使特性变化层的特性变化的、来自遮光部及遮光部开口部的杂质,特别是可以防止图形形成遮光部时产生的残渣或金属、金属离子等杂质的扩散。因此,通过形成过渡层,可以高灵敏度进行特性变化的处理,结果可得到高清晰度的图形。
此外,在本发明中,由于过渡层能防止遮光部及遮光部间的开口部存在的杂质对光催化剂作用的影响,所以,最好在包括开口部的整个遮光面形成过渡层。
图8示出了一例形成上述过渡层的光催化剂处理层基板。在形成有遮光部11的基板1的形成遮光部11的一侧的表面形成过渡层10,在该过渡层10的表面形成光催化剂处理层2。
在上述基板上图形形状形成遮光部的构成为一般的光掩模构成。因此,该过渡层也可以说成是光催化剂处理层借助过渡层形成在光掩模上。
本发明中的过渡层,只要是光催化剂处理层和光掩模是非物理接触地配置结构,不做特别限定。即,只要光掩模的遮光部和光催化剂处理层非接触地形成过渡层就可以。
关于构成该过渡层的材料,不做特别限定,但最好是不易被光催化剂作用分解的无机材料。具体可采用无定形硅石。在采用这样的无定形硅石时,无定形硅石的前体一般用分子式SiX4表示,X最好是卤素、甲氧基、乙氧基或乙酰基等硅化合物及其水解物的硅烷醇或平均分子量3000以下的聚硅氧烷。
此外,过渡层的膜厚度可在0.001μm~1μm的范围内,但最好在0.001μm~0.1μm的范围内。
(2)光催化剂处理层及特性变化层(分解除去层或变化润湿性的层)的配置
在本实施方式中,按200μm以下的间隙,配置上述光催化剂处理层基板的光催化剂处理层及特性变化层后,通过从规定方向照射能量,在特性变化层上形成基于特性变化的图形。例如,在特性变化层是上述的分解除去层的情况下,形成具有和没有分解除去层时的图形,在后述的润湿性变化的薄膜层上,形成基于润湿性差异的图形。另外,所谓的200μm以下的间隙,也可认为包括光催化剂处理层和特性变化层接触的状态。
使光催化剂处理层与特性变化层表面间隔规定的间隙,通过如此的配置,利用氧和水及光催化剂的作用产生的活性氧种变得容易解吸。即,在大于上述范围间隔配置时,存在产生的活性氧种很难到达特性变化层,有可能使特性的变化速度减慢的不希望的问题。相反,如果使光催化剂处理层与特性变化层间的间隙过窄,利用氧和水及光催化剂的作用产生的活性氧种的解吸变的困难,结果也存在使特性的变化速度减慢的问题。
本发明中的上述间隙具有极好的图形精度,光催化剂的灵敏度也高,因此,如从提高特性变化效率角度考虑,上述间隙可以在0.2μm~10μm的范围内,但最好在1μm~5μm的范围内。
另外,例如,在制造300mm×300mm的大面积的EL元件时,在光催化剂处理层和特性变化层之间设置上述微细间隙是非常困难的。因此,在制造面积比较大的EL元件时,上述间隙可以在10μm~100μm的范围内,但最好在50μm~75μm的范围内。这样,通过将间隙设定在此范围,就不会产生因图形模糊不清等使图形精度下降的问题及因光催化剂的灵敏度恶化造成特性变化效率降低的问题。
这样,在能量照射面积比较大的EL元件时,最好是将能量照射装置内的光催化剂处理层和特性变化层的定位装置中的间隙设定设置在10μm~200μm的范围内,但最好在25μm~75μm的范围内。这样,通过将设定值确定在此范围,可抑制图形精度的大幅度降低及光催化剂灵敏度严重恶化,而且还可不接触地配置光催化剂处理层和特性变化层。
在本发明中,只要至少在照射能量时维持间隔上述间隙的配置状态就可以。
作为均匀形成这种极窄间隙并配置光催化剂处理层和特性变化层的方法,例如,可采用隔离物的方法。而且,通过如此采用隔离物,能够形成均匀的间隙,同时,在该隔离物接触的部分,由于光催化剂的作用不波及特性变化层表面,通过使该隔离物具有与上述图形相同的图形,也可以在特性变化层上形成规定的图形。
在本发明中,也可以作为一个部件形成上述的隔离物,但是,为了简化工序等,如在上述“光催化剂处理层基板”一栏的说明那样,最好形成在光催化剂处理层基板的光催化剂处理层表面。此外,在上述“光催化剂处理层基板”一栏的内容中,作为遮光部进行了说明,但在本实施方式中,为使光催化剂的作用不波及特性变化层表面,由于该隔离物只要具有保护表面的作用就行,所以,也可以由无特地遮蔽照射能量的功能的材料形成。
(3)能量照射
下面,说明能量照射。在维持上述接触状态的情况下,对光催化剂处理层及特性变化层相面对的部分进行能量照射。
通常,这样的能量照射所用光的波长设定在400nm以下的范围,但最好设定在380nm以下的范围。这是因为,如上所述,光催化剂处理层所用的最理想的光催化剂是二氧化钛,作为利用二氧化钛使光催化剂作用活性化的光能,上述波长的光最好。
作为可用于上述能量照射的光源有水银灯、金属卤化物灯、氙灯、受激准分子灯及其他多种光源。
除采用上述光源,借助光掩模进行图形照射的方法外,还可以采用利用受激准分子、YAG等激光器进行图形形状描绘照射的方法。
此外,关于能量照射时的能量的照射量,可根据光催化剂处理层中的光催化剂的作用设定进行特性变化层表面的特性变化所需的照射量。
此时,通过一边加热光催化剂处理层,一边照射能量,可提高灵敏度,进行高效率的特性变化。具体讲,最好在30℃~80℃的范围内进行加热。
关于本发明中的能量照射方向,根据是否在光催化剂处理层基板上形成遮光部等时的图形形成方法或光催化剂处理层基板或EL元件的取光方向来决定。
即,在光催化剂处理层基板上形成遮光部时,需要从光催化剂处理层基板一侧照射能量,而且,此时的光催化剂处理层基板要求透明。另外,在此种情况下,在光催化剂处理层基板上形成遮光部,并且,该光催化剂处理层一侧的遮光部具有作为上述隔离物的功能时,能量照射方向可以从光催化剂处理层基板一侧照射,也可以从EL元件一侧照射。
此外,关于在图形形状形成光催化剂处理层时的能量照射方向,如上所述,只要能对光催化剂处理层和特性变化层接触的部分照射能量,可以从任何方向照射。
同样,在采用上述隔离物时,只要是能对接触的部分照射能量,可以从任何方向照射。
在采用光掩模时,从配置光掩模的一侧照射能量。此时,配置光掩模的一侧必须是透明的。
上述能量照射一旦结束,从面对特性变化层的位置取下光催化剂处理层基板,例如,由此可得到如图1(c)所示的形成图形形状的分解除去层。
在本实施方式中,采用分解除去层进行有机EL层的图形形成,但在本工序中,利用光催化剂的作用分解除去该分解除去层上被照射能量的区域,基于分解除去层的有无形成图形。
C.取下工序
在本实施方式中,照射能量后,通过取下光催化剂处理层基板,可得到基于分解除去层有无的图形,即得到形成为分解除去层残存区域和被分解除去区域的图形的分解除去层。
D.有机EL层形成工序
下面,说明有机EL层形成工序。本实施方式中的有机EL层形成工序,如上所述,是利用分解除去层与在分解除去分解除去层后露出的电极层或电荷注入输送层的润湿性的差异,将有机EL层形成为图形形状的工序。
以下,说明本工序中形成图形形状的有机EL层。一般,作为有机EL层,可以举出发光层、缓冲层、空穴注入层、空穴输送层、电子注入层、电子输送层等。作为本实施方式的有机EL层,必须包含发光层。
在本实施方式中,作为这样的有机EL层,例如,上述的电极层是阳极,在该电极层上图形形状形成分解除去层时,利用这样的分解除去层的图形,图形形成空穴注入层或空穴输送层,然后,也可以利用其他的方法图形形成发光层,但一般是沿着分解除去层的图形形成发光层。此外,在电极层上成膜电荷注入输送层,在该电荷注入输送层上图形形状形成分解除去层时,可利用该分解除去层的图形形成发光层。
此外,作为本实施方式中的形成有机EL层的方法,只要是利用分解除去层与在电极层或电荷注入输送层的润湿性的差,能够图形形状形成有机EL层的方法,就不做特别限定。具体的方法有旋涂敷法、浇铸法、浸渍法、棒涂法、板涂法、滚涂法、凹板法、喷涂法等以形成有机EL层的材料作为涂敷液的全面涂布的方法,或采用配合器及喷墨的喷出法等。其中喷出法最好,特别是喷墨法。由此能够利用基于分解除去层和电极层或电荷注入输送层的润湿性差异的图形,形成高精细的图形。
作为利用上述涂布法形成有机EL层时所用的有机EL层形成用涂敷液,可以举出在形成作为有机EL层必备构成的发光层时所用的发光层形成用涂敷液。此外,在制造全色EL元件时,采用多种发光层形成用涂敷液。以下,说明形成作为有机EL层必备构成的发光层时所用的发光层形成用涂敷液。
(I)发光材料
作为本发明使用的发光材料,只要是包含荧光发光材料的发光材料,不做特别限定,可以兼备发光功能、空穴输送功能及电子输送功能。
作为这样的发光材料,有色素系材料、金属配位化合物系材料及高分子系材料。
①色素系材料
作为色素系材料,可以举出甲环戊丙胺衍生物、四苯基丁二烯衍生物、三苯胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑喹啉衍生物、联苯乙烯苯衍生物、联苯乙烯芳烯衍生物、Silol衍生物、噻吩环化合物、吡啶环化合物、perynon衍生物、二萘嵌苯衍生物、低噻吩衍生物、trifumanylamine衍生物、噁二唑二聚物、吡唑啉二聚物等。
②金属配位化合物系材料
作为金属配位化合物系材料,可包括,铝喹啉酚配位化合物、苯并喹啉酚铍配位化合物、苯并噁唑锌配位化合物、苯并噻唑锌配位化合物、偶氮甲基锌配位化合物、卟啉锌配位化合物、铕配位化合物等,中心金属中具有Al、Zn、Be等或Tb、Eu、Dy等稀土金属以及配位基中具有噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉结构等的金属配位化合物等。
③高分子系材料
作为高分子系材料,可以举出聚对亚苯基亚乙烯基衍生物、聚噻吩衍生物、聚对亚苯基衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔基衍生物、聚芴基衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、上述色素体、使金属配位化合物系发光材料高分子化的材料等。
在本发明中,利用分解除去层及电极层的润湿性的差异和发光层形成用涂敷液,能够高精度形成发光层,从利用此点考虑,最好采用上述高分子系材料作为发光材料。
(2)溶剂
溶解或分散上述发光材料,作为发光层形成用涂敷液的溶剂,只要是能够溶解或分散上述发光材料并且可达到规定粘度及固体部分浓度的溶剂,不做特别限定。
具体可以举出三氯甲烷、二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、萘满、四甲基苯等。
(3)添加剂
在本发明所用的发光层形成用涂敷液中,除上述发光材料及溶剂外,还可添加多种添加剂。例如,为了提高发光层的发光效率、变化发光波长等,有时添加掺杂材料。作为该掺杂材料,例如有,苝衍生物、香豆素衍生物、红荧烯衍生物、喹吖酮衍生物、squalirium衍生物、porphyrin衍生物、苯乙烯基系色素、四氢蒽衍生物、吡唑啉衍生物、十环烯、吩噁嗪酮等。此外,在利用喷墨法形成发光层时,为提高喷出性,有时也添加表面活性剂等。
E.其他
在本发明中,在上述有机EL层形成工序之后,再通过在形成图形状的有机EL层上设置第2电极层等工序,能够制造EL元件。
在上述工序中,例如,在从图1(e)所示的EL元件的上方取出光时,能够采用上述透明电极的材料形成第2电极层。相反,在图1(e)所示的EL元件的下方取出光时,由于对第2电极层不特别要求透明性,也可以由金属形成第2电极层。
此外,在第2电极层上,也可以设置保护发光层等的有机EL层不受氧及水蒸气影响的阻挡层及防止把光封闭在元件内的低折射率层。
(II)第2实施方式
下面,说明第2实施方式。
第2实施方式与第1实施方式一样,是采用分解除去层图形形成有机EL层的方式。但是,用于本实施方式的分解除去层在具有电荷屏蔽性这一点上不同于第1实施方式。
此外,此处所讲的“电荷屏蔽性”,意思是不具有电荷注入输送性。因此,在位于具有这种性质的分解除去层上的有机EL层上,由于不能输送电荷,即使不能图形形状形成有机EL层,也具有与图形形状形成有机EL层时同样的效果。
本实施方式中的上述El元件的制造方法,其特征在于,至少包括如下工序:分解除去层形成工序,准备电极层,在上述电极层上或成膜在上述电极层上的电荷注入输送层上,由具有电荷屏蔽性的材料形成通过照射能量时的光催化剂的作用能分解除去的分解除去层;分解除去层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以将能量照射在上述分解除去层被分解除去的区域,图形形状形成上述分解除去层;从上述分解除去层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,以覆盖上述分解除去层的表面及分解除去该分解除去层后露出的上述电极层或所述电荷注入输送层的方式,形成有机EL层。
这样,在本实施方式中,由于采用具有电荷屏蔽性的分解除去层,因此在图形形状形成分解除去层后,可全面形成有机EL层。即使不图形形状形成分解除去层,因具有电荷屏蔽性的分解除去层的性质,由于不向位于分解除去层上的有机EL层注入电荷,这样就可分为功能区和非功能区。因此,由于即使不特地图形形状形成有机EL层,也能得到与图形形状形成时同样的效果,所以可以简化成膜有机EL层所需的工时。
此外,由于在分解除去层的图形形成工序结束后,取下含光催化剂的光催化剂处理层,所以,EL元件本身不含光催化剂。即,能够防止光催化剂的半永久作用对EL元件的影响,是实现元件长寿命化的有效手段。
下面,根据附图说明本实施方式的上述EL元件的制造方法。
图2表示一例本实施方式的EL元件制造方法。在该制造方法中,首先,准备由透明基板1和形成在该透明基板1上的光催化剂处理层2构成的光催化剂处理层基板3,再准备与光催化剂处理层基板3不在一起的基材4,在该基材4上形成第1电极层5,然后,在该第1电极层5上形成分解除去层6(参照图2(a))。
然后,相对地配置光催化剂处理层基板3的光催化剂处理层2和分解除去层6,借助光掩模8照射紫外线(参照图2(b))。
通过上述的紫外线照射,由于光催化剂处理层2中所含光催化剂的作用,分解除去紫外线照射区的分解除去层6。然后,通过从分解除去层6取下光催化剂处理层基板3,分解除去紫外线照射区的分解除去层6,得到形成图形形状的分解除去层6(参照图2(c))。
此外,在形成有形成图形形状的分解除去层6的第1电极层5上形成有机EL层9(参照图2(d))。
然后,在有机EL层9上形成第2电极层13(参照图2(e))。由此,例如,在将第2电极层13作为透明电极时,可得到从图的上方取光的EL元件。
这样,对于本实施方式的分解除去层,由于具有电荷屏蔽性,即使全面形成有机EL层,也能得到与图形形状形成时同样的效果。
在本实施方式的上述EL元件制造方法中,由于与第1本实施方式的各工序相同,有关各工序的说明省略。下面,主要说明与第1本实施方式不同的本实施方式的分解除去层。
(I)分解除去层
关于本实施方式的分解除去层,与第1本实施方式一样,也是借助光催化剂处理层,通过照射能量被分解除去后,形成图形形状的分解除去层。此外,通过利用本实施方式中分解除去层保持的电荷屏蔽性,即使不沿着分解除去层的图形形成有机EL层,也可得到与图形形状形成时同样的效果。因此,作为用于上述分解除去层的材料,是具有上述的分解除去层的特性而且最好是具有电荷屏蔽性的材料,即在照射能量时,能被与分解除去层具有规定间隙地配置的光催化剂处理层中所含光催化剂的作用分解除去的材料。具体可采用具有C-C键的脂肪族或芳香族的有机物,其中,最好是能被光催化剂的作用作为CO2被除去的材料。
对于这样的分解除去层,关于其膜厚度,只要是利用照射能量时的光催化剂的作用能够容易分解除去的、不损伤对电荷注入输送性的遮蔽效果的膜厚度,不做特别限定。具体讲,可以在0.001μm~1μm的范围,但最好是在0.01μm~0.1μm的范围内。
(2)有机EL层
下面,说明本实施方式中的有机EL层。在本实施方式中,如上所述,由于分解除去层具有电荷屏蔽性,所以能够全面形成有机EL层。即,由于分解除去层的电荷屏蔽性的作用,不对位于分解除去层上的有机EL层注入电荷,所以,即使全面形成有机EL层,仍具有与图形形成状形成时同样的效果。
作为形成上述有机EL层的方法,由于不需要特地形成图形形状,只要是可形成膜状的方法,不做特别限定。例如,用蒸镀法及印刷法全面形成的方法以及作为涂敷液涂布形成有机EL层的材料的方法,例如可以举出旋涂敷法、浇铸法、浸渍法、棒涂法、板涂法、滚涂法、凹板法、挠曲印刷、喷涂法等涂布方法。
关于其他的有机EL层,由于与上述的“第1实施方式中D.有机EL层形成工序”中记载的相同,此处的说明省略。
(III)第3实施方式
下面,说明第3实施方式。
本实施方式不同于上述的第1及第2实施方式,是采用润湿性变化的层,利用基于润湿性差异的图形将有机EL层形成为图形的方式。具体是采用润湿性变化的层作为电极层。
本实施方式的上述EL元件的制造方法,其特征在于,包括如下工序:电极层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及电极层后,从规定方向图形照射能量,形成基于上述电极层表面上的润湿性的差异的图形;从上述电极层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,在提高了上述电极层的液体润湿性的区域上形成有机EL层。
这样,在本实施方式的EL元件的制造方法中,与上述的第1及第2实施方式一样,借助光催化剂处理层,通过向电极层照射能量,形成基于电极层表面的润湿性差异的图形。此外,采用形成了基于上述润湿性差异的图形的电极层,在电极层上图形形状形成有机EL层。因此,通过对电极层照射能量,形成基于上述润湿性差异的图形后,由于不需要实施显影、清洗等后处理就能够图形形状形成有机EL层,所以能够提高生产效率。
下面,根据附图说明本实施方式的上述EL元件的制造方法。
图3表示一例本实施方式的上述EL元件的制造方法。在该制造方法中,首先,准备由透明基板1和形成在该透明基板1上的光催化剂处理层2构成的光催化剂处理层基板3,再准备与光催化剂处理层基板3不在一起的、形成有照射能量时光催化剂的作用使润湿性变化的第1电极层5的基材4(参照图3(a))。
然后,相对地配置该光催化剂处理层基板3的光催化剂处理层2和第1电极层5,借助光掩模8照射紫外线(参照图3(b))。
通过上述的紫外线照射,由于光催化剂处理层2中所含光催化剂的作用,使紫外线照射区的第1电极层5表面的润湿性向与液体的接触角降低的方向变化。使该润湿性向与液体的接触角降低的方向变化的区域成为亲液性区域。然后,通过从第1电极层5取下(剥离)光催化剂处理层基板3,得到表面形成亲液性区域5’的第1电极层5(参照图3(c))。
在第1电极层5上涂布有机EL形成用涂敷液,通过照射上述紫外线,在润湿性向与液体的接触角降低的方向变化的亲液性区域5’上形成有机EL层9。
然后,在有机EL层9上形成第2电极层13(参照图3(e))。由此,例如,在将第2电极层13作为透明电极时,可制成从图的上方取光的EL元件。
下面,就本发明的上述EL元件制造方法,分各工序详细说明。
A.电极层图形形成工序
本实施方式的电极层图形形成工序包括,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及电极层后,从规定方向图形照射能量,在上述电极层表面上形成基于润湿性差异的图形。
本工序中使用的光催化剂处理层基板,由于与上述第1实施方式中记载的相同,此处的说明省略。
此外,作为本实施方式的形成电极层的材料,只要是具有导电性并且在照射能量时光催化剂的作用能使润湿性变化的材料,不做特别限定。具体可以采用ITO、IZO、SnO2、ZnO、Al、Cr等。上述材料因表面附着的有机物及表面形成的氧化物等的影响,大多润湿性降低,可通过借助光催化剂处理层照射能量,改质表面,提高润湿性。
在上述电极层中,如借助光催化剂处理层照射能量,能够利用光催化剂的作用使润湿性向与液体的接触角降低的方向变化。因此,通过本工序能够图形形状形成润湿性向与液体的接触角降低的方向变化的亲液性区域和无能量照射区域即润湿性无变化的疏液性区域。
B.取下工序
下面,说明本实施方式中的取下工序。本工序是在能量照射后从电极层上取下光催化剂处理层基板的工序。
在上述本工序中,由于与上述的第1实施方式的“C.取下工序”相同,此处的说明省略。
C.有机EL层形成工序
本实施方式中的有机EL层形成工序,是通过上述工序,在形成了基于亲液性区域和疏液性区域的润湿性差异的图形的电基层上涂布有机EL层形成用涂敷液,在亲液性区域上图形形状形成有机EL层的工序。
此外,本工序的其他内容由于与上述的第1实施方式的“D.有机EL层形成工序”相同,此处的说明省略。
此外,在本实施方式中的EL元件制造方法中,在构成EL元件的各层缺乏自支撑性时,通过在基材上形成EL元件,可使其保持强度。此外,关于上述基材,由于与上述的第1实施方式中记载的相同,此处省略其说明。
(IV)第4实施方式
下面,说明第4实施方式。本实施方式与第3实施方式一样,也是利用润湿性变化的薄膜层,进行有机EL层的图形形成的方式。但是,在第3实施方式中,润湿性变化的薄膜层是电极层,而本实施方式中润湿性变化的薄膜层是电荷注入输送层,在此点有所不同。
在第4实施方式的EL元件的制造方法中,其特征在于,至少包括如下工序:电荷注入输送层形成工序,在电极层上,利用照射能量时的光催化剂的作用降低与液体的接触角,从而形成润湿性变化的电荷注入输送层;电荷注入输送层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述电荷注入输送层后,从规定方向图形照射能量,在上述电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形;从上述电荷注入输送层取下上述光催化剂处理层的取下工序;有机EL层形成工序,在提高了电荷注入输送层的液体润湿性的区域上形成有机EL层。
在本实施方式的上述EL元件制造方法中,采用通过照射能量时的光催化剂的作用而润湿性变化的电荷注入输送层,在具有这种特性的电荷注入输送层上,借助包含光催化剂的光催化剂处理层,通过照射能量,在电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形。此外,由于是利用在电荷注入输送层上形成的基于润湿性差异的图形,进行有机EL层的图形形成,所以,在图形形成有机EL层时,不需要能量照射后的显影及清洗等后处理,因此,可用比以往少的工序制造低成本的EL元件。
下面,参照附图说明具有上述优点的本实施方式的EL元件制造方法。
图4表示一例本实施方式的EL元件制造方法。在该制造方法中,首先,准备由透明基板1和在该透明基板1上形成的光催化剂处理层2构成的光催化剂处理层基板3,再准备与光催化剂处理层基板3不在一起的基材4,在基材4上形成第1电极层5,然后,在该第1电极层5上形成具有通过能量照射润湿性变化的特性的电荷注入输送层7(参照图4(a))。
然后,相对配置该光催化剂处理层基板3的光催化剂处理层2和电荷注入输送层7,借助光掩模8照射紫外线(参照图4(b))。
通过照射上述紫外线,利用包含在光催化剂处理层2的光催化剂的作用,使紫外线照射区域的电荷注入输送层7的润湿性向与液体的接触角降低的方向变化。该润湿性向与液体的接触角降低的方向变化的区域作为亲液性区域。然后,通过从电荷注入输送层7取下(剥离)光催化剂处理层基板3,得到形成亲液性区域7’的电荷注入输送层7(参照图4(c))。
在电荷注入输送层7上涂布有机EL形成用涂敷液,通过上述紫外线照射,在润湿性向与液体的接触角降低的方向变化的亲液性区域7’上形成有机EL层9。
然后,在有机EL层9上形成第2电极层13(参照图4(e))。由此,例如,在将第2电极层13作为透明电极时,可制成从图的上方取光的EL元件。
下面,就本发明的上述EL元件制造方法,分各工序详细说明。
A.电荷注入输送层形成工序
首先,说明电荷注入输送层形成工序。本实施方式中的电荷注入输送层形成工序,是利用照射能量时的光催化剂的作用而润湿性变化,降低与液体的接触角,在电极层上形成电荷注入输送层的工序。
以下,说明本工序中形成的电荷注入输送层。
(电荷注入输送层)
下面说明本实施方式的电荷注入输送层。关于本实施方式的电荷注入输送层,有时由至少具有粘合剂及光催化剂的材料形成,有时由如上述“第1实施方式的A.分解除去层形成工序”中记载的一般用作电荷注入输送层的材料形成。作为这样的电荷注入输送层,具有稳定向发光层注入输送空穴的空穴注入输送层和稳定向发光层注入输送电子的电子注入输送层。在本实施方式中,由于一般多将上述的电极层设为阳极,因此在此种情况下,在本实施方式中形成空穴注入输送层。
以下,详细说明电荷注入输送层。
(1)在电荷注入输送层具有粘合剂及光催化剂时
首先,说明至少由粘合剂及光催化剂构成的本实施方式的电荷注入输送层。
关于此时的光催化剂的含量,可在1%~90的范围内,其中最好在10%~65%的范围内。因为如是上述范围内的含量,即使是EL元件自身内含有光催化剂,光催化剂的半永久性作用的影响也能减小到可忽视程度。此外,由于光催化剂具有优良的电荷注入输送性,通过采用含有光催化剂的电荷注入输送层,可提高发光效率。
此外,在向含有上述范围内含量的电荷注入输送层直接照射能量并在电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形时,由于光催化剂的含量小,灵敏度恶化,得不到良好的润湿性变化。但是,在本实施方式中,另外采用含有足够量的光催化剂可供其发挥作用的光催化剂处理层,借助这样的光催化剂处理层,通过照射能量,可补充电荷注入输送层所含光催化剂的不足部分的作用,能够在电荷注入输送层产生足够的润湿性变化。此外,从光催化剂有时降低平滑性的方面来看,可通过减少其含量提高平滑性。
此外,此时所用的光催化剂由于与上述“第1实施方式的B.分解除去层图形形成工序”中记载的内容相同,此处的说明省略。
构成此时的电荷注入输送层的粘合剂只要是能够利用上述光催化剂的作用变化表面的润湿性,不做特别限定,但一般最好是,利用照射能量时的光催化剂的作用,通过降低与该电荷注入输送层表面上液体的接触角,能够变化润湿性的粘合剂。
这样,通过利用照射能量降低与液体的接触角,形成润湿性变化的电荷注入输送层,通过进行借助上述电荷注入输送层的能量照射,容易使润湿性在图形形状上变化,可形成与液体的接触角小的亲液性区域的图形,通过在该亲液性区域涂敷有机EL层形成用涂敷液,容易形成EL元件。因此,能够高效率制造EL元件,有利于降低成本。
此处的所谓亲液性区域,指的是通过能量照射,向与液体的接触角降低的方向变化的区域;另外,所谓的疏液性区域,指的是未照射能量的区域,与液体的接触角比亲液性区域大的区域。
对于上述电荷注入输送层,在未照射能量的部分即疏液性区域,与表面张力同涂布的有机EL层形成用涂敷液具有的表面张力相等的液体的接触角可显示30°以上、理想是40°以上、其中最好是50°以上的润湿性。这是因为,由于未照射能量的部分是本实施方式中要求疏液性的部分,所以如果与液体的接触角小,疏液性不太好,有可能残存上述有机EL层形成用涂敷液,而不理想。
此外,上述电荷注入输送层最好是,通过能量照射降低与液体的接触角,使与表面张力同涂布的有机EL层形成用涂敷液具有的表面张力相等的液体的接触角达到30°以下、理想是20°以下、其中最好是10°以下。这是因为,如果照射能量的部分即亲液性区域上的与液体的接触角大,在该部分的有机EL层形成用涂敷液的扩展有可能劣化,有可能产生有机EL层不充分等问题。
此外,关于此处所讲的与液体接触角的测定方法,与上述“第1实施方式的分解除去层”中记载的相同。
此外,在本实施方式中,在采用上述的电荷注入输送层时,也可以在该电荷注入输送层中含有氟,并且,在对电荷注入输送层照射能量时,由于上述光催化剂的作用,该电荷注入输送层表面的氟含量与照射能量前相比有所降低地形成上述电荷注入输送层。
如是具有这种特征的电荷注入输送层,通过图形照射能量,能够容易形成由氟含量少的部分构成的图形。此时,氟具有极低的表面能,为此能进一步减小含较多氟的部分的表面上的临界表面张力。所以,与氟含量高的部分的表面的临界表面张力相比,氟含量小的部分的表面的临界表面张力增大。这意味着,即,氟含量小的部分与氟含量高的部分相比,成为亲液性区域。因此,与周围的表面相比,形成由氟含量小的部分构成的图形,也就是在疏液性区域内形成亲液性区域的图形。
因此,在采用这样的电荷注入输送层时,由于通过图形照射能量,能够容易在疏液性区域形成亲液性区域的图形,所以能够容易只在该亲液性区域形成有机EL层,能够制造低成本高质量的EL元件。
如上所述,作为含氟的电荷注入输送层中所含的氟含量,在照射能量时形成的氟含量低的亲液性区域的氟含量,在未照射能量的部分的氟含量设为100时,其可在10以下、理想是在5以下、其中最好是在1以下。
通过将氟含量设定在上述范围内,能够使照射能量的部分和未照射能量的部分的润湿性产生较大的差异。因此,通过在这样的电荷注入输送层上形成有机EL层,能够只在氟含量低的亲液性区域正确形成有机EL层,能够得到高精度的EL元件。此外,该降低率以重量为标准。
上述电荷注入输送层中的氟含量的测定可采用一般的测定方法,例如,X射线光电子分光光度法(X-ray Photoelectron Spectroscopy,也称为ESCA:Electron Spectroscopy for Chemical Analysis)、荧光X射线分析法、质谱分析法等,只要是能够定量表面的氟量,不做特别限定。
作为上述电荷注入输送层所用的材料,只要是具有上述电荷注入输送层的特性,即通过利用照射能量接触的光催化剂处理层中的光催化剂而使润湿性变化的材料,并且具有不易被光催化剂的作用劣化、分解的主链的材料,不做特别限定,例如可以是(1)利用溶胶凝胶反应等水解、聚缩氯或烷氧基硅烷等并发挥很大强度的聚有机硅氧烷、(2)交联疏液性及疏油性优良的反应性硅酮的聚有机硅氧烷等的聚有机硅氧烷。
在采用上述(1)时,最好是由通式:
YnSiX(4-n)
(此式中:Y表示烷基、氟代烷基、乙烯基、氨基、苯基或环氧基,X表示烷氧基、乙酰基或卤素。n是到0~3的整数。)
表示的一种或两种以上硅化合物的水解缩合物或共水解缩合物的聚有机硅氧烷。此外,此式中用Y表示的基的碳数最好在1~20的范围内,此外,用X表示的烷氧基最好是甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基。
此外,最好能够采用含有氟代烷基的聚有机硅氧烷,具体可以采用下述的氟代烷基硅烷的一种或两种以上的水解缩合物、共水解缩合物,一般可以使用作为氟系有机硅烷偶合剂熟知的材料。
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(C6F4)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(C6F4)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;及
CF3(CF2)7SO2N(C2H5)C2H4CH2Si(OCH3)3
通过采用含有上述氟代烷基的聚硅氧烷作为粘合剂,能够大大提高电荷注入输送层的未照射能量部分的疏液性,例如,在EL元件用作滤色片时发现有防止所谓象素部着色用油墨的有机EL层用组合物的附着的功能。
此外,作为上述(2)的反应性聚硅酮,有具有以下化学式1表示的骨架的化合物。
Figure G2009102228577D00381
化学式1
其中,n是2以上的蒸数,R1、R2分别是用碳数1~10的取代或非取代的烷基、链烯基、芳基或氰基烷基,以摩尔比计,整体的40%以下是乙烯基、苯基、卤化苯。此外,R1、R2最好是甲基物并且表面能变到最小的物质,以摩尔比计,甲基最好在60%以上。此外,在链末端或侧链上,分子链中至少具有1个以上的羟基等反应性基团。
此外,也可以与上述聚有机硅氧烷同时混合不进行如二甲基聚硅氧烷那样交联反应的稳定的有机硅化合物。
在本实施方式中,可以将上述的聚有机硅氧烷等各种材料用于电荷注入输送层,但如上所述,使电荷注入输送层含氟对润湿性的图形形成是有效的。因此,使不易被光催化剂的作用劣化、分解的材料含氟,具体是,最好是通过使聚有机硅氧烷材料含氟后作为电荷注入输送层。
此外,在电荷注入输送层中除添加上述表面活性剂外,还可以含有:聚乙烯醇、不饱和聚脂、丙烯酸树脂、聚乙烯、二烯丙基酞酸酯、乙烯丙烯二烯单体、环氧树脂、酚醛树脂、聚氨酯、密胺树脂、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚酰胺、聚酰亚胺、苯乙烯-丁二烯橡胶、氯丁二烯橡胶、聚丙烯、聚丁烯、聚苯乙烯、聚醋酸乙烯酯、聚酯、聚丁二烯、聚苯并咪唑、聚苯烯腈、表氯醇、聚硫化物、聚异戊二烯等低聚物、聚合物等。
对于上述电荷注入输送层,可通过根据需要在溶剂中与其他添加剂一起分散上述成分,调制成涂布液,将该涂布液涂布在基板上,形成上述电荷注入输送层。作为使用的溶剂,最好是乙醇、异丙醇等醇系有机溶剂。涂布可采用旋涂、喷涂、浸渍涂敷、滚涂、堆涂等众所周知的涂布方法进行。此外,在含有紫外线固化型的成分时,可通过在照射紫外线后进行固化处理形成电荷注入输送层。
在本实施方式中,该电荷注入输送层的厚度,从光催化剂对润湿性的变化速度等方面考虑,可在0.001μm~1μm的范围内,但最好在0.01μm~0.1μm的范围内。
在本实施方式中,通过采用上述成分的电荷注入输送层,通过光催化剂处理层中的光催化剂的作用,利用作为上述成分中一部分的有机基及添加剂的氧化、分解等作用,使能量照射区的润湿性变化并作为亲液性,能够在与无能量照射区的润湿性方面产生较大的差异。因此,通过提高与有机EL层形成用涂敷液的兼容性(亲液性)及反疏性(疏液性),能够得到高质量而且有利于降低成本的EL元件。
(2)由一般的用作电荷注入输送层的材料形成时
在此种情况下,只要是上述“第1实施方式的分解除去层形成工序”中记载的电荷注入输送层的材料,不做特别限定,但最好是利用借助光催化剂处理层的能量照射能使润湿性变化的材料。具体可以采用上述光催化剂处理层中包含粘合剂的材料、聚亚乙二氧基噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)、聚苯胺等。
B.电荷注入输送层图形形成工序
下面,说明电荷注入输送层图形形成工序。本工序采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置上述光催化剂处理层及上述电荷注入输送层后,从规定方向图形照射能量,在上述电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形。
由于本工序所用的光催化剂处理层基板与第1实施方式中记载的相同,此处省略其说明。
通过本工序,在上述电荷注入输送层上,形成基于润湿性差异的图形,具体是形成能量照射区域即向与液体的接触角降低的方向变化的亲液性区域,及无能量照射区域即具有比与亲液性区域的相对于液体的接触角大的润湿性的疏液性区域。
C.取下工序
下面,说明本实施方式中的取下工序。本工序是在能量照射后,通过取下光催化剂处理层基板,可得到形成有作为向与液体的接触角降低的方向变化的区域的亲液性区域和能量未照射区域即作为相对于液体的接触角比亲液性区域大的区域的疏液性区域的图形的电荷注入输送层的工序。
本工序的其他内容,由于与上述第1实施方式的“C.取下工序”中记载的相同,此处的说明省略。
D.有机EL层形成工序
本实施方式的有机EL层形成工序是,通过上述工序在形成有基于亲液性区域和疏液性区域的润湿性差异的图形的电荷注入输送层上涂布有机EL层形成用涂敷液,在亲液性区域上图形形状形成有机EL层的工序。
作为通过本工序形成的有机EL层,由于形成在电荷注入输送层上,所以最好是发光层。
此外,本工序的其他的内容,由于与上述第1实施方式的“D.有机EL层形成工序”中记载的相同,省略此处的说明。
此外,在本实施方式的EL元件制造方法中,在EL元件缺乏自支撑性时,可通过在基材上形成EL元件使保持强度。有关这种基材的情况,由于与上述第1实施方式中记载的相同,省略此处的说明。
II.EL元件
以下,说明本发明的EL元件。
本发明的EL元件是在有机EL层的图形形成中利用分解除去层制作的EL元件。此外,在这样的EL元件中,可分为利用分解除去层的润湿性制作和利用电荷屏蔽性制作。以下,说明这样的EL元件。
首先,说明利用分解除去层的润湿性形成有机EL层时的EL元件。此时的EL元件,其特征在于,至少具有如下构成:第1电极层;分解除去层,在上述第1电极层上或成膜在上述第1电极层上的电荷注入输送层上形成图形形状,并通过照射能量时的光催化剂的作用被分解除去,而且与液体的接触角不同于上述第1电极层或电荷注入输送层;有机EL层,在分解除去上述分解除去层后露出的电极层上或电荷注入输送层上形成,至少包含发光层;第2电极层,形成在上述有机EL层上。
在本发明中,在电极层或电荷注入输送层上将分解除去层形成图形形状,而且,由于该分解除去层与液体的接触角不同于位于分解除去层下的电极层或电荷注入输送层,所以可利用该润湿性的差异,沿着形成图形形状的分解除去层的图形,形成具有形成高精细图形的有机EL层的有机EL元件。此外,由于EL元件本身不含光催化剂,因此具有可避免光催化剂的半永久性作用对EL元件的影响的优点。
下面,根据附图说明本发明的上述EL元件。
图9表示一例本发明EL元件。首先,在第1电极层12上成膜电荷注入输送层6。在该电荷注入输送层6上图形形状形成分解除去层5。该分解除去层5具有被在照射能量时的光催化剂的作用分解除去的特性,此外,还保持不同于位于该分解除去层5下面的电荷注入输送层6的润湿性。因此,由于成膜分解除去层5的区域和未成膜分解除去层5的区域的润湿性不同,因此能够通过图形形状形成分解除去层5而形成基于润湿性差异的图形。并且,利用该润湿性的差异形成有机EL层8。此外,在有机EL层8上形成透明电极即第2电极层13。此时,由于第2电极层13作为透明电极,可得到从图9上面取光EL元件。另外,也可以以第1电极层12作为透明电极,也可以以第1及第2电极层13双方作为透明电极。
此外,如图9所示,在电荷注入输送层6上形成分解除去层5,但也可以形成在第1电极层12上。此外,通过在基材上形成EL元件,即使是自支撑性欠佳的EL元件也能保持强度。
本发明的上述EL元件,例如,可采用第1实施方式中记载的制造方法制造。
此外,构成上述EL元件的各种材料,由于与第1实施方式中记载的相同,省略此处的说明。
以下,就分解除去层具有电荷屏蔽性的情况进行说明。此种情况下的EL元件,其特征在于,至少具有如下构成:第1电极层;分解除去层,在上述第1电极层上或成膜在上述第1电极层上的电荷注入输送层上形成图形形状,并通过照射能量时的光催化剂的作用被分解除去,而且具有电荷屏蔽性;有机EL层,以覆盖上述第1电极层及分解除去层的方式形成,至少包含发光层;第2电极层,形成在上述有机EL层上。
这样,在采用具有电荷屏蔽性的分解除去层时,即使不特地图形形状形成有机EL层,由于不向位于分解除去层上的有机EL层注入电荷,因此也能够得到与图形形状形成有机EL层时同样的效果。因此,具有能够简化成膜有机EL层的工时并且高效率地制造EL元件的优点。
下面,根据附图说明上述的EL元件。
图10表示一例此种情况的EL元件。首先,在第1电极层12上成膜电荷注入输送层6。在该电荷注入输送层6上图形形状形成分解除去层5。该分解除去层5具有被在照射能量时的光催化剂的作用分解除去的特性,此外,还具有电荷屏蔽性。并且,以不仅形成在电荷注入输送层6上,而且还覆盖分解除去层5表面的方式形成有机EL层8。此时,即使不这样图形形状形成有机EL层8,从分解除去层5具有电荷屏蔽性的方面来看,也不向位于分解除去层5上的有机EL层9注入电荷。因此,能够得到与图形形状形成有机EL层时同样的效果。此外,可以在有机EL层8上形成透明电极即第2电极层13。
如图10所示,通过将第2电极层13作为透明电极,可得到从图10的上面取光的EL元件。另外,也可以以第1电极层12作为透明电极,也可以以第1及第2电极层13双方作为透明电极,或作为透明的EL元件。
此外,图10示出在电荷注入输送层上形成分解除去层5的例子,但是,也可以形成在第1电极层12上。此外,在第1电极层12上形成分解除去层5,在图形形状形成该分解除去层5的第1电极层12上全面形成上述的电荷注入输送层后,也可以在该电荷注入输送层上再度图形形状形成分解除去层5,全面形成发光层。此外,通过在基材上形成EL元件,即使是自支撑性欠佳的EL元件也能保持强度。
本发明的上述的EL元件,例如,可用上述第2实施方式的制造方法制造。
此外,构成上述EL元件的各种材料,由于与第1实施方式及第2实施方式中记载的相同,省略此处的说明。
此外,本发明不限定于上述实施方式。上述实施方式是举例说明,只要是具有与本发明所要求保护的范围的技术思想实质上相同的构成,无论哪种方式,产生同样作用效果的方式都属于本发明的技术范畴。
实施例
以下介绍实施例,进一步说明本发明。
实施例
1.光催化剂处理层基板的形成
混合三甲氧基甲基硅烷(GE东芝silicone(株)制,TSL8113)5g和0.5规定盐酸2.5g,搅拌8小时。然后用异丙醇稀释到10倍,制成过渡层用组合物。
用旋涂机将上述过渡层用组合物涂布在光掩模基板上,通过150℃干燥处理10分钟,形成透明的过渡层(厚0.2μm)。
然后,混合异丙醇30g、三甲氧基甲基硅烷(GE东芝silicone(株)制,TSL8113)3g和光催化剂无机涂料ST-K03(石原产业(株)制)20g,100℃搅拌20分钟。然后用异丙醇稀释到3倍,制成光催化剂处理层用组合物。
用旋转涂机将上述光催化剂处理层用组合物涂布在形成有过渡层的光掩模基板上,通过150℃干燥处理10分钟,形成透明的光催化剂处理层(厚0.15μm)。
2.电极层、电荷输送层或分解除去层的形成
实施例1
在清洗的1.1mm厚玻璃基板上,作为润湿性变化的电极层溅射成膜ITO,间隔20μm图形形成线宽80μm的ITO。
实施例2
与实施例1同样,在图形形成的ITO基板上,作为电荷输送层,采用旋涂方式涂布聚亚乙二氧基噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)涂布液(BaytronP:Bayer公司制),以使干燥时达到
Figure G2009102228577D00431
100℃真空干燥1小时。
实施例3
在实施例1的基板上,作为分解除去层,使阳离子性高分子的聚二烯丙基二甲基铵氯化物(PDDA,平均分子量1000000~200000,Aldrich)、阴离子性高分子的聚苯乙烯磺酸钠盐(PSS,平均分子量70000,Aldrich)交互吸附在玻璃基板上,形成约2nm的厚度。
实施例4
在实施例2的基板上同样成膜实施例3中示出的分解除去层。
实施例5
在实施例1的基板上,作为分解除去层,在二氯甲烷30g和112三氯乙烷70g中溶解主要成分为聚碳酸酯的Europin Z400(三菱气体化学制造)2g,用旋涂机涂布,经过100℃60分钟干燥处理,形成透明的分解除去层(厚0.01μm)。
实施例6
制造与实施例5同样的基板。
3.电极层、电荷输送层或分解除去层的图形形成
将光催化剂处理层基板和上述各实施例中成膜的电极层、电荷输送层或分解除去层采取校正(alignment)对置设置成100μm的间隙,用光掩模超高压水银灯(波长365nm),40mW/cm2的照度,对上述各实施例实施下表1所示,改变曝光时间,校正曝光成图形形状。
表1
  实施例   曝光时间
实施例1   曝光120秒,在ITO电极层上形成基于润湿性差异的图形。
实施例2   曝光120秒,在电荷输送层上形成基于润湿性差异的图形。
  实施例3及实施例4   曝光120秒,分解除去分解除去层。
  实施例5及实施例6   曝光600秒,分解除去分解除去层。
4.发光层的形成
调制下述组成的涂敷液。
·聚乙烯咔唑(参照下述化学式2)……7重量份
·发光色素(R、G、B)(参照下述化学式3~5)……0.1重量份
·噁二唑化合物(参照下述化学式6)……3重量份
·甲苯……5050重量份
聚乙烯咔唑的化学式示于下述化学式2。
Figure G2009102228577D00451
化学式2
作为绿色的发光色素,香豆素6的化学式示于下述化学式3。
Figure G2009102228577D00452
化学式3
作为红色的发光色素,尼罗红(nile Red)的化学式示于下述化学式4。
Figure G2009102228577D00453
作为蓝色的发光色素,苝的化学式示于下述化学式5。
化学式5
噁二唑化合物的化学式示于下述化学式6。
Figure G2009102228577D00462
化学式6
在实施例1中,在电极层上,此外,在实施例2中,在电荷输送层上,从实施例3至实施例5,在除去分解除去层的部分上,利用喷涂装置涂布上述R、G、B的ink,真空干燥箱120℃干燥30分钟,得到干燥时膜厚
Figure G2009102228577D00463
的发光层。
在实施例6中,利用旋涂在图形形状形成的分解除去层上全面涂布G的涂敷液。
5.阴极的成膜
作为上部电极,以500nm的膜厚度,线宽80μm,间隔20μm,蒸镀AlLi合金,使与ITO及发光层的图形直交。
6.发光确认
相对于ITO侧,在阴极侧外加8V电压的状态,确认发光。结果列于下表2。
表2
  实施例   基板种类   结果
  实施例1   ITO基板,无分解除去层,喷涂   按线条图形均匀发光
  实施例   基板种类   结果
实施例2   ITO/电荷注入层基板,无分解除去层,喷涂 按线条图形均匀发光
实施例3   ITO基板,有分解除去层(阳离子性高分子),喷涂 按线条图形均匀发光
实施例4   ITO/电荷注入层基板,分解除去层(阳离子性高分子),喷涂 按线条图形均匀发光
实施例5   ITO基板,有分解除去层(聚碳酸酯),喷涂 按线条图形均匀发光
实施例6   ITO基板,有分解除去层(聚碳酸酯),旋涂 按线条图形均匀发光
如采用本发明,通过借助含有光催化剂的光催化剂处理层及照射能量,将利用照射能量时的光催化剂作用分解除去的分解除去层形成图形形状,此外,由于该分解除去层与液体的接触角不同于在电极层上形成时的该电极层或在形成电荷注入输送层时的电荷注入输送层,通过利用上述的润湿性的差异,不需要特别繁杂的工时等,就能够在对应于分解除去层图形的图形上形成有机EL层。此外,在图形形成分解除去层后,由于从分解除去层取下光催化剂处理层,因此EL元件本身不含光催化剂处理层,因此,起到不必担心光催化剂处理层中的光催化剂作用的影响的效果。

Claims (13)

1.一种电致发光元件的制造方法,其特征在于,至少包括如下工序:
分解除去层形成工序,准备电极层,在所述电极层上或在所述电极层上成膜的电荷注入输送层上,形成通过照射能量时的光催化剂的作用被分解除去且与液体的接触角不同于所述电极层或所述电荷注入输送层的分解除去层;
分解除去层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层和遮光部的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置所述光催化剂处理层及所述分解除去层后,从规定方向图形照射能量,以将能量照射在所述分解除去层的将被分解除去的区域,将所述分解除去层形成为图形形状;
从所述分解除去层取下所述光催化剂处理层的取下工序;
有机电致发光层形成工序,按照所述分解除去层的图形,在电极层上或电荷注入输送层上形成有机电致发光层。
2.如权利要求1所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:所述分解除去层是自身组织化单分子膜、L-B膜或交互吸附膜中的任何一种。
3.一种电致发光元件的制造方法,其特征在于,包括如下工序:
电极层形成工序,在基板上,形成通过能量照射时的光催化剂的作用润湿性变化的电极层,
电极层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置所述电极层和所述光催化剂处理层后,从规定方向图形照射能量,在所述电极层表面上形成基于润湿性不同的图形;
从所述电极层取下所述光催化剂处理层的取下工序;
有机电致发光层形成工序,在所述电极层的提高了与液体润湿性的区域上形成有机电致发光层。
4.一种电致发光元件的制造方法,其特征在于,至少包括如下工序:
电荷注入输送层形成工序,在电极层上,形成润湿性变化的电荷注入输送层,所述电荷注入输送层的润湿性是以利用照射能量时的光催化剂的作用与液体的接触角下降的方式变化的;
电荷注入输送层图形形成工序,采用在基板上形成了包含光催化剂的光催化剂处理层的光催化剂处理层基板,以200μm以下的间隙配置所述光催化剂处理层及所述电荷注入输送层后,从规定方向图形照射能量,在所述电荷注入输送层上形成基于润湿性差异的图形;
从所述电荷注入输送层取下所述光催化剂处理层的取下工序;
有机电致发光层形成工序,在电荷注入输送层的提高了与液体的润湿性的区域上形成有机电致发光层。
5.如权利要求4所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:所述电荷注入输送层至少由用YnSiX(4-n)表示的硅化合物的一种或两种以上的水解缩合物或共水解缩合物的聚有机硅氧烷及光催化剂构成,其中,Y表示烷基、氟代烷基、乙烯基、氨基、苯基或环氧基,X表示烷氧基或卤素,n是到0~3的整数。
6.如权利要求1~5中任一项所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:所述光催化剂为选自二氧化钛TiO2、氧化锌ZnO、氧化锡SnO2、钛酸锶SrTiO3、氧化钨WO3、氧化铋Bi2O3及氧化铁Fe2O3中的一种或两种以上的物质。
7.如权利要求6所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:所述光催化剂为二氧化钛。
8.如权利要求1~2中任一项所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:在所述分解除去层图形形成工序中,在照射能量时,使所述光催化剂处理层与所述分解除去层之间的间隔在0.2μm~10μm的范围内。
9.如权利要求3所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:在所述所述电极层图形形成工序中,在照射能量时,使所述光催化剂处理层与所述电极层之间的间隔在0.2μm~10μm的范围内。
10.如权利要求4所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:在所述电荷注入输送层图形形成工序中,在照射能量时,使所述光催化剂处理层与所述电荷注入输送层之间的间隔在0.2μm~10μm的范围内。
11.如权利要求1~10中任一项所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:所述电极层形成在基材上。
12.一种电致发光元件,其特征在于,至少具有如下构成:第1电极层;分解除去层,在所述第1电极层上或成膜在所述第1电极层上的电荷注入输送层上形成为图形形状,是通过照射能量时的光催化剂的作用被分解除去的,而且具有电荷屏蔽性;有机电致发光层,覆盖所述第1电极层及分解除去层地形成,至少包含发光层;第2电极层,形成在所述有机电致发光层上。
13.如权利要求12所述的电致发光元件的制造方法,其特征在于:所述第1电极层形成在基材上。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107346776A (zh) * 2016-12-02 2017-11-14 广东聚华印刷显示技术有限公司 印刷显示器件及其制作方法和应用

Families Citing this family (39)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7435515B2 (en) * 2001-09-12 2008-10-14 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Process for production of pattern-forming body
JP4289852B2 (ja) * 2002-09-18 2009-07-01 大日本印刷株式会社 エレクトロルミネッセント素子の製造方法
KR100491146B1 (ko) * 2002-11-04 2005-05-24 삼성에스디아이 주식회사 유기전계 발광표시장치 및 그의 제조방법
JP4679841B2 (ja) * 2004-06-23 2011-05-11 大日本印刷株式会社 有機デバイス
JP2006318876A (ja) * 2004-06-29 2006-11-24 Dainippon Printing Co Ltd エレクトロルミネッセント素子の製造方法及びエレクトロルミネッセント素子
WO2006033470A2 (en) * 2004-09-24 2006-03-30 Showa Denko K.K. Patterning and film-forming process, electroluminescence device and manufacturing process therefor, and electroluminescence display apparatus
JP2006179213A (ja) * 2004-12-21 2006-07-06 Seiko Epson Corp パターン形成基板、電気光学装置及び電気光学装置の製造方法
JP2006278149A (ja) * 2005-03-29 2006-10-12 Dainippon Printing Co Ltd 有機エレクトロルミネッセント素子用基板、および有機エレクトロルミネッセント素子
WO2007002740A2 (en) * 2005-06-28 2007-01-04 E. I. Du Pont De Nemours And Company Buffer compositions
JP4563265B2 (ja) * 2005-06-29 2010-10-13 大日本印刷株式会社 有機機能性素子用基板、および有機機能性素子
KR100806812B1 (ko) * 2005-07-25 2008-02-25 엘지.필립스 엘시디 주식회사 유기 el 소자 및 그 제조방법
KR100672535B1 (ko) * 2005-07-25 2007-01-24 엘지전자 주식회사 유기 el 소자 및 그 제조방법
JP4797527B2 (ja) * 2005-09-14 2011-10-19 大日本印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセント素子および有機エレクトロルミネッセント素子用光触媒含有塗工液
JP4904903B2 (ja) * 2006-04-20 2012-03-28 大日本印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
EP2025013B1 (en) * 2006-06-05 2010-11-17 E.I. Du Pont De Nemours And Company Process for making an organic electronic device
US20080087882A1 (en) * 2006-06-05 2008-04-17 Lecloux Daniel D Process for making contained layers and devices made with same
US7838195B2 (en) * 2006-06-08 2010-11-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Planar test substrate for non-contact printing
JP2008153159A (ja) 2006-12-20 2008-07-03 Dainippon Printing Co Ltd 有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法
US8222807B2 (en) * 2007-02-15 2012-07-17 Mitsubishi Chemical Corporation Organic electroluminescence device and method of producing organic device
KR100829760B1 (ko) * 2007-04-10 2008-05-15 삼성에스디아이 주식회사 유기 발광 소자의 제조방법 및 이를 이용하여 제조된 유기발광 소자
US20080286487A1 (en) * 2007-05-18 2008-11-20 Lang Charles D Process for making contained layers
KR20100094475A (ko) 2007-10-26 2010-08-26 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 격납된 층을 제조하기 위한 방법 및 재료, 및 이를 사용하여 제조된 소자
JP5104538B2 (ja) * 2008-05-16 2012-12-19 大日本印刷株式会社 有機エレクトロルミネッセンス素子用基板および有機エレクトロルミネッセンス素子ならびにそれらの製造方法
EP2202817B1 (en) * 2008-12-24 2016-06-29 LG Display Co., Ltd. Method for manufacturing an organic light emitting display device
US8759818B2 (en) 2009-02-27 2014-06-24 E I Du Pont De Nemours And Company Deuterated compounds for electronic applications
CN102470660B (zh) * 2009-07-27 2014-11-19 E.I.内穆尔杜邦公司 制造围阻层的方法和材料以及由其制成的器件
JP5560996B2 (ja) 2009-07-31 2014-07-30 大日本印刷株式会社 正孔注入輸送層用デバイス材料、正孔注入輸送層形成用インク、正孔注入輸送層を有するデバイス、及びその製造方法
JP5531843B2 (ja) 2009-07-31 2014-06-25 大日本印刷株式会社 正孔注入輸送層用デバイス材料、正孔注入輸送層形成用インク、正孔注入輸送層を有するデバイス、及びその製造方法
US8431245B2 (en) 2009-09-29 2013-04-30 E. I. Du Pont De Nemours And Company Deuterated compounds for luminescent applications
US20110101312A1 (en) 2009-10-29 2011-05-05 E. I. Du Pont De Nemours And Company Deuterated compounds for electronic applications
US8350341B2 (en) * 2010-04-09 2013-01-08 International Business Machines Corporation Method and structure for work function engineering in transistors including a high dielectric constant gate insulator and metal gate (HKMG)
EP2655547A1 (en) 2010-12-20 2013-10-30 E.I. Du Pont De Nemours And Company Compositions for electronic applications
WO2012160475A1 (en) * 2011-05-23 2012-11-29 Koninklijke Philips Electronics N.V. Fabrication apparatus for fabricating a layer structure
TW201431155A (zh) * 2013-01-23 2014-08-01 Au Optronics Corp 形成圖案化結構層之方法
JP2016091841A (ja) * 2014-11-06 2016-05-23 株式会社Joled 有機発光デバイスと有機表示装置
TWI602171B (zh) * 2016-03-18 2017-10-11 財團法人工業技術研究院 顯示裝置
CN110969931B (zh) * 2018-09-29 2022-08-23 杰宜斯科技有限公司 显示部模块的返工装置及方法
KR20200050000A (ko) * 2018-10-30 2020-05-11 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 분산제, 이를 포함하는 발광 소자 잉크 및 표시 장치의 제조 방법
CN111029478A (zh) * 2019-12-13 2020-04-17 昆山国显光电有限公司 Oled发光器件及制备方法

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161233A (en) * 1988-05-17 1992-11-03 Dai Nippon Printing Co., Ltd. Method for recording and reproducing information, apparatus therefor and recording medium
JPH07142173A (ja) 1993-11-22 1995-06-02 Toshiba Electron Eng Corp 有機分散型elパネル
JP3899566B2 (ja) * 1996-11-25 2007-03-28 セイコーエプソン株式会社 有機el表示装置の製造方法
US5739545A (en) 1997-02-04 1998-04-14 International Business Machines Corporation Organic light emitting diodes having transparent cathode structures
JP3679943B2 (ja) * 1999-03-02 2005-08-03 大日本印刷株式会社 パターン形成体の製造方法
JP2001237069A (ja) * 2000-02-23 2001-08-31 Dainippon Printing Co Ltd El素子およびその製造方法
KR20010085420A (ko) * 2000-02-23 2001-09-07 기타지마 요시토시 전계발광소자와 그 제조방법
US6706544B2 (en) * 2000-04-19 2004-03-16 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Light emitting device and fabricating method thereof
JP4617019B2 (ja) 2000-04-25 2011-01-19 大日本印刷株式会社 光触媒含有層を有するel素子とその製造方法
US6677243B2 (en) * 2000-06-02 2004-01-13 Canon Kabushiki Kaisha Method of manufacturing optical element
TW588036B (en) * 2000-11-24 2004-05-21 Comm Res Lab Independent Ad Novel thioether derivatives, their production and use
JP4580565B2 (ja) * 2001-01-31 2010-11-17 大日本印刷株式会社 El素子の製造方法
KR100877708B1 (ko) * 2001-03-29 2009-01-07 다이니폰 인사츠 가부시키가이샤 패턴 형성체의 제조 방법 및 그것에 사용하는 포토마스크
JP2002343565A (ja) * 2001-05-18 2002-11-29 Sharp Corp 有機led表示パネルの製造方法、その方法により製造された有機led表示パネル、並びに、その方法に用いられるベースフィルム及び基板
JP4231645B2 (ja) * 2001-12-12 2009-03-04 大日本印刷株式会社 パターン形成体の製造方法
EP1338431A3 (en) * 2002-02-08 2003-10-01 Fuji Photo Film Co., Ltd. Visible image receiving material having surface hydrophilicity
JP4217868B2 (ja) * 2002-05-07 2009-02-04 大日本印刷株式会社 エレクトロルミネッセント素子およびその製造方法
JP4289852B2 (ja) * 2002-09-18 2009-07-01 大日本印刷株式会社 エレクトロルミネッセント素子の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107346776A (zh) * 2016-12-02 2017-11-14 广东聚华印刷显示技术有限公司 印刷显示器件及其制作方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP4165692B2 (ja) 2008-10-15
CN1487776B (zh) 2010-05-26
GB2394120B (en) 2005-11-23
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

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