JP3941169B2 - 有機ｅｌ素子の製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＥＬ素子用組成物、特に有機ＥＬ素子用組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む固体薄膜の両面に陰極と陽極とを取り付けた構成を有している。電極間に電圧を印加すると、薄膜に電子及び正孔（（ホール）が注入され、それらは印加された電場により薄膜中を移動し再結合する。この再結合に際し放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、このエキシトンが基底状態へ戻る際にエネルギー（蛍光・リン光）を放出する現象をＥＬ発光という。
【０００３】
この有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ以下の低電圧で１００〜１０００００cd／m2程度の高輝度の面発光が可能となることである。また、有機化合物を用いれば、材料選択に無限の可能性があるという他の材料系にはない優位性を有している。すなわち、蛍光物質の種類を適宜選択することにより青色から赤色までのあらゆる可視光の発光が可能になる。
【０００４】
ここで、素子の発光効率と安定性の重要な部分を担うのが発光層である。これまでに発光効率の向上と発光波長の変換を目的として、発光層に高効率の蛍光色素をドーピングすることが行われてきた。
【０００５】
従来の有機ＥＬ素子は、主として低分子系色素（ホスト材料）を使用し、これを薄膜に形成して積層型有機薄膜ＥＬ素子としたものである。このような有機薄膜ＥＬ素子は、低分子量のホスト材料に対して蛍光色素が添加されたものであり、例えば、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3 ）、ジスチリルビフェニル等のホスト材料に、ペリレン、ジスチリルビフェニル等の蛍光色素を添加するもの等が挙げられる。
【０００６】
このような低分子系色素を薄膜に形成するためには、真空蒸着法が用いられているが、真空蒸着法の場合、均質で欠陥がない薄膜を得ることは困難であり、形成された薄膜は安定性や強度の点で問題がある。すなわち、素子を昇温した場合に有機分子の結晶化、凝集が生じ、結晶化した部分は電極と接触できず、非発光部分（いわゆるダークスポット）を生じる問題がある。また、真空蒸着法によって数層もの有機層を形成するには長時間を要するため、効率的な素子の製造方法とは言えないものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡便にかつ短時間で精度の高いパターニングを行うことができるとともに、膜設計や発光特性の最適化を簡単に行うことができ、また発色効率の調整が容易であるとともに、薄膜の耐久性が優れた有機ＥＬ素子用組成物および有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、圧電素子を用いて有機ＥＬ素子用組成物を噴出させてパターンを形成する工程と、前記有機ＥＬ素子用組成物に加熱処理を施す工程と、を有し、前記有機ＥＬ素子用組成物は、発光層を形成する高分子有機化合物の前駆体と、前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の色素と、を含み、前記加熱処理を施す工程により、前記前駆体を高分子化することを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記前駆体はポリアリレンビニレン前駆体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記ポリアリレンビニレン前駆体はポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はローダミンまたはローダミン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はジスチリルビフェニルおよびその誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はクマリンまたはクマリン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はテトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはテトラフェニルブタジエン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はキナクリドンまたはキナクリドン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記前駆体および前記色素が溶媒に溶解または分散された状態で存在することを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素の添加量は、前記高分子有機化合物の前駆体の固型分に対し０．５〜１０wt％であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機ＥＬ素子用組成物は、潤滑剤を含むことを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記潤滑剤は、多価アルコールであることを特徴とする。
本発明の第１の有機ＥＬ素子用組成物は、発光層を形成する高分子有機化合物の前駆体と、前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の色素と、を含むこと、を特徴とする。
【０００９】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記前駆体はポリアリレンビニレン前駆体であってもよい。
【００１０】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記ポリアリレンビニレン前駆体はポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体であってもよい。
【００１１】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はローダミンまたはローダミン誘導体であってもよい。
【００１２】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はジスチリルビフェニルおよびその誘導体であってもよい。
【００１３】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はクマリンまたはクマリン誘導体であってもよい。
【００１４】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はテトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはテトラフェニルブタジエン誘導体であってもよい。
【００１５】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はキナクリドンまたはキナクリドン誘導体であってもよい。
【００１６】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記前駆体および前記色素が溶媒に溶解または分散された状態で存在していることが好ましい。
【００１７】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素の添加量は、前記高分子有機化合物の前駆体固型分に対し０．５〜１０wt％であることが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の有機ＥＬ素子用組成物は潤滑剤を含むこと、を特徴とする。
【００１９】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記潤滑剤は、多価アルコールであることが好ましい。
【００２０】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、色素を含んでいることが好ましい。
【００２１】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、前記請求項１ないし１１のいずれかの組成の有機ＥＬ素子用組成物を用いて、インクジェット方式により前記有機ＥＬ素子用組成物をヘッドから噴出させてパターンを形成する工程を含むこと、を特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の有機ＥＬ素子用組成物を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の有機ＥＬ素子用組成物は、インクジェット方式によりパターン形成される有機ＥＬ素子用組成物であって、主として発光層を形成する共役系高分子有機化合物の前駆体（以下「前駆体」という）と、前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の蛍光色素とを含むものである。
【００２４】
前記前駆体は、蛍光色素等とともに有機ＥＬ素子用組成物として薄膜に成形された後、例えば化学式（Ｉ）に示すように、加熱硬化させることによって共役系高分子有機ＥＬ層を生成し得るものをいい、例えば前駆体のスルホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるもの等である。
【００２５】
【化１】
【００２６】
かかる共役系高分子有機化合物は固体で強い蛍光を持ち、均質な固体超薄膜を形成することができる。しかも形成能に富みＩＴＯ電極との密着性も高い。さらに、このような化合物の前駆体は、硬化した後は強固な共役系高分子膜を形成することから、加熱硬化前においては前駆体溶液（エマルジョン）を後述するインクジェットパターニングに適用可能な所望の粘度に調整することができ、簡便かつ短時間で最適条件の膜形成を行うことができる。
【００２７】
このような前駆体としては、例えばポリアリレンビニレン前駆体が好ましい。ポリアリレンビニレン前駆体は水溶性あるいは有機溶媒に可溶であり、ポリマー化が可能であるため、光学的にも高品質の薄膜を得ることができる。
【００２８】
このようなポリアリレンビニレン前駆体としては、ＰＰＶ（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））前駆体、ＭＯ−ＰＰＶ（ポリ（2,5-ジメトキシ-1,4- フェニレンビニレン））前駆体、ＣＮ−ＰＰＶ（ポリ（2,5-ビスヘキシルオキシ-1,4- フェニレン-(1 - シアノビニレン）））前駆体、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ[2- メトキシ-5-(2'- エチルヘキシルオキシ）] −パラ−フェニレンビニレン）前駆体、等のＰＰＶ誘導体の前駆体、ＰＴＶ（ポリ（2,5-チエニレンビニレン））前駆体等のポリ（アルキルチオフェン）前駆体、ＰＦＶ（ポリ（2,5-フリレンビニレン））前駆体、ポリ（パラフェニレン）前駆体、ポリアルキルフルオレン前駆体等が挙げられるが、なかでも化学式（ＩＩ）に示すＰＰＶまたはその誘導体の前駆体が特に好ましい。
【００２９】
【化２】
【００３０】
ＰＰＶまたはＰＰＶ誘導体の前駆体は水に可溶であり、成膜後の加熱により高分子化してＰＰＶ層を形成する。さらに、ＰＰＶは強い蛍光を持ち、また二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化している導電性高分子でもあるため、高性能の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００３１】
前記ＰＰＶ前駆体に代表される前駆体の含有量は、組成物全体に対して０．０１〜１０．０wt％が好ましく、０．１〜５．０wt％がさらに好ましい。前駆体の添加量が少な過ぎると共役系高分子膜を形成するのに不十分であり、多過ぎると組成物の粘度が高くなり、インクジェット方式による精度の高いパターニングを行うのに適さない場合がある。
【００３２】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子用組成物は少なくとも１種の蛍光色素を含む。これにより、発光層の発光特性を変化させることができ、例えば、発光層の発光効率の向上、または光吸収極大波長（発光色）を変えるための手段としても有効である。
【００３３】
すなわち、蛍光色素は単に発光層材料としてではなく、発光機能そのものを担う色素材料として利用することができる。例えば、共役系高分子有機化合物分子上のキャリア再結合で生成したエキシトンのエネルギーをほとんど蛍光色素分子上に移すことができる。この場合、発光は蛍光量子効率が高い蛍光色素分子からのみ起こるため、ＥＬ素子の電流量子効率も増加する。したがって、ＥＬ素子用組成物中に蛍光色素を加えることにより、同時に発光層の発光スペクトルも蛍光分子のものとなるので、発光色を変えるための手段としても有効となる。
【００３４】
なお、ここでいう電流量子効率とは、発光機能に基づいて発光性能を考察するための尺度であって、下記式により定義される。
【００３５】
ηE ＝放出されるフォトンのエネルギー／入力電気エネルギー
そして、蛍光色素のドープによる光吸収極大波長の変換によって、例えば赤、青、緑の３原色を発光させることができ、その結果フルカラー表示体を得ることが可能となる。
【００３６】
さらに蛍光色素をドーピングすることにより、ＥＬ素子の発光効率を大幅に向上させることができる。
【００３７】
蛍光色素としては、赤色の発色光を有するローダミンまたはローダミン誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく、均一で安定した発光層の形成が容易である。
【００３８】
このような蛍光色素として、例えばローダミンＢ、ローダミンＢベース、ローダミン６Ｇ、ローダミン１０１過塩素酸塩等が挙げられ、これらを２種以上混合したものであってもよい。
【００３９】
また、蛍光色素としては、緑色の発色光を有するキナクリドンおよびその誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素と同様、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４０】
さらに、蛍光色素としては、青色の発色光を有するジスチリルビフェニルおよびその誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素と同様、水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４１】
また、青色の発色光を有する他の蛍光色素としては、クマリンおよびその誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素と同様、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４２】
このような蛍光色素としては、例えばクマリン、クマリン−１、クマリン−６、クマリン−７、クマリン１２０、クマリン１３８、クマリン１５２、クマリン１５３、クマリン３１１、クマリン３１４、クマリン３３４、クマリン３３７、クマリン３４３等が挙げられる。
【００４３】
さらに別の青色の発色光を有する蛍光色素としては、テトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはＴＰＢ誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素等と同様、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４４】
以上のような蛍光色素は、１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００４５】
これらの蛍光色素は、前記共役系高分子有機化合物の前駆体固型分に対し、０．５〜１０wt％添加されることが好ましく、１．０〜５．０wt％添加されることがより好ましい。蛍光色素の添加量が多過ぎると発光層の耐候性および耐久性の維持が困難となり、一方、添加量が少な過ぎると、上述したような蛍光色素を加えることによる効果が十分に得られない。
【００４６】
また、上記前駆体および蛍光色素は極性溶媒に溶解または分散していることが好ましい。極性溶媒は、上記前駆体、蛍光色素等を容易に溶解または均一に分散させることができるため、インクジェット用ノズル口での有機ＥＬ組成物中の固型分が付着したり目詰りを起こすことを防止するとともに、ノズル口におけるインクの接触角を高く維持することに寄与し、これによってインクの飛行曲りを防止することができる。
【００４７】
このような極性溶媒とは、例えば、水、メタノール、エタノール等の水と相溶性のあるアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒または無機溶媒が挙げられ、これらの溶媒を２種以上適宜混合したものであってもよい。
【００４８】
さらに、前記組成物中に潤滑剤が含まれていることが好ましい。これにより、組成物がインクジェットノズル口で乾燥・凝固することを有効に防止することができる。かかる潤滑剤としては、例えばグリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが挙げられ、これらを２種以上混合したものであってもよい。
【００４９】
潤滑剤の添加量としては、組成物全体量に対し５〜２０wt％程度が好ましい。
【００５０】
なお、その他の添加剤や被膜安定化材料を添加してもよく、例えば、安定剤、老化防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、樹脂エマルジョン、レベリング剤等を用いることができる。
【００５１】
上記の前駆体と蛍光色素とを含む有機ＥＬ素子用組成物は、インクジェット方式によりパターン形成される。
【００５２】
ここで、インクジェットプリンティングによるＥＬ素子の製造法とは、前記組成物を溶媒に溶解または分散させて吐出液としてヘッドから吐出させて、赤色、緑色、青色のような３原色またはその中間色のうち少なくとも１色の画素を形成することをいう。
【００５３】
かかるインクジェットプリンティング方式によれば、微細なパターニングを簡便にかつ短時間で行うことができる。また、吐出量の増減により膜厚の調整が容易になるため、それによって膜の性状や発色バランス、輝度等の発色能を容易かつ自由に制御することができる。
【００５４】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、ＥＬ素子用組成物をインクジェット方式により前記組成物をヘッドから噴出させてパターンを形成する工程と、加熱処理により前記組成物中の前記前駆体を高分子化させて発光層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。これによれば、高分子化させる前の共役系高分子有機化合物の前駆体組成物を材料として用いるため、組成物材料の粘度の自由度が大きく、インクジェット方式を採用することが可能になる。したがって、組成物溶液を任意の位置に任意の量を噴出させることができ、発光層の発光特性や膜性状を容易に制御することができる。
【００５５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において使用されるインクジェット用ヘッドの構造を図２に示す。
【００５６】
当該インクジェット用ヘッド１０は、例えばステンレス製のノズルプレート１１と振動板１３とを備え、両者は仕切部材（リザーバプレート）１５を介して接合されている。
【００５７】
ノズルプレート１１と振動板１３との間には、仕切部材１５によって複数の空間１９と液溜り２１とが形成されている。各空間１９および液溜り２１の内部は本発明の組成物で満たされており、各空間１９と液溜り２１とは供給口２３を介して連通している。
【００５８】
さらに、ノズルプレート１１には、空間１９から組成物をジェット状に噴射するためのノズル孔２５が設けられている。一方、振動板１３には、液溜り２１に組成物を供給するための孔２７が形成されている。
【００５９】
また、振動板１３の空間１９に対向する面と反対側の面上には、前記空間１９の位置に対応させて圧電素子２９が接合されている。
【００６０】
この圧電素子２９に通電すると圧電素子２９が外側に突出するように撓曲し、同時に圧電素子２９が接合している振動板１３も一体となって外側に撓曲する。これによって空間１９の容積が増大する。したがって、空間１９内に増大した容積分に相当する組成物が液溜り２１から供給口２３を介して流入する。
【００６１】
次に、圧電素子２９への通電を解除すると、該圧電素子２９と振動板１３はともに元の形状に戻る。これにより空間１９も元の容積に戻るため空間１９内部の組成物の圧力が上昇し、ノズル孔２５から基板に向けて組成物が噴出する。
【００６２】
なお、ノズル孔２５の内壁やその周辺部には、組成物の飛行曲がり・孔詰まりを防止するためにテフロンコーティング等による撥水処理が施されていることが好ましい。
【００６３】
このようなヘッドを用いて、例えば赤・青・緑の３原色に対応する組成物を所定のパターンで吐出することにより、有機発光層をそれぞれ設け、画素を形成することができる。
【００６４】
このようなインクジェット方式によれば、任意の組成物量、組成物の噴射回数、形成パターンを容易かつ簡便に調整することができ、これにより発光層の発光特性、膜厚等の膜性状を制御することが可能となる。
【００６５】
また、これにより形成された薄膜には真空蒸着法において問題となるダークスポットの発生等の問題もなく、優れたＥＬ素子を得ることができる。
【００６６】
（実施例）
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【００６７】
１．有機ＥＬ素子の作成
（実施例１）
各色について表１に示す組成からなる有機ＥＬ素子用組成物を用いて、これらを図１に示すような方法で有機ＥＬ素子を作成した。
【００６８】
【表１】
【００６９】
図１に示すように、ガラス基板１０４上にＩＴＯ透明画素電極１０１、１０２、および１０３をフォトリソグラフィーにより、１００μｍピッチ、０．１μｍ厚のパターンを形成する。次に、ＩＴＯ透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた樹脂ブラックレジスト１０５をフォトリソグラフィーにより形成する。ブラックレジストは幅２０μｍ、厚さ２．０μｍとした。
【００７０】
さらに、インクジェットプリント用装置１０９のヘッド１１０から上記の組成物を噴出させることにより各色発光材料をパターニング塗布した後、窒素雰囲気下で１５０℃、４時間加熱処理し、組成物中の前駆体を高分子化させることにより赤色、緑色、青色を発色する各発光層１０６（赤）、１０７（緑）、１０８（（青）を形成した。
【００７１】
次に、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより０．１μｍの電子輸送層１１１を形成した。この電子輸送層１１１は、陰極からの電子注入を容易にし、また、陰極から発光部分を遠ざけることにより電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
【００７２】
最後に、対向電極として厚さ０．８μｍのＡｌＬｉ反射電極１１２を蒸着法により形成し、有機ＥＬ素子を作成した。
【００７３】
（実施例２）
緑色組成物中に蛍光色素としてキナクリドンを０．００７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：２％）添加した以外は上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００７４】
【表２】
【００７５】
（実施例３）
赤色組成物中に蛍光色素としてローダミン１０１を添加した以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００７６】
【表３】
【００７７】
（実施例４）
青色組成物中に蛍光色素としてクマリン６およびジスチリルビフェニルを各０．００３７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：各１wt％）添加し、潤滑剤をグリセリン３wt％およびジエチレングリコール１２wt％とした以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００７８】
【表４】
【００７９】
（実施例５）
青色組成物中に蛍光色素としてＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）を、さらに緑色組成物中に蛍光色素としてキナクリドンを０．００７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：２wt％）を添加し、潤滑剤をグリセリン３wt％およびジエチレングリコール１２wt％とした以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８０】
【表５】
【００８１】
（実施例６）
青色組成物中に蛍光色素としてクマリン１３８を添加した以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８２】
【表６】
【００８３】
（実施例７）
ＰＰＶ前駆体の代わりに赤色発色光を有するＣＮ−ＰＰＶ前駆体を添加し、赤色蛍光色素を添加せず、さらに、緑色組成物中に蛍光色素としてキナクリドンを０．００７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：２wt％）添加した以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８４】
【表７】
【００８５】
（比較例１）
表８に示す組成からなる有機ＥＬ素子用組成物を調整し、真空蒸着法により有機ＥＬ素子を作製した。
【００８６】
【表８】
【００８７】
（比較例２）
各色について表９に示す組成からなる有機ＥＬ素子用組成物を調整し、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。
【００８８】
【表９】
【００８９】
２．発光層の発光特性および膜特性の評価
前述の実施例１〜７および比較例１、２で作製した有機ＥＬ素子の発光層の発光特性および膜特性について下記の方法により評価をした。
【００９０】
▲１▼発光開始電圧
所定の電圧を素子に印加し、１cd／ｍ2 の発光輝度を観測したときの印加電圧を発光開始電圧［Ｖth］とした。
【００９１】
▲２▼発光寿命
安定化処理後の初期輝度を１００％とし、標準波形で一定の電流を印加して連続的に発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し５０％に低下するまでの時間を発光寿命とする。
【００９２】
なお、駆動条件は、室温：４０℃、湿度：２３％、電流値：２０mA/cm2である。
【００９３】
▲３▼発光輝度
電流値を２０mA/cm2としたときの輝度を観測する。
【００９４】
▲４▼吸収極大波長
各発光層の吸収極大波長を測定した。
【００９５】
図３は実施例１の有機ＥＬ素子の発光層におけるスペクトルを示すものである。
【００９６】
▲５▼成膜安定性
発光層を２００℃で６０分間加熱した後、発光層のクラックや変形等の発生状況を顕微鏡で観察した。
【００９７】
これらの結果を表１０、１１に示す。
【００９８】
【表１０】
【００９９】
【表１１】
【０１００】
表１０、１１に示すように、実施例１〜７は、いずれも発光層の発光特性および発光層の膜性状に優れたものであった。これに対し、比較例１は成膜安定性に劣り、また発光層中にダークスポットが観察された。また比較例２については、組成物の溶剤特に、クロロホルムがヘッドの構成部品を侵食し、また、沸点が低いため組成物が乾固して固型分が付着し、ノズル詰まりが生じてパターンの形成ができなかった。
【０１０１】
以上、本発明の有機ＥＬ素子用組成物および有機ＥＬ素子の製造方法について、図示の各実施例にしたがって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば各層の間に任意の機能性中間層を設ける工程があってもよい。また、発光特性を変化させるために添加される蛍光色素は極性溶媒に溶解または均一に分散し得るものであれば、これらに限られるものではない。
【０１０２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の有機ＥＬ素子用組成物によれば、発光材料の幅広い選択によりＥＬ発光素子の合理的設計が可能となる。すなわち、共役高分子系有機化合物と蛍光色素との組合せにより、種々の表示光を得ることができるためフルカラー表示が可能となる。したがって、高輝度・長寿命で多種多様なＥＬ素子設計を展開することができる。
【０１０３】
また、発光層材料として加熱硬化させることにより高分子化する前駆体を含むものであるため、粘度等の条件設定の自由度が大きく、インクジェット用の吐出液として適した条件に容易に調製することができる。
【０１０４】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子用組成物の製造法によれば、膜厚、ドット数等の条件を任意に調整可能であるため発光層の発光特性を容易に制御することができる。そして、発光素子のサイズやパターンも任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の工程を示す断面図である。
【図２】有機ＥＬ素子の製造に用いられるインクジェット用プリンタヘッドの構成例を示す平面斜視図である。
【図３】本発明により得られた有機ＥＬ素子（実施例１）の各発光層の光吸収波長を示す図である。
【符号の説明】
１０ インクジェット用ヘッド
１１ ノズルプレート
１３ 振動板
１５ 仕切り部材
１９ 空間
２１ 液溜り
２３ 供給口
２５ ノズル孔
２７ 孔
２９ 圧電素子
１０１ 透明画素電極
１０２ 透明画素電極
１０３ 透明画素電極
１０４ ガラス基板
１０５ 樹脂ブラックレジスト
１０６ 有機発光層（赤）
１０７ 有機発光層（緑）
１０８ 有機発光層（青）
１０９ インクジェットプリント装置
１１０ ヘッド
１１１ 電子輸送層
１１２ 対向電極
【発明が属する技術分野】
本発明は、ＥＬ素子用組成物、特に有機ＥＬ素子用組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ素子は、蛍光性有機化合物を含む固体薄膜の両面に陰極と陽極とを取り付けた構成を有している。電極間に電圧を印加すると、薄膜に電子及び正孔（（ホール）が注入され、それらは印加された電場により薄膜中を移動し再結合する。この再結合に際し放出されたエネルギーによりエキシトン（励起子）が生成し、このエキシトンが基底状態へ戻る際にエネルギー（蛍光・リン光）を放出する現象をＥＬ発光という。
【０００３】
この有機ＥＬ素子の特徴は、１０Ｖ以下の低電圧で１００〜１０００００cd／m2程度の高輝度の面発光が可能となることである。また、有機化合物を用いれば、材料選択に無限の可能性があるという他の材料系にはない優位性を有している。すなわち、蛍光物質の種類を適宜選択することにより青色から赤色までのあらゆる可視光の発光が可能になる。
【０００４】
ここで、素子の発光効率と安定性の重要な部分を担うのが発光層である。これまでに発光効率の向上と発光波長の変換を目的として、発光層に高効率の蛍光色素をドーピングすることが行われてきた。
【０００５】
従来の有機ＥＬ素子は、主として低分子系色素（ホスト材料）を使用し、これを薄膜に形成して積層型有機薄膜ＥＬ素子としたものである。このような有機薄膜ＥＬ素子は、低分子量のホスト材料に対して蛍光色素が添加されたものであり、例えば、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ3 ）、ジスチリルビフェニル等のホスト材料に、ペリレン、ジスチリルビフェニル等の蛍光色素を添加するもの等が挙げられる。
【０００６】
このような低分子系色素を薄膜に形成するためには、真空蒸着法が用いられているが、真空蒸着法の場合、均質で欠陥がない薄膜を得ることは困難であり、形成された薄膜は安定性や強度の点で問題がある。すなわち、素子を昇温した場合に有機分子の結晶化、凝集が生じ、結晶化した部分は電極と接触できず、非発光部分（いわゆるダークスポット）を生じる問題がある。また、真空蒸着法によって数層もの有機層を形成するには長時間を要するため、効率的な素子の製造方法とは言えないものであった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、簡便にかつ短時間で精度の高いパターニングを行うことができるとともに、膜設計や発光特性の最適化を簡単に行うことができ、また発色効率の調整が容易であるとともに、薄膜の耐久性が優れた有機ＥＬ素子用組成物および有機ＥＬ素子の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、圧電素子を用いて有機ＥＬ素子用組成物を噴出させてパターンを形成する工程と、前記有機ＥＬ素子用組成物に加熱処理を施す工程と、を有し、前記有機ＥＬ素子用組成物は、発光層を形成する高分子有機化合物の前駆体と、前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の色素と、を含み、前記加熱処理を施す工程により、前記前駆体を高分子化することを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記前駆体はポリアリレンビニレン前駆体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記ポリアリレンビニレン前駆体はポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はローダミンまたはローダミン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はジスチリルビフェニルおよびその誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はクマリンまたはクマリン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はテトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはテトラフェニルブタジエン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素はキナクリドンまたはキナクリドン誘導体であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記前駆体および前記色素が溶媒に溶解または分散された状態で存在することを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記色素の添加量は、前記高分子有機化合物の前駆体の固型分に対し０．５〜１０wt％であることを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記有機ＥＬ素子用組成物は、潤滑剤を含むことを特徴とする。
また、本願発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記の有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記潤滑剤は、多価アルコールであることを特徴とする。
本発明の第１の有機ＥＬ素子用組成物は、発光層を形成する高分子有機化合物の前駆体と、前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の色素と、を含むこと、を特徴とする。
【０００９】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記前駆体はポリアリレンビニレン前駆体であってもよい。
【００１０】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記ポリアリレンビニレン前駆体はポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体であってもよい。
【００１１】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はローダミンまたはローダミン誘導体であってもよい。
【００１２】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はジスチリルビフェニルおよびその誘導体であってもよい。
【００１３】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はクマリンまたはクマリン誘導体であってもよい。
【００１４】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はテトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはテトラフェニルブタジエン誘導体であってもよい。
【００１５】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素はキナクリドンまたはキナクリドン誘導体であってもよい。
【００１６】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記前駆体および前記色素が溶媒に溶解または分散された状態で存在していることが好ましい。
【００１７】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記色素の添加量は、前記高分子有機化合物の前駆体固型分に対し０．５〜１０wt％であることが好ましい。
【００１８】
本発明の第２の有機ＥＬ素子用組成物は潤滑剤を含むこと、を特徴とする。
【００１９】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、前記潤滑剤は、多価アルコールであることが好ましい。
【００２０】
上記の有機ＥＬ素子用組成物において、色素を含んでいることが好ましい。
【００２１】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、前記請求項１ないし１１のいずれかの組成の有機ＥＬ素子用組成物を用いて、インクジェット方式により前記有機ＥＬ素子用組成物をヘッドから噴出させてパターンを形成する工程を含むこと、を特徴とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の有機ＥＬ素子用組成物を詳細に説明する。
【００２３】
本発明の有機ＥＬ素子用組成物は、インクジェット方式によりパターン形成される有機ＥＬ素子用組成物であって、主として発光層を形成する共役系高分子有機化合物の前駆体（以下「前駆体」という）と、前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の蛍光色素とを含むものである。
【００２４】
前記前駆体は、蛍光色素等とともに有機ＥＬ素子用組成物として薄膜に成形された後、例えば化学式（Ｉ）に示すように、加熱硬化させることによって共役系高分子有機ＥＬ層を生成し得るものをいい、例えば前駆体のスルホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるもの等である。
【００２５】
【化１】
かかる共役系高分子有機化合物は固体で強い蛍光を持ち、均質な固体超薄膜を形成することができる。しかも形成能に富みＩＴＯ電極との密着性も高い。さらに、このような化合物の前駆体は、硬化した後は強固な共役系高分子膜を形成することから、加熱硬化前においては前駆体溶液（エマルジョン）を後述するインクジェットパターニングに適用可能な所望の粘度に調整することができ、簡便かつ短時間で最適条件の膜形成を行うことができる。
【００２７】
このような前駆体としては、例えばポリアリレンビニレン前駆体が好ましい。ポリアリレンビニレン前駆体は水溶性あるいは有機溶媒に可溶であり、ポリマー化が可能であるため、光学的にも高品質の薄膜を得ることができる。
【００２８】
このようなポリアリレンビニレン前駆体としては、ＰＰＶ（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））前駆体、ＭＯ−ＰＰＶ（ポリ（2,5-ジメトキシ-1,4- フェニレンビニレン））前駆体、ＣＮ−ＰＰＶ（ポリ（2,5-ビスヘキシルオキシ-1,4- フェニレン-(1 - シアノビニレン）））前駆体、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ[2- メトキシ-5-(2'- エチルヘキシルオキシ）] −パラ−フェニレンビニレン）前駆体、等のＰＰＶ誘導体の前駆体、ＰＴＶ（ポリ（2,5-チエニレンビニレン））前駆体等のポリ（アルキルチオフェン）前駆体、ＰＦＶ（ポリ（2,5-フリレンビニレン））前駆体、ポリ（パラフェニレン）前駆体、ポリアルキルフルオレン前駆体等が挙げられるが、なかでも化学式（ＩＩ）に示すＰＰＶまたはその誘導体の前駆体が特に好ましい。
【００２９】
【化２】
ＰＰＶまたはＰＰＶ誘導体の前駆体は水に可溶であり、成膜後の加熱により高分子化してＰＰＶ層を形成する。さらに、ＰＰＶは強い蛍光を持ち、また二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化している導電性高分子でもあるため、高性能の有機ＥＬ素子を得ることができる。
【００３１】
前記ＰＰＶ前駆体に代表される前駆体の含有量は、組成物全体に対して０．０１〜１０．０wt％が好ましく、０．１〜５．０wt％がさらに好ましい。前駆体の添加量が少な過ぎると共役系高分子膜を形成するのに不十分であり、多過ぎると組成物の粘度が高くなり、インクジェット方式による精度の高いパターニングを行うのに適さない場合がある。
【００３２】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子用組成物は少なくとも１種の蛍光色素を含む。これにより、発光層の発光特性を変化させることができ、例えば、発光層の発光効率の向上、または光吸収極大波長（発光色）を変えるための手段としても有効である。
【００３３】
すなわち、蛍光色素は単に発光層材料としてではなく、発光機能そのものを担う色素材料として利用することができる。例えば、共役系高分子有機化合物分子上のキャリア再結合で生成したエキシトンのエネルギーをほとんど蛍光色素分子上に移すことができる。この場合、発光は蛍光量子効率が高い蛍光色素分子からのみ起こるため、ＥＬ素子の電流量子効率も増加する。したがって、ＥＬ素子用組成物中に蛍光色素を加えることにより、同時に発光層の発光スペクトルも蛍光分子のものとなるので、発光色を変えるための手段としても有効となる。
【００３４】
なお、ここでいう電流量子効率とは、発光機能に基づいて発光性能を考察するための尺度であって、下記式により定義される。
【００３５】
ηE ＝放出されるフォトンのエネルギー／入力電気エネルギー
そして、蛍光色素のドープによる光吸収極大波長の変換によって、例えば赤、青、緑の３原色を発光させることができ、その結果フルカラー表示体を得ることが可能となる。
【００３６】
さらに蛍光色素をドーピングすることにより、ＥＬ素子の発光効率を大幅に向上させることができる。
【００３７】
蛍光色素としては、赤色の発色光を有するローダミンまたはローダミン誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく、均一で安定した発光層の形成が容易である。
【００３８】
このような蛍光色素として、例えばローダミンＢ、ローダミンＢベース、ローダミン６Ｇ、ローダミン１０１過塩素酸塩等が挙げられ、これらを２種以上混合したものであってもよい。
【００３９】
また、蛍光色素としては、緑色の発色光を有するキナクリドンおよびその誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素と同様、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４０】
さらに、蛍光色素としては、青色の発色光を有するジスチリルビフェニルおよびその誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素と同様、水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４１】
また、青色の発色光を有する他の蛍光色素としては、クマリンおよびその誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素と同様、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４２】
このような蛍光色素としては、例えばクマリン、クマリン−１、クマリン−６、クマリン−７、クマリン１２０、クマリン１３８、クマリン１５２、クマリン１５３、クマリン３１１、クマリン３１４、クマリン３３４、クマリン３３７、クマリン３４３等が挙げられる。
【００４３】
さらに別の青色の発色光を有する蛍光色素としては、テトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはＴＰＢ誘導体であることが好ましい。これらの蛍光色素は上記赤色蛍光色素等と同様、低分子であるため水溶液に可溶であり、またＰＰＶと相溶性がよく発光層の形成が容易である。
【００４４】
以上のような蛍光色素は、１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００４５】
これらの蛍光色素は、前記共役系高分子有機化合物の前駆体固型分に対し、０．５〜１０wt％添加されることが好ましく、１．０〜５．０wt％添加されることがより好ましい。蛍光色素の添加量が多過ぎると発光層の耐候性および耐久性の維持が困難となり、一方、添加量が少な過ぎると、上述したような蛍光色素を加えることによる効果が十分に得られない。
【００４６】
また、上記前駆体および蛍光色素は極性溶媒に溶解または分散していることが好ましい。極性溶媒は、上記前駆体、蛍光色素等を容易に溶解または均一に分散させることができるため、インクジェット用ノズル口での有機ＥＬ組成物中の固型分が付着したり目詰りを起こすことを防止するとともに、ノズル口におけるインクの接触角を高く維持することに寄与し、これによってインクの飛行曲りを防止することができる。
【００４７】
このような極性溶媒とは、例えば、水、メタノール、エタノール等の水と相溶性のあるアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）等の有機溶媒または無機溶媒が挙げられ、これらの溶媒を２種以上適宜混合したものであってもよい。
【００４８】
さらに、前記組成物中に潤滑剤が含まれていることが好ましい。これにより、組成物がインクジェットノズル口で乾燥・凝固することを有効に防止することができる。かかる潤滑剤としては、例えばグリセリン、ジエチレングリコール等の多価アルコールが挙げられ、これらを２種以上混合したものであってもよい。
【００４９】
潤滑剤の添加量としては、組成物全体量に対し５〜２０wt％程度が好ましい。
【００５０】
なお、その他の添加剤や被膜安定化材料を添加してもよく、例えば、安定剤、老化防止剤、ｐＨ調整剤、防腐剤、樹脂エマルジョン、レベリング剤等を用いることができる。
【００５１】
上記の前駆体と蛍光色素とを含む有機ＥＬ素子用組成物は、インクジェット方式によりパターン形成される。
【００５２】
ここで、インクジェットプリンティングによるＥＬ素子の製造法とは、前記組成物を溶媒に溶解または分散させて吐出液としてヘッドから吐出させて、赤色、緑色、青色のような３原色またはその中間色のうち少なくとも１色の画素を形成することをいう。
【００５３】
かかるインクジェットプリンティング方式によれば、微細なパターニングを簡便にかつ短時間で行うことができる。また、吐出量の増減により膜厚の調整が容易になるため、それによって膜の性状や発色バランス、輝度等の発色能を容易かつ自由に制御することができる。
【００５４】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、ＥＬ素子用組成物をインクジェット方式により前記組成物をヘッドから噴出させてパターンを形成する工程と、加熱処理により前記組成物中の前記前駆体を高分子化させて発光層を形成する工程とを有することを特徴とするものである。これによれば、高分子化させる前の共役系高分子有機化合物の前駆体組成物を材料として用いるため、組成物材料の粘度の自由度が大きく、インクジェット方式を採用することが可能になる。したがって、組成物溶液を任意の位置に任意の量を噴出させることができ、発光層の発光特性や膜性状を容易に制御することができる。
【００５５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法において使用されるインクジェット用ヘッドの構造を図２に示す。
【００５６】
当該インクジェット用ヘッド１０は、例えばステンレス製のノズルプレート１１と振動板１３とを備え、両者は仕切部材（リザーバプレート）１５を介して接合されている。
【００５７】
ノズルプレート１１と振動板１３との間には、仕切部材１５によって複数の空間１９と液溜り２１とが形成されている。各空間１９および液溜り２１の内部は本発明の組成物で満たされており、各空間１９と液溜り２１とは供給口２３を介して連通している。
【００５８】
さらに、ノズルプレート１１には、空間１９から組成物をジェット状に噴射するためのノズル孔２５が設けられている。一方、振動板１３には、液溜り２１に組成物を供給するための孔２７が形成されている。
【００５９】
また、振動板１３の空間１９に対向する面と反対側の面上には、前記空間１９の位置に対応させて圧電素子２９が接合されている。
【００６０】
この圧電素子２９に通電すると圧電素子２９が外側に突出するように撓曲し、同時に圧電素子２９が接合している振動板１３も一体となって外側に撓曲する。これによって空間１９の容積が増大する。したがって、空間１９内に増大した容積分に相当する組成物が液溜り２１から供給口２３を介して流入する。
【００６１】
次に、圧電素子２９への通電を解除すると、該圧電素子２９と振動板１３はともに元の形状に戻る。これにより空間１９も元の容積に戻るため空間１９内部の組成物の圧力が上昇し、ノズル孔２５から基板に向けて組成物が噴出する。
【００６２】
なお、ノズル孔２５の内壁やその周辺部には、組成物の飛行曲がり・孔詰まりを防止するためにテフロンコーティング等による撥水処理が施されていることが好ましい。
【００６３】
このようなヘッドを用いて、例えば赤・青・緑の３原色に対応する組成物を所定のパターンで吐出することにより、有機発光層をそれぞれ設け、画素を形成することができる。
【００６４】
このようなインクジェット方式によれば、任意の組成物量、組成物の噴射回数、形成パターンを容易かつ簡便に調整することができ、これにより発光層の発光特性、膜厚等の膜性状を制御することが可能となる。
【００６５】
また、これにより形成された薄膜には真空蒸着法において問題となるダークスポットの発生等の問題もなく、優れたＥＬ素子を得ることができる。
【００６６】
（実施例）
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
【００６７】
１．有機ＥＬ素子の作成
（実施例１）
各色について表１に示す組成からなる有機ＥＬ素子用組成物を用いて、これらを図１に示すような方法で有機ＥＬ素子を作成した。
【００６８】
【表１】
図１に示すように、ガラス基板１０４上にＩＴＯ透明画素電極１０１、１０２、および１０３をフォトリソグラフィーにより、１００μｍピッチ、０．１μｍ厚のパターンを形成する。次に、ＩＴＯ透明画素電極間を埋め、光遮断層とインク垂れ防止用壁とを兼ねた樹脂ブラックレジスト１０５をフォトリソグラフィーにより形成する。ブラックレジストは幅２０μｍ、厚さ２．０μｍとした。
【００７０】
さらに、インクジェットプリント用装置１０９のヘッド１１０から上記の組成物を噴出させることにより各色発光材料をパターニング塗布した後、窒素雰囲気下で１５０℃、４時間加熱処理し、組成物中の前駆体を高分子化させることにより赤色、緑色、青色を発色する各発光層１０６（赤）、１０７（緑）、１０８（（青）を形成した。
【００７１】
次に、ドーピングしていないアルミニウムキノリノール錯体を真空蒸着することにより０．１μｍの電子輸送層１１１を形成した。この電子輸送層１１１は、陰極からの電子注入を容易にし、また、陰極から発光部分を遠ざけることにより電極消光を防ぎ、陰極との良いコンタクトを形成することに寄与する。
【００７２】
最後に、対向電極として厚さ０．８μｍのＡｌＬｉ反射電極１１２を蒸着法により形成し、有機ＥＬ素子を作成した。
【００７３】
（実施例２）
緑色組成物中に蛍光色素としてキナクリドンを０．００７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：２％）添加した以外は上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００７４】
【表２】
（実施例３）
赤色組成物中に蛍光色素としてローダミン１０１を添加した以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００７６】
【表３】
（実施例４）
青色組成物中に蛍光色素としてクマリン６およびジスチリルビフェニルを各０．００３７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：各１wt％）添加し、潤滑剤をグリセリン３wt％およびジエチレングリコール１２wt％とした以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００７８】
【表４】
（実施例５）
青色組成物中に蛍光色素としてＴＰＢ（テトラフェニルブタジエン）を、さらに緑色組成物中に蛍光色素としてキナクリドンを０．００７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：２wt％）を添加し、潤滑剤をグリセリン３wt％およびジエチレングリコール１２wt％とした以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８０】
【表５】
（実施例６）
青色組成物中に蛍光色素としてクマリン１３８を添加した以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８２】
【表６】
（実施例７）
ＰＰＶ前駆体の代わりに赤色発色光を有するＣＮ−ＰＰＶ前駆体を添加し、赤色蛍光色素を添加せず、さらに、緑色組成物中に蛍光色素としてキナクリドンを０．００７５wt％（ＰＰＶ前駆体固型分比：２wt％）添加した以外は、上記実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作成した。
【００８４】
【表７】
（比較例１）
表８に示す組成からなる有機ＥＬ素子用組成物を調整し、真空蒸着法により有機ＥＬ素子を作製した。
【００８６】
【表８】
（比較例２）
各色について表９に示す組成からなる有機ＥＬ素子用組成物を調整し、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ素子を作製した。
【００８８】
【表９】
２．発光層の発光特性および膜特性の評価
前述の実施例１〜７および比較例１、２で作製した有機ＥＬ素子の発光層の発光特性および膜特性について下記の方法により評価をした。
【００９０】
▲１▼発光開始電圧
所定の電圧を素子に印加し、１cd／ｍ2 の発光輝度を観測したときの印加電圧を発光開始電圧［Ｖth］とした。
【００９１】
▲２▼発光寿命
安定化処理後の初期輝度を１００％とし、標準波形で一定の電流を印加して連続的に発光させ、輝度の変化を測定し、初期輝度に対し５０％に低下するまでの時間を発光寿命とする。
【００９２】
なお、駆動条件は、室温：４０℃、湿度：２３％、電流値：２０mA/cm2である。
【００９３】
▲３▼発光輝度
電流値を２０mA/cm2としたときの輝度を観測する。
【００９４】
▲４▼吸収極大波長
各発光層の吸収極大波長を測定した。
【００９５】
図３は実施例１の有機ＥＬ素子の発光層におけるスペクトルを示すものである。
【００９６】
▲５▼成膜安定性
発光層を２００℃で６０分間加熱した後、発光層のクラックや変形等の発生状況を顕微鏡で観察した。
【００９７】
これらの結果を表１０、１１に示す。
【００９８】
【表１０】
【表１１】
表１０、１１に示すように、実施例１〜７は、いずれも発光層の発光特性および発光層の膜性状に優れたものであった。これに対し、比較例１は成膜安定性に劣り、また発光層中にダークスポットが観察された。また比較例２については、組成物の溶剤特に、クロロホルムがヘッドの構成部品を侵食し、また、沸点が低いため組成物が乾固して固型分が付着し、ノズル詰まりが生じてパターンの形成ができなかった。
【０１０１】
以上、本発明の有機ＥＬ素子用組成物および有機ＥＬ素子の製造方法について、図示の各実施例にしたがって説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、例えば各層の間に任意の機能性中間層を設ける工程があってもよい。また、発光特性を変化させるために添加される蛍光色素は極性溶媒に溶解または均一に分散し得るものであれば、これらに限られるものではない。
【０１０２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の有機ＥＬ素子用組成物によれば、発光材料の幅広い選択によりＥＬ発光素子の合理的設計が可能となる。すなわち、共役高分子系有機化合物と蛍光色素との組合せにより、種々の表示光を得ることができるためフルカラー表示が可能となる。したがって、高輝度・長寿命で多種多様なＥＬ素子設計を展開することができる。
【０１０３】
また、発光層材料として加熱硬化させることにより高分子化する前駆体を含むものであるため、粘度等の条件設定の自由度が大きく、インクジェット用の吐出液として適した条件に容易に調製することができる。
【０１０４】
さらに、本発明の有機ＥＬ素子用組成物の製造法によれば、膜厚、ドット数等の条件を任意に調整可能であるため発光層の発光特性を容易に制御することができる。そして、発光素子のサイズやパターンも任意に設定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の工程を示す断面図である。
【図２】有機ＥＬ素子の製造に用いられるインクジェット用プリンタヘッドの構成例を示す平面斜視図である。
【図３】本発明により得られた有機ＥＬ素子（実施例１）の各発光層の光吸収波長を示す図である。
【符号の説明】
１０ インクジェット用ヘッド
１１ ノズルプレート
１３ 振動板
１５ 仕切り部材
１９ 空間
２１ 液溜り
２３ 供給口
２５ ノズル孔
２７ 孔
２９ 圧電素子
１０１ 透明画素電極
１０２ 透明画素電極
１０３ 透明画素電極
１０４ ガラス基板
１０５ 樹脂ブラックレジスト
１０６ 有機発光層（赤）
１０７ 有機発光層（緑）
１０８ 有機発光層（青）
１０９ インクジェットプリント装置
１１０ ヘッド
１１１ 電子輸送層
１１２ 対向電極
Claims (12)
- 圧電素子を用いて有機ＥＬ素子用組成物を噴出させてパターンを形成する工程と、
前記有機ＥＬ素子用組成物に加熱処理を施す工程と、
を有し、
前記有機ＥＬ素子用組成物は、
発光層を形成する高分子有機化合物の前駆体と、
前記発光層の発光特性を変化させるための少なくとも１種の色素と、
を含み、
前記加熱処理を施す工程により、前記前駆体を高分子化する
ことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。 - 前記前駆体はポリアリレンビニレン前駆体である請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記ポリアリレンビニレン前駆体はポリパラフェニレンビニレンまたはその誘導体の前駆体である請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記色素はローダミンまたはローダミン誘導体である請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記色素はジスチリルビフェニルおよびその誘導体である請求項１ないし３に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記色素はクマリンまたはクマリン誘導体である請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記色素はテトラフェニルブタジエン（ＴＰＢ）またはテトラフェニルブタジエン誘導体である請求項１ないし４に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記色素はキナクリドンまたはキナクリドン誘導体である請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記前駆体および前記色素が溶媒に溶解または分散された状態で存在する請求項１ないし３のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記色素の添加量は、前記高分子有機化合物の前駆体の固型分に対し０．５〜１０wt％である請求項１ないし９のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記有機ＥＬ素子用組成物は、潤滑剤を含むことを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
- 前記潤滑剤は、多価アルコールであることを特徴とする請求項１１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
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