(57)【要約】【課題】  フォトリソグラフィー法による利点を有しつつ、パターニングされた部分の端部が、当該部分を形成した後に塗布する塗工液に溶出して混色や膜厚の変化により発光不良が生じることを防止可能な、生産効率の高いエレクトロルミネッセント素子の製造方法及びそれを用いたエレクトロルミネッセント素子を提供する。【解決手段】  バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程を少なくとも２回以上繰り返して、パターニングされたエレクロトルミネッセント層が形成されたエレクトロルミネッセント素子を製造する方法において、第一バッファー層を最下層として含む第一パターン部を形成する工程と、前記第一パターン部を含む領域に、第二バッファー層形成用溶液を塗布する工程を含んでなり、前記第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に混和しないものである、ことを特徴とする。【選択図】  図１
2006318876.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程を少なくとも２回以上繰り返して、パターニングされたエレクロトルミネッセント層が形成されたエレクトロルミネッセント素子を製造する方法において、
第一バッファー層を最下層として含む第一パターン部を形成する工程と、
前記第一パターン部を含む領域に、第二バッファー層形成用溶液を塗布する工程を含んでなり、
前記第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に混和しないものである、ことを特徴とする、エレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項２】
前記第一バッファー層を硬化処理することにより、前記第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に混和しない、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第一バッファー層の硬化処理工程が、熱または放射線エネルギーを用いて行われる、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記第一バッファー層が、金属酸化物と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなるバッファー層形成用塗工液を用いて形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記第一バッファー層が、光触媒と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなるバッファー層形成用塗工液を用いて形成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記バインダーが、オルガノポリシロキサンを含んでなる、請求項４または５に記載の方法。
【請求項７】
前記光触媒が二酸化チタンである、請求項５に記載の方法。
【請求項８】
前記オルガノポリシロキサンが、ＹｎＳｉＸ(４-ｎ)（式中、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物または共加水分解縮合物である、請求項６に記載の方法。
【請求項９】
前記第一バッファー層が、水溶性のバッファー層形成用塗工液により形成され、第一発光層が、非水溶性の発光層形成用塗工液により形成されるものである、請求項３に記載の方法。
【請求項１０】
前記水溶性のバッファー層形成用塗工液が、分子内に親水性基を有する水またはアルコールに溶解または分散可能な有機材料を含んでなる、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記親水性基が、スルホン酸、カルボキシル基、および水酸基からなる群から選択される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記有機材料が、ポリスチレンスルホン酸、またはポリスチレンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記有機材料が、ポリチオフェンスルホン酸、またはポリチオフェンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項１０または１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記有機材料が、ポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩またはそれらの誘導体である、請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記水溶性のバッファー層形成用塗工液が、シランカップリング剤をさらに含んでなる、請求項１０〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記シランカップリング剤が、下記式：
【化１】
2006318876.tif 000009
（式中、Ｘは、ＯＲ（Ｒはアルキル基を表す）を表し、Ｙは、エポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは、０〜２の整数を表す）
で表される、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記水溶性のバッファー層形成用塗工液が、前記シランカップリング剤を０．５重量％以上含んでなる、請求項１５または１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記第一バッファー層の溶解性を変化させることにより、前記第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に混和しない、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記溶解性を変化させる工程が、熱または放射線エネルギーを用いて行われる、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記第一バッファー層が、有機材料を含んでなるバッファー層形成用塗工液を用いて形成されるものであり、前記有機材料が、親水性有機材料の親水性基の一部または全部が親油性基に変換され、熱または放射線エネルギーを用いることにより前記親油性基の一部または全部が親水性基に戻るものである、請求項１８または１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記親水性基が、スルホン酸、カルボキシル基、および水酸基からなる群から選択される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記有機材料が、ポリスチレンスルホン酸、またはポリスチレンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記有機材料が、ポリチオフェンスルホン酸、またはポリチオフェンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項２０または２１に記載の方法。
【請求項２４】
前記有機材料が、ポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩またはそれらの誘導体である、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
親水性基から親油性基への変換が保護反応により行われる、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記保護反応が、エステル化、アセチル化、トシル化、トリフェニルメチル化、アルキルシリル化、およびアルキルカルボニル化からなる群から選択される１種以上の反応である、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記バッファー層と前記発光層との間に、電子ブロッキング層が設けられてなり、その電子ブロッキング層は、水またはアルコールに溶解または分散可能な材料から形成されてなる、請求項１〜２３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法により得られるエレクトロルミネッセント素子であって、
バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層がパターニングされてなる、ことを特徴とする、エレクトロルミネッセント素子。
【請求項２９】
前記バッファー層が硬化している、請求項２８に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３０】
前記バッファー層が、金属酸化物と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなる、請求項２８または２９に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３１】
前記バッファー層が、光触媒と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなる、請求項２８または２９に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３２】
前記バインダーが、オルガノポリシロキサンを含んでなる、請求項３０または３１に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３３】
前記光触媒が二酸化チタンである、請求項３１に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３４】
前記オルガノポリシロキサンが、ＹｎＳｉＸ(４-ｎ)（式中、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物または共加水分解縮合物である、請求項３３に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３５】
前記バッファー層が、水溶性のバッファー層形成用塗工液により形成され、前記発光層が、非水溶性の発光層形成用塗工液により形成されるものである、請求項２８〜３４のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３６】
前記水溶性のバッファー層形成用塗工液が、分子内に親水性基を有する水またはアルコールに溶解または分散可能な有機材料を含んでなる、請求項３５に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３７】
前記親水性基が、スルホン酸、カルボキシル基、および水酸基からなる群から選択される、請求項３６に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３８】
前記有機材料が、ポリスチレンスルホン酸、またはポリスチレンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項３６または３７に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項３９】
前記有機材料が、ポリチオフェンスルホン酸、またはポリチオフェンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項３６または３７に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４０】
前記有機材料が、ポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩またはそれらの誘導体である、請求項３６〜３９のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４１】
前記水溶性のバッファー層形成用塗工液が、シランカップリング剤をさらに含んでなる、請求項３６〜４０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４２】
前記シランカップリング剤が、下記式：
【化２】
2006318876.tif 000010
（式中、Ｘは、ＯＲ（Ｒはアルキル基を表す）を表し、Ｙは、エポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは、０〜２の整数を表す）
で表される、請求項４１に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４３】
前記水溶性のバッファー層形成用塗工液が、前記シランカップリング剤を０．５重量％以上含んでなる、請求項４１または４２に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４４】
前記バッファー層が、有機材料を含んでなるバッファー層形成用塗工液を用いて形成されるものであり、前記有機材料が、親水性有機材料の親水性基の一部または全部が親油性基に変換され、熱または放射線エネルギーを用いることにより前記親油性基の一部または全部が親水性基に戻るものである、請求項２８または２９に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４５】
前記親水性基が、スルホン酸、カルボキシル基、および水酸基からなる群から選択される、請求項４４に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４６】
前記有機材料が、ポリスチレンスルホン酸、またはポリスチレンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項４４または４５に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４７】
前記有機材料が、ポリチオフェンスルホン酸、またはポリチオフェンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項４４または４５に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４８】
前記有機材料が、ポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩またはそれらの誘導体である、請求項４４〜４７のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項４９】
親水性基から親油性基への変換が保護反応により行われる、請求項４４〜４８のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項５０】
前記保護反応が、エステル化、アセチル化、トシル化、トリフェニルメチル化、アルキルシリル化、およびアルキルカルボニル化からなる群から選択される１種以上の反応である、請求項４９に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項５１】
前記バッファー層と前記発光層との間に、電子ブロッキング層が設けられてなり、その電子ブロッキング層は、水またはアルコールに溶解または分散可能な材料から形成されてなる、請求項２８〜５０のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項５２】
パターニングされたエレクトロルミネッセント層の各発光層が、互いに異なる発光色を有する、請求項２８〜５１のいずれか一項に記載のエレクトロルミネッセント素子。
【請求項５３】
バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程に使用されるバッファー層形成用溶液であって、
金属酸化物または光触媒と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなり、前記バインダーが、ｎＳｉＸ(４-ｎ)（式中、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物または共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンを含んでなる、バッファー層形成用溶液。
【請求項５４】
前記光触媒が二酸化チタンである、請求項５３に記載のバッファー層形成用溶液。
【請求項５５】
バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程に使用されるバッファー層形成用溶液であって、分子内に親水性基を有する水またはアルコールに溶解または分散可能な有機材料と、シランカップリング剤とを含んでなる、バッファー層形成用溶液。
【請求項５６】
前記有機材料が、ポリスチレンスルホン酸またはポリスチレンスルホン酸誘導体、もしくは、ポリチオフェンスルホン酸またはポリチオフェンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項５５に記載のバッファー層形成用溶液。
【請求項５７】
前記有機材料が、ポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩またはそれらの誘導体である、請求項５５に記載のバッファー層形成用溶液。
【請求項５８】
前記シランカップリング剤が、下記式：
【化３】
2006318876.tif 000011
（式中、Ｘは、ＯＲ（Ｒはアルキル基を表す）を表し、Ｙは、エポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは、０〜２の整数を表す）
で表される、請求項５５〜５７のいずれか一項に記載のバッファー層形成用溶液。
【請求項５９】
前記シランカップリング剤が、グリシド基またはアクリロイル基を有する、請求項５８に記載のバッファー層形成用溶液。
【請求項６０】
バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程に使用されるバッファー層形成用溶液であって、
親水性基の一部または全部が親油性基に変換され、熱または放射線エネルギーを用いることにより前記親油性基の一部または全部が親水性基に戻る有機材料を含んでなる、バッファー層形成用溶液。
【請求項６１】
前記有機材料が、ポリスチレンスルホン酸またはポリスチレンスルホン酸誘導体、もしくは、ポリチオフェンスルホン酸またはポリチオフェンスルホン酸誘導体を含んでなる、請求項６０に記載のバッファー層形成用溶液。
【請求項６２】
前記有機材料が、ポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩またはそれらの誘導体である、請求項６０に記載のバッファー層形成用溶液。
【発明の詳細な説明】
【発明の分野】
【０００１】
本発明は、フォトリソグラフィー法を用いて形成されたエレクトロルミネッセント層を有するエレクトロルミネッセント（以下、エレクトロルミネッセントをＥＬと略す場合がある。）素子の製造方法、及びエレクトロルミネッセント素子に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子は、対向する電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起し、蛍光物質に応じた色の発光を行うものであり、自発光の面状表示素子として注目されている。
【０００３】
その中でも、有機物質を発光材料として用いた有機薄膜ＥＬディスプレイは、印加電圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能で、特定のパターンを発光表示させる広告その他低価格の簡易表示ディスプレイへの応用が期待されている。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子は、一般的に、有機ＥＬ層を介して第一電極層と第二電極層とが積層された基本構造を有し、通常、第一電極層や有機ＥＬ層にパターニングを施すことにより、異なる発光色を有する素子を形成する。
【０００５】
有機ＥＬ素子のパターニング方法としては、発光材料をシャドーマスクを介して真空蒸着するようなドライプロセスと、有機溶剤に溶解させた発光材料をフォトリソグラフィーやインクジェットを用いて所定部位に塗布するようなウェットプロセスとがある。これらの中でもウエットプロセスによりパターニングを行う方法は、高価な真空設備を不要とするため、製造コストを低減できる等の利点がある。特に、フォトリソグラフィー法によれば、他の方法と比べて高精細かつ高精度のパターニングが可能であることから、高精度な有機ＥＬ素子を作製する上で、かかる方法を適用することが期待される。
【０００６】
しかしながら、ウエットプロセスにおいて使用される溶剤可溶型の有機ＥＬ材料は、通常、硬化・架橋処理により溶剤不溶化するものが極めて少なく、同一基板上に、異色の有機ＥＬ材料をパターニングしようとすると、既に形成した有機ＥＬ層が溶剤によって除去されてしまうといった問題があった。
【０００７】
このような問題に対して、特開平９−２９３５８９号公報（特許文献１）には、陽極（第一電極層）、有機ＥＬ層、陰極（第二電極層）、および保護層を、この順で基板の全面に形成した後、保護層上にフォトレジストを設けて、所望形状にパターニングを行い、その後に反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）によりフォトレジストが除去された部分の陰極および有機ＥＬ層を連続してエッチングすることにより、異なる有機ＥＬ材料を同一基板上に設けた有機ＥＬ素子が作製できることが開示されている。
【０００８】
また、特開平１０−６９９８１号公報（特許文献２）には、有機ＥＬ材料等を紫外線硬化性樹脂中に分散させた材料を使用することにより、既に形成した有機ＥＬ層が溶剤によって溶解しないようにして、異色の有機ＥＬ層を同一基板上に形成することが開示されている。
【０００９】
さらに、特開２００１−２３７０７５号公報（特許文献３）には、特定の耐熱性樹脂に有機発光材料を含有させて熱硬化処理を行うことにより、既に形成された有機発光層が再溶解するのを防止できることが記載されている。
【００１０】
しかしながら、上記のように、有機ＥＬ材料等を固定するためにバインダー樹脂を用いる方法においては、樹脂中に有機ＥＬ材料が分散された状態であるため、発光効率や寿命が低下するといった問題がある。また、バインダー樹脂として用いる感光性樹脂中には、反応開始剤やイオン等の不純物が混在しているため、これら不純物と有機ＥＬ材料との相互作用により、有機ＥＬ材料等の特性劣化が生じうる場合もある。
【００１１】
また、フォトリソグラフィー法により複数の発光部を形成する方法として、例えば特開２００２−１７０６７３号公報（特許文献４）には、図４に示す方法が提案されている。
【００１２】
まず、図４（a）に示すように、電極が設けられた基板４１上に発光層４２を塗布し、図４（b）に示すように、その上にフォトレジスト層４３を積層する。次いで、図４（c）に示すように、第1発光部を形成する部分のみをフォトマスク４４でマスクし、これら以外の部分を紫外線４５で露光する。これを、フォトレジスト現像液によって現像し、洗浄することにより、図４（d）に示すように、露光部のフォトレジスト層４３が除去される。さらにフォトレジスト層が除去され発光層が剥き出しとなった部分をエッチングにより除去し、図４（e）を得る。
【００１３】
以上の工程を３回繰り返すことにより、３種類の発光部のパターニングを行うことができる。最後に、フォトレジスト剥離液によって剥離処理をすると、図４（n）に示すように３種類の発光部４２、４６、４７が剥き出しとなる。この後、各発光部上に第２電極層を形成する工程等を経て、図の下方に発光を放つＥＬ素子が製造される。
【００１４】
しかしながら、上記の方法では、第１発光部の端部ａや第２発光部の端部ｂが剥き出しとなっているため、後に他の発光層用塗工液を塗布する際、その端部で、パターニングされた発光部が後に塗布する発光層用塗工液に溶出し、混色や膜厚の変化により発光不良が生じるといった問題があった。
【００１５】
このような混色や画素細りを防止する方法としては、例えば特開２００３−４５６５６号公報（特許文献５）には、図５に示すような保護層を設ける方法が提案されている。
【００１６】
この方法においては、まず図５（ａ）に示すように、基体５１上にパターニングされた第１電極層５２およびその上に形成されたバッファー層５３上に、第１発光層用塗工液をスピンコート法を用いて全面に塗布する。全面塗布された第１発光層用塗工液を乾燥させ硬化させることにより、第１発光層５４が形成される。そして、この第1発光層５４上に、ポジ型フォトレジストを全面塗布して一次フォトレジスト層５５を形成する（発光層および一次フォトレジスト層形成工程）。次いで、第1発光部に該当する部分が露光しないように、一次フォトマスク５６を用い紫外線５７をパターン照射する（図５（ａ））。
【００１７】
そして一次フォトレジスト層５５の露光した部分をフォトレジスト現像液によって現像し、水洗することにより、露光部分の一次フォトレジスト層５５が除去される（一次フォトレジスト層現像工程）。さらに発光層現像液により現像することにより、一次フォトレジスト層５５で覆われていない部分の発光層５４のみ除去する（図５（ｂ）、発光層現像工程）。
【００１８】
そして、図５（ｃ）に示すように、これらの上にさらに、ポジ型フォトレジストを重ねて全面塗布し、二次フォトレジスト層５５’を形成する（二次フォトレジスト層形成工程）。
【００１９】
次いで、図５（ａ）に示した一次フォトレジスト層をマスクした一次フォトマスク５６よりも幅広の二次フォトマスク５６’を用い、紫外線５７により露光する（図５（ｄ））。そして二次フォトレジスト層５５の露光した部分をフォトレジスト現像液によって現像し、水洗することにより、図５（ｅ）に示すように、第1発光部５４’およびその端部ａを被覆する二次フォトレジスト層５５’（保護層）を形成する（二次フォトレジスト層現像工程）。
【００２０】
このように、一つの発光層をパターニングする際に、一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層の２回のフォトレジスト現像工程を行なうことにより、第１発光部５４’の端部ａがフォトレジスト層で被覆された状態で、次の第２発光部形成のための第２発光層用塗工液の塗布することができる。したがって、次の図５（ｆ）において第２発光層用塗工液を塗布しても、混色等の問題が生じることがない。
【００２１】
以上のような工程を３回繰り返した後、フォトレジストを剥離することにより、第１発光部５４’、第２発光部５８’、および第３発光部５９’が形成される（図５（ｌ））。最後に図５（ｍ）のように、これらの発光部上に第２電極層６０を形成し、図の下方にＥＬ発光を放つＥＬ素子が製造できる。
【００２２】
しかしながら、上述のような端部ａを被覆する二次フォトレジスト層（保護層）を形成する方法では、混色や画素細りを防止することができるが、工程数が多くなり、生産効率の点で問題があった。
【特許文献１】特開平９−２９３５８９号公報
【特許文献２】特開１０−６９９８１号公報
【特許文献３】特開２００１−２３７０７５号公報
【特許文献４】特開２００２−１７０６７３号公報
【特許文献５】特開２００３−４５６５６号公報
【発明の概要】
【００２３】
本発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、その目的は、フォトリソグラフィー法による利点を有しつつ、パターニングされた部分の端部が、当該部分を形成した後に塗布する塗工液に溶出して混色や膜厚の変化により発光不良が生じることを防止可能な、生産効率の高いエレクトロルミネッセント素子の製造方法及びそれを用いたエレクトロルミネッセント素子を提供することにある。
【００２４】
そして、本発明によるエレクトロルミネッセント素子の製造方法は、バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程を少なくとも２回以上繰り返して、パターニングされたエレクロトルミネッセント層が形成されたエレクトロルミネッセント素子を製造する方法において、
第一バッファー層を最下層として含む第一パターン部を形成する工程と、
前記第一パターン部を含む領域に、第二バッファー層形成用溶液を塗布する工程を含んでなり、
前記第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に混和しないものである、ことを特徴とするものである。
【００２５】
本発明においては、形成した第一バッファー層と、第二バッファー層形成用溶液とが混和しないものであるため、第一バッファー層を含むエレクトロルミネッセント層をフォトリソグラフィー法によりパターニングした後、その第一パターン部を含む領域に第二のバッファー層形成用溶液を塗布する際に、既にパターニングされた第一のバッファー層の端部が、当該部分を形成した後に塗布する第二のバッファー層形成用溶液に溶出しない。したがって、混食や膜厚保変化による発光不良を生じることがない。
【００２６】
また、バッファー層上に更に発光層を設けた場合であっても、発光層形成用材料は、バッファー層上に塗布可能なように、一般的にバッファー層形成用材料とは溶解性が異なる材料を選択されるため、既にパターニングされた第一の発光層の端部は後に塗布された第二バッファー層形成用溶液に溶出せず、更に塗布された第二バッファー層が保護層の役割を果たすため、第一発光部の端部が後に塗布される第二の発光層形成用溶液に溶出することを防止できる。
【００２７】
従来、エレクトロルミネッセント層をフォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程を２回以上有する場合、第一と第二のパターン部を形成する工程において、通常発光層同士、バッファー層同士は同じか溶解性が同様の形成材料を用いるため、第一と第二の発光層同士、バッファー層同士の形成用溶液の溶媒は同じか同様の溶解性を有するものが用いられる。このため、既にパターニングされた部分の端面が露出していると、第二のパターン部を形成する工程において、パターン部の最下層の端部が、最初に塗布される同じか同様の溶解性を有する溶媒を用いた第二の最下層形成用溶液を塗布する際、溶液に溶出してしまう問題が発生する。例えば、図６（ａ）では、第一のパターン部形成工程において電極を備えた基板１上にバッファー層２、発光層３、フォトレジスト層４をこの順で形成された基体上に、更に第二のパターン部を形成する工程において第一のバッファー部に用いられたのと同じバッファー層形成用溶液６（ｌ）を用いて塗布すると、同じ溶解性を有する第一のバッファー部の端部がバッファー層形成用溶液６（ｌ）に溶解するという問題が発生する。また、図６（ｂ）では、第一のパターン部形成工程において電極を備えた基板１上に発光層３、フォトレジスト層４をこの順で形成された基体上に、更に第二のパターン部を形成する工程において第一の発光部形成用と同様の溶解性を有する溶媒を用いた第二の発光層形成用溶液７（ｌ）を用いて塗布すると、同じ溶解性を有する第一の発光部の端部が第二の発光層形成用溶液７（ｌ）に溶解するという問題が発生する。このように端部が溶解すると、混色や膜厚の変化により発光不良が生じる問題があった。
【００２８】
本発明によるエレクトロルミネッセント素子の製造方法においては、図１に示されるように、第一のバッファー部２を最下層として含む第一のパターン部５を形成（図１（ａ））する工程と、第一のパターン部を含む領域に最下層として第二のバッファー層形成用溶液６（ｌ）を塗布する工程を有し、前記第一のバッファー部と第二のバッファー層形成用溶液とが混和しない組み合わせで用いるため、第二のパターン部を形成する工程の最初に、最下層を形成するように第一のパターン部５を含む領域に第二のバッファー層形成用溶液６（ｌ）を塗布する際に、既にパターニングされた第一のバッファー部２の端部が後に塗布された第二のバッファー層形成用溶液６（ｌ）に溶出しない（図１（ｂ））。また、フォトリソグラフィー法により形成されるエレクトロルミネッセント層としてバッファー層２上に更に発光層３を有する場合であっても、発光層形成用材料は、通常バッファー層上に塗布により積層可能なようにバッファー層形成用材料とは溶解性が異なる材料を選択されているため、既にパターニングされた第一の発光部３の端部は後に塗布された第二バッファー層形成用溶液６（ｌ）に溶出せず、更に塗布・乾燥された第二バッファー層６が保護層の役割を果たすため、第一発光部の端部が後に塗布される第二の発光層形成用溶液７（ｌ）に溶出することを防止できる（図１（ｃ））。
【００２９】
同様に、第一のバッファー部上に更にフォトレジスト部４を有する場合であっても、フォトレジスト層は通常バッファー層上に塗布により積層可能なように溶解性を考慮して材料選択されていることが前提なので、既にパターニングされた第一フォトレジスト層４の端部は後に塗布された第二バッファー層形成用溶液６（ｌ）に溶出せず、更に塗布された第二バッファー層６が保護層の役割を果たすため、第一フォトレジスト層４の端部が後に塗布する第二フォトレジスト層形成用溶液に溶出することを防止できる。
【００３０】
従って、本発明においては、上記特開２００３−４５６５６号公報に記載のようなパターニングされた部分の端部ａを被覆するための二次フォトレジスト層（保護層）を形成しなくても、パターニングされた部分の端部が、当該部分を形成した後に塗布する塗工液に溶出して混色や膜厚の変化により発光不良が生じることを防止することができる。すなわち、本発明においては、比較的容易にかつ安価に、複数種類の高精細なパターンが形成された発光特性が良好な素子を得ることができる。
【発明の具体的説明】
【００３１】
定義
本発明のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、バッファー層と発光層とを含んでなるエレクトロルミネッセント層を、フォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程を少なくとも２回以上繰り返して、パターニングされたエレクロトルミネッセント層が形成されたエレクトロルミネッセント素子を製造する方法において、第一バッファー層を最下層として含む第一パターン部を形成する工程と、前記第一パターン部を含む領域に、第二バッファー層形成用溶液を塗布する工程を含んでなり、前記第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に混和しないものである。
【００３２】
ここで、「バッファー層」とは所定の位置に形成されたバッファー層を意味し、「パターン部」とは所定の位置に形成されたパターン部を意味する。第一のパターン部は第一のバッファー層の単層でも、第一のバッファー層を最下層として含む多層でも良い。  「バッファー層」とは、発光層に電荷の注入を容易にする機能及び／又は電極などの凹凸を平坦化する機能を有するように、陽極と発光層との間に、または陰極と発光層との間に設けられる層である。
【００３３】
また、「発光層」とは発光層形成用溶液を塗布し、乾燥させることにより形成された層を意味し、「発光部」とは所定の位置に形成された発光層を意味するものとする。
【００３４】
また、「第一、第二」とは２回以上有するフォトリソグラフィー法によりパターニングして形成する工程のうち、任意の回の工程を第一の工程とし、第一の工程よりも後に行われる工程を第二の工程というが、ここでの「後」とは、直後に限られない。
【００３５】
「第一のバッファー層と第二のバッファー層形成用溶液に混和しない」とは、形成された第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液に溶出しないことをいい、第二のバッファー層形成用溶液に含まれる溶媒に対する第一のバッファー層の溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であることを意味する。
【００３６】
エレクトロルミネッセント（ＥＬ）素子の製造方法
本発明において、ＥＬ素子を構成するＥＬ層は、少なくともバッファー層と発光層とから構成されが、その他、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等が組み合わされていてもよい。
【００３７】
バッファー層および発光層の両者がフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成される場合は、バッファー層を形成する材料は、下記に説明するフォトレジスト溶媒および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるものを選択することが好ましく、さらに、バッファー層を形成する材料が、フォトレジスト剥離液に不溶である材料を選択することがより好ましい。
【００３８】
一方、発光層が真空蒸着等により形成され、ＥＬ層としてフォトリソグラフィー法によりパターニングされる層がバッファー層のみである場合は、バッファー層を形成する材料が、下記に説明するフォトレジスト溶媒およびフォトレジスト剥離液に不溶である材料を選択することが好ましい。
【００３９】
本発明は、第一のバッファー層を最下層として含む第一のパターン部を形成する工程と、第一のパターン部を含む領域に最下層として第二のバッファー層形成用溶液を塗布する工程を含んでなり、前記第一のバッファー部と第二のバッファー層形成用溶液とが混和しない組み合わせで用いるものであり、エレクトロルミネッセント層のうち、フォトリソグラフィー法により形成されるエレクトロルミネッセント層の最下層としてバッファー層が形成される。
【００４０】
（１）本発明の第一の態様の製造方法
本発明の第一の態様として、バッファー層を硬化処理することにより、第一のバッファー層が、第二のバッファー層形成用溶液とが混和しないようにできる。ここで、硬化処理は、実質的に溶解や混和しない程度に硬化されている状態をいい、硬化後のバッファー層をバッファー層形成用溶液を構成する溶媒に１分間接触させた場合に、溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であることを指標にできる。
【００４１】
バッファー層形成用材料としては、熱または放射線エネルギーにより硬化する材料を少なくとも含むことが好ましく、硬化する材料として具体的には、ゾルゲル反応液、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を挙げることができる。なお、ゾルゲル反応液とは、硬化後にゲル化する反応液をいう。これらはバッファー層形成材料のうち、バインダーとして好適に用いられる。
【００４２】
本発明においては、第一バッファー層は、金属酸化物と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなるバッファー層形成用塗工液を用いて形成されることが好ましい。このようなバッファー層は、電荷の注入効率が良い上、硬化したバッファー層が得られるため、第一の態様のバッファー層として良好に機能するからである。このような金属酸化物としては、アルカリ金属酸化物、アルカリ土類金属酸化物、遷移金属酸化物、典型金属酸化物等を挙げることができる。
【００４３】
また、本発明の他の態様においては、第一バッファー層が、光触媒と、熱および／または光硬化性バインダーとを少なくとも含んでなるバッファー層形成用塗工液を用いて形成されることが好ましい。この場合に得られる光触媒含有層は、バッファー層として機能すると共に、形成後に全面放射線を照射することによりその表面を親水性とすることが可能である。従って、このバッファー層上にさらにウエットプロセスによってＥＬ層を形成する場合に、このようなＥＬ層形成用溶液の塗布が容易となり、溶液を薄く塗布しなければならない場合でもムラ無く塗布することが可能となるからである。
【００４４】
上記光触媒としては、半導体として知られる、例えば二酸化チタン(TiO2)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化スズ(SnO2)、チタン酸ストロンチウム(SrTiO3)、酸化タングステン(WO3)、酸化ビスマス(Bi２O3)、および酸化鉄(Fe2O3)を挙げることができ、これらから選択して1種または二種以上を混合して用いることができる。
【００４５】
これらのなかでも、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。本発明においては、アナターゼ型およびルチル型の酸化チタンのいずれも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンが好ましい。
【００４６】
また、本発明において用いられるバインダーは、オルガノポリシロキサンを含んでなることが好ましい。オルガノポリシロキサンの中でも、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような有機置換基を有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥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。
【００４７】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
(ここで、Yはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Xはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。)
で示される珪素化合物の1種または2種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なおここで、Yで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Xで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００４８】
また、バインダーとしては、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もでき、具体的には、各種フルオロアルキルシランのうちの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物を挙げることができる。
【００４９】
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−ブロピルトリブロムシラン、ｎ−ブ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−オル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−メタアクロヤ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；下記に一例を示す一般的にフッ素系シランカップリング剤として知られたフルオロアルキルシラン；および、それらの加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物；および、それらの混合物を挙げることができる。
【００５０】
フルオロアルキルシランとしては、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  等が挙げられる。
【００５１】
上記のオルガノポリシロキサンの中でも、架橋により強固な膜を形成させる点から、アルコキシル基またはハロゲンのような、架橋点になり得る官能基を多く含むことが好ましい。従って、ＹｎＳｉＸ(４-ｎ)(式中、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。) で示される珪素化合物のうち、ｎは小さい方が好ましく、特に、ｎ＝０であることが好ましい。
【００５２】
また、上記の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としては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【化１】
2006318876.tif 000003
上記式中、ｎは２以上の整数であり、Ｒ1、Ｒ2はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ1、Ｒ2がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも1個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００５３】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダーに混合してもよい。
【００５４】
上記バッファー層は、例えば光触媒等の金属酸化物およびバインダを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散してバッファー層形成用溶液を調製し、この形成用溶液を電極層が形成された基板上に塗布し、硬化させることにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。硬化処理は、熱処理であってもよいが、バインダーとして放射線硬化型の成分を含有している場合、放射線を照射して硬化処理を行うことによりバッファー層を形成することができる。
【００５５】
上記、バッファー層形成用溶液中の光触媒等金属酸化物の含有量は、固形分の５〜６０質量％、好ましくは２０〜４０質量％の範囲で設定することができる。このようにして得られたバッファー層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
【００５６】
本発明の第一の態様における、バッファー層を硬化処理する他の方法として、水溶性をバッファー層形成用溶液を使用する。溶液は、分子内に親水性基を有する水またはアルコールに溶解または分散可能な有機材料を含んでなることが好ましい。
【００５７】
親水性基としては、水酸基、スルホン酸基、またはカルボン酸基が挙げられる。このような親水性基を有する有機材料としては、下記式：
【化２】
2006318876.tif 000004
で表されるポリ−３，４−アルケンジオキシチオフェンとポリスチレンスルホン酸との塩（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳと略す）、またはそれらの誘導体を好適に使用できる。
【００５８】
また、本発明においては、バッファー層形成材料として、上記のような正孔注入特性を示す材料に、シランカップリング剤が含有したものを好適に使用できる。このような特定のシランカップリング剤を添加することにより、正孔注入層を架橋硬化することができるとともに、発光効率を維持または向上することができる。
【００５９】
シランカップリング剤としては、下記式：
【化３】
2006318876.tif 000005
（式中、Ｘは、ＯＲ（Ｒはアルキル基を表す）を表し、Ｙは、エポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは、０〜２の整数を表す）で表される材料を好適に使用できる。また、８０〜２５０℃、好ましくは１００〜２００℃程度の温度で加熱することにより、シランカップリング反応を進行させて、正孔注入層を架橋硬化することができる。
【００６０】
本発明においては、上記のように、バッファー層が硬化処理されているため、一旦形成したバッファー層が、その後に塗布する第二のバッファー層形成溶液に再溶解してしまうことがない。
【００６１】
上記シランカップリング剤は、バッファー層形成用溶液中に０．５重量％以上含まれることが好ましい。０．５重量％以上とすることにより、バッファー層の硬化処理がより効果的になる。
【００６２】
（２）本発明の第二の態様の製造方法
本発明の第一の態様として、バッファー層の溶解性を変化させる工程を有することにより、前記第一のバッファー部と第二のバッファー層形成用溶液とが混和しないようにできる。ここでバッファー層の溶解性を変化させるとは、バッファー層形成用材料の主成分が溶解・分散する溶媒の極性を変化させることをいう。バッファー層の溶解性を変化させることにより、既にバッファー層として形成されてパターニングされたバッファー部が溶解性を有する溶媒とバッファー層形成用溶液に用いられる溶媒とでは、極性が異なる。溶解性を変化させる程度としては、実質的に溶解や混和しない程度に極性が異なればよく、溶解性を変化させた後のバッファー層をバッファー層形成用溶液に用いられる溶媒に１分接触させた場合に溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であることを指標にできる。
【００６３】
このようなバッファー層形成用材料としては、熱または放射線エネルギーの付与により溶解性が変化する材料を少なくとも含むことが好ましい。溶解性が変化する材料として具体的には、親水性有機材料の親水性基の一部または全部が親油性基に変換され、熱または放射線エネルギーにより、親油性基の一部または全部が親水性基に戻るバッファー層形成用材料が好適に用いられる。
【００６４】
親水性基から親油性基、及び親油性から親水性基へは全て変換する必要はない。変換する程度は、例えば親水性基から親油性基への変換では、非水系の汎用有機溶剤に対し所望の濃度以上の溶解性を保持し得る最低限の処理でよく、具体的には、水、アルコール系溶剤に溶解、分散する親水性有機材料を、非水系汎用溶剤である、トルエン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン等に０．５質量％以上溶解するよう化学処理で変換する程度でよい。
【００６５】
一方、親油性基から親水性基への再変換では、バッファー層上に発光層等別層を塗布積層したり、第一バッファー層を形成してから隣接するバッファー層形成用材料を塗布する際に、塗布溶剤に溶出しない最低限の処理であればよく、具体的にはトルエン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン等に０．５質量％以上溶解するよう化学処理で変換した有機材料バッファー層を、トルエン、キシレン、酢酸エチル、シクロヘキサノン等汎用塗布溶剤に不溶、または短時間の接触であれば相溶しない難溶な形態に再変換する程度でよく、完全に当初の親水性有機材料に戻さなくてもよい。
【００６６】
上記親水性有機材料としては、電荷注入・輸送性を有するバッファー層とする点から、正孔輸送材料の中で親水性であり且つ水に分散または溶解して使用する材料であることが好ましい。正孔輸送材料の具体例としては、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体などが挙げられる。
【００６７】
これらの中でも、親水性基としては、塩を含まない、スルホン酸基、カルボン酸基、水酸基が、変換反応の容易さから好ましい。
【００６８】
前記親水性有機材料としては、ポリスチレンスルホン酸およびこの誘導体、またはこれらを含む有機材料、又は、ポリチオフェンスルホン酸およびこの誘導体、またはこれらを含む有機材料であることが、バッファー層適性、変換処理に対する耐久性、精製の容易さ、コストの点から好ましい。
【００６９】
前記親水性有機材料における親水性基を親油性基に変換する手段は、熱エネルギーまたは放射線を用いることにより前記親油性基の一部または全部が親水性基に戻る点から、保護反応であることが好ましい。ここで、保護反応とは、親水性基を誘導体化して一時的に親水性基に保護基を導入する反応をいう。保護反応は、エステル化、アセチル化、トシル化、トリフェニルメチル化、アルキルシリル化、およびアルキルカルボニル化の群から選択される１種以上であることが好ましい。
【００７０】
具体的には、例えば、スルホン基やカルボキシル基の少なくとも一部を五酸化リンや塩化チオニルなどの塩素化剤により、スルホクロリド基またはカルボニルクロリド基に変換し、該塩化物にメタノールやエタノールなどのアルコールを反応させてエステル化する方法が挙げられる。上記例は一例であり、本発明における正孔輸送性材料の親油化方法は上記方法に限定されない。
【００７１】
本発明の第二の態様においては、上記のように親油性化された正孔輸送性材料等の親水性有機材料を、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、アセトン、酢酸エチルなどの有機溶剤に溶解または分散させてバッファー層形成用溶液を調製する。形成用溶液中の正孔輸送性材料等親水性有機材料の濃度は、親水性有機材料の成分または組成にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１質量％以上、好ましくは約１〜５質量％の濃度に溶解または分散させる。このようにして得られたバッファー層形成用溶液を基板上に塗布および乾燥することにより塗膜、すなわちバッファー層が形成される。
【００７２】
このように形成されたバッファー層に熱または放射線エネルギーを付与することにより、保護反応により導入された保護基が脱離し、揮散する。保護基が脱離すると、親油性だったバッファー層形成用材料に含まれる有機材料が親水性に溶解性が変化し、親油性のバッファー層形成用溶液には混和しなくなる。
【００７３】
具体的には例えば、熱または放射線エネルギーを付与することによって、エステル結合が分解され、エステル化されたスルホン基および/またはカルボキシル基は、フリーまたは塩の状態のスルホン基またはカルボキシル基に復元される。上記熱エネルギーの付与としては、例えば、約２００〜２２０℃の温度で約６０〜９０分間加熱処理すればよい。この熱処理は、形成用溶液を塗布後の加熱乾燥と同時でもよい。また、放射線としては、例えば、紫外線や電子線が挙げられる。紫外線の照射条件は、例えば、２００〜２５０ｍJ/ｃｍ２程度の紫外線（波長は４００ｎｍ以下）照射であり、また、電子線の照射条件は、例えば、５００ｋＶ以上、３５ｍＡとすることができる。
【００７４】
このようにして得られたバッファー層の厚みは、通常約１００〜２０００Åである。
【００７５】
なお、バッファー層形成用溶液に用いられる溶媒は、バッファー材料が分散または溶解していればよく、特に限定されるものではないが、本発明においてはフォトリソグラフィー法によるパターニングを２回以上繰り返し、既にパターニングされた第一のパターン部を含む領域に第二バッファー層を形成することから、パターン部の最上層であるフォトレジスト層又は発光層を溶解しないバッファー層形成用溶媒を用いる必要がある。本発明に用いることができるバッファー層形成用溶媒としては、レジスト材料の溶解度及び発光層形成用材料の溶解度が、上記溶解度の条件であるものを用いることができる。溶媒としては、これらの条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、また、２種以上の溶媒を混合して用いても良い。
【００７６】
エレクトロルミネッセント（ＥＬ）層
本発明においては、ＥＬ層として、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等を含んでも良いが、少なくともバッファー層と発光層とから構成され、これらがパターニングされたものである。このようにパターニングされることにより、エリアカラーまたはフルカラー表示素子を実現できるとともに、ＥＬ素子のキャリア注入バランスが向上するため、本発明の効果も最大限に発揮することがきる。
【００７７】
具体的には、第１電極層上にＥＬ層としてバッファー層がフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成され、その上にさらにＥＬ層として発光層がフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成され、さらにその上に第２の電極層が形成されているＥＬ層が好ましい一例である。特に、上記発光層が、３回フォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成されたＲＧＢ等の三色の発光を呈するフルカラーのＥＬ素子であることが最も好ましい。
【００７８】
本発明においては、このようなＥＬ層をパターニングするに際してフォトリソグラフィー法を用いてパターニングする点に特徴を有するものであり、その他の層の製法は従来用いられている方法により製造することができる。フォトリソグラフィー法とは、光照射により膜の光照射部の溶解性が変化することを利用して光照射パターンに応じた任意のパターンを形成する方法である。
【００７９】
フォトリソグラフィー法を用いたパターニングは、従来のシャドーマスクを介して行われる蒸着法と比較すると真空装置等が不要であることから、容易にかつ安価にＥＬ層のパターニングを行うことが可能である。一方、インクジェット法によるパターニングと比較すると、基体の前処理やパターン間に撥液性の凸部を設ける等を行わなくても、高精細なパターニングを行うことが可能である。すなわち、少なくとも１層のＥＬ層を、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングする工程を有すると、高精細なパターンを有する高品質なＥＬ素子を安価に得ることができる。
【００８０】
以下、本発明のエレクトロルミネッセント素子の製造工程を、図を参照しながら説明する。
【００８１】
第一のバッファー部を最下層として含む第一のパターン部を形成する工程としては、例えば、図２（a）に示すように、電極を備え、フォトリソグラフィー法を用いずに既に形成されたパターンを有していても良い基板１上に、最下層にバッファー層を形成するように第一のバッファー層形成用溶液を塗布して乾燥してバッファー層２を形成し、図２（b）に示すように、更にその上に発光層３を形成し、その上にフォトレジスト層４を積層する。次いで、図２（c）に示すように、第1発光部を形成する部分のみをフォトマスク８でマスクし、これら以外の部分を紫外線９で露光する。
【００８２】
これを、フォトレジスト現像液によって現像し、洗浄することにより、図２（d）に示すように、露光部のフォトレジスト層が除去される。図２（e）に示すように、さらにフォトレジスト層が除去され発光層が剥き出しとなった部分をエッチングにより除去して、第一のバッファー部２を最下層として含む第一のパターン部５を形成することができる。
【００８３】
次いで、第一のパターン部を含む領域に最下層として第二のバッファー層形成用溶液を塗布する工程は、例えば、電極を備え、フォトリソグラフィー法を用いずに既に形成されたパターンを有していても良い基板上に第一のバッファー部２を最下層として含む第一のパターン部５を有する基板１の上に、図２（f）に示すように、最下層を形成するために最初に、第一のパターン部５を含む領域及び第二のパターン部を形成すべき領域が含まれるように、通常は基板上の一定範囲全面に第二のバッファー層形成用溶液６(l)を塗布して行われる。
【００８４】
塗布されたバッファー層形成用溶液を、上記と同様に乾燥して第二のバッファー層６を形成する。ここで、前記第一のバッファー部と第二のバッファー層形成用溶液とが混和しない組み合わせで用いるために、上記第一の態様を用いる場合には、バッファー層を硬化する工程は、少なくとも、第一のバッファー部を最下層として含む第一のパターン部を形成する工程において行われることが好ましく、第一のバッファー層を形成後、パターニングを行う前にバッファー層を硬化する工程が含まれることが好ましい。ｎ（ｎは２以上）回フォトリソグラフィー法を用いてパターン部を形成する工程行う場合において、少なくとも１回目〜（ｎ−１）回目のフォトリソグラフィー法を用いてパターン部を形成する工程においてバッファー層を硬化する工程を有することが好ましい。
【００８５】
また、前記第一のバッファー部と第二のバッファー層形成用溶液とが混和しない組み合わせで用いるために、本発明の第二の態様においては、バッファー層の溶解性を変化させる工程は、少なくとも予め溶解性を変化させた第二のバッファー層形成用溶液を塗布した後、パターニングを行う前にバッファー層の溶解性を変化させる工程が含まれることが好ましい。第一のバッファー部を形成する工程においても、第二のバッファー層形成用溶液と同様の予め溶解性を変化させたバッファー層形成用溶液を用いて形成された場合においては、バッファー層の溶解性を変化させる工程は、第一のパターン部を形成する工程においても行われる必要があり、第一のバッファー層を形成後、パターニングを行う前にバッファー層の溶解性を変化させる工程が含まれることが好ましい。
【００８６】
第二の態様においては、予め溶解性を変化させたバッファー層形成用溶液を用いて形成された全てのバッファー部形成工程において、溶解性を変化させて本来の電荷輸送・注入機能を有するように戻すために、バッファー層の溶解性を変化させる工程を有することが好ましい。
【００８７】
次に、フルカラーのＥＬ素子を製造する場合に、本発明に係る製造方法を用いて３回フォトリソグラフィー法によりバッファー層及び発光層をパターニングする工程の一例を示す。
【００８８】
まず、上述のように、図２（ａ）に示すように、電極を備え、フォトリソグラフィー法を用いずに既に形成されたパターンを有していても良い基板１上に、最下層にバッファー層を形成するように第一のバッファー層形成用溶液を塗布して乾燥してバッファー層２を形成する。ここで本発明の第一の態様においては、熱及び／又は放射線エネルギーを用いてバッファー層を硬化する。また、本発明の第二の態様においては、第一のバッファー層形成用溶液が予め溶解性を変化させた材料を用いた場合には、熱及び／又は放射線エネルギーを用いてバッファー層の溶解性を変化させる。
【００８９】
図２（ｂ）に示すように、更にその上に発光層３を形成し、その上にフォトレジスト層４を積層する。次いで、図２（ｃ）に示すように、第1発光部を形成する部分のみをフォトマスク８でマスクし、これら以外の部分を紫外線９で露光する。
【００９０】
これを、フォトレジスト現像液によって現像し、洗浄することにより、図２（ｄ）に示すように、露光部のフォトレジスト層が除去される。図２（ｅ）に示すように、さらにフォトレジスト層が除去され発光層が剥き出しとなった部分をエッチングにより除去して、第一のバッファー部２を最下層として含む第一のパターン部５を形成する。ここで、本発明において第一のパターン部の最上層にあるフォトレジスト層は、剥離せずに残したまま第二のパターン部の工程に移る方が好ましい。第二のパターン部を形成する工程において、発光層やバッファー層をエッチングする際に、第一の発光部がエッチングの影響を受けないように保護する役割を果たすからである。また、剥離する工程は２回以上繰り返し行われるパターン部の形成工程の最後にまとめて行う方が効率的だからである。
【００９１】
次に、図２（ｆ）に示すように、第二のパターン部の最下層を形成するため、最初に第二のバッファー層形成用溶液６(l)を、第一のパターン部５を含む領域及び第二のパターン部を形成すべき領域が含まれるように、塗布する。本発明においては、第一のバッファー部と第二のバッファー層形成用溶液とが混和しない組み合わせで用いられるため、上記のように第二のバッファー層形成用溶液６(l)を塗布した際に、第一のパターン部５の端部から第二のバッファー層形成用溶液６(l)へ溶出することが無い。
【００９２】
次いで、バッファー層形成用溶液６(l)を乾燥し、上記第一の態様を用いる場合には、熱エネルギー及び／又は放射線を用いてバッファー層を硬化する。また、上記第二の態様を用いる場合には、熱エネルギー及び／又は放射線を用いてバッファー層の溶解性を変化させる。このようにして、第一のバッファー層と同様のバッファー層形成用溶液には不溶な第二のバッファー層６が形成される（図２（ｇ））。
【００９３】
次いで、上記と同様に第二の発光層形成用溶液を塗布し、第二の発光層７を形成する。この場合、第二の発光層形成用溶液を塗布しても、第二のバッファー層６が保護層の機能を果たすため、第一の発光部の端部から第二の発光層形成用溶液へ溶出することがない。その上にポジ型フォトレジストを全面塗布し、第二パターン部用フォトレジスト層４’を形成する（図２（ｈ））。
【００９４】
次いで、図２（ｉ）に示すように、上記と同様に第２発光部が形成される位置にのみフォトマスク８でマスクし第２発光部が形成される位置以外の位置に紫外線９を露光し、第二パターン部用フォトレジスト層４’をフォトレジスト現像液により現像し、洗浄する。これにより、第２発光部が形成される部分のみに第二パターン部用フォトレジスト層４’が残る（図２（ｊ））。
【００９５】
図２（ｋ）に示すように、さらにフォトレジスト層が除去され発光層が剥き出しとなった部分をエッチングにより除去して、第二のバッファー部６を最下層として含む第二のパターン部１０を形成する。
【００９６】
次いで、３色目の発光部のパターニングを行う。第１パターン部５および第二パターン部１０を含む領域及び第三のパターン部を形成すべき領域が含まれるように基板１上に、図２（ｌ）に示すように、第三のパターン部の最下層を形成するため、最初に第三のバッファー層形成用溶液１１(l)を塗布する。本発明においては、既に形成された第一及び第二のバッファー部と第三のバッファー層形成用溶液とが混和しない組み合わせで用いられるため、上記のように第三のバッファー層形成用溶液１１(l)を塗布した際に、第一のパターン部５及び第二のパターン部１０の端部から第三のバッファー層形成用溶液１１(l)へ溶出することが無い。
【００９７】
次いで、第三のバッファー層形成用溶液１１(l)乾燥し、上記第二のパターン部の形成工程と同様、熱エネルギー及び／又は放射線を用いてバッファー層を硬化するか、バッファー層の溶解性を変化させ、第三のバッファー層１１を形成する（図２（ｍ））。
【００９８】
次いで、上記と同様に第三の発光層形成用溶液を塗布し、第三の発光層１２を形成する。この場合、第三の発光層形成用溶液を塗布しても、第二のバッファー層１１が保護層の機能を果たすため、第一の発光部及び第二の発光部の端部から第三の発光層形成用溶液へ溶出することがない。その上にポジ型フォトレジストを全面塗布し、第二パターン部用フォトレジスト層４’を形成する（図２（ｎ））。
【００９９】
次いで、図２（ｏ）に示すように、上記と同様に第三発光部が形成される位置にのみフォトマスク８でマスクし第三発光部が形成される位置以外の位置に紫外線９を露光し、第三パターン部用フォトレジスト層４”をフォトレジスト現像液により現像し、洗浄する。これにより、第三発光部が形成される部分のみに第三パターン部用フォトレジスト層４”が残る（図２（ｐ））。
【０１００】
図２（ｑ）に示すように、さらにフォトレジスト層が除去され発光層が剥き出しとなった部分をエッチングにより除去して、第三のバッファー部１１を最下層として更に第三の発光部１２を含む第三のパターン部１３を形成する。
【０１０１】
最後に、図２（ｒ）に示すように、最上層に位置する各フォトレジスト層を剥離し（剥離工程）、露出した各発光層上に第２電極層を形成し、図の下方に発光するＥＬ素子を製造することが可能となる。
【０１０２】
最下層であるバッファー層形成用溶液を塗布した際に、バッファー層同士が混和することなく、バッファー層を形成することができ、最下層のバッファー層が既に形成されたパターン部の保護層となるため発光層同士が混和することもなく、エレクトロルミネッセント層を形成可能である。したがって、本発明に係るエレクトロルミネッセント素子は、パターニングされた部分の端部を被覆するための二次フォトレジスト層（保護層）を形成しなくても、パターニングされた部分の端部が後に塗布する塗工液に溶出して混色や膜厚の変化により発光不良が生じることを防止することができるため、比較的容易にかつ安価に、複数種類の高精細なパターンが形成された素子である。
【０１０３】
また、上述のような、フォトリソグラフィー法のプロセスを用いて製造されたＥＬ素子は、他の製法により製造されたＥＬ素子とは異なる次の特徴を有する。
【０１０４】
まず、他の製法と異なり、フォトリソグラフィー法では一度全面に塗布した膜をエッチングによって不要部を除去するために、ＥＬ層の端部の形状１２に特徴がある (図３（ａ）参照)。一般的な蒸着法や塗布法等の製法では図３（ｂ）に示すように、端部に膜厚の傾斜が存在し、膜厚不均一領域の幅が広いのに対し、フォトリソグラフィー法ではエッチングによりパターニングすることから、図３（ａ）に示すように、端部の膜厚が中央部と同等、すなわち端部の膜厚不均一領域の幅が１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは７μｍ以下であるという特徴を有する。なお「膜厚不均一領域」とは、膜厚が平坦部の平均膜厚の９０％以下となっている領域をいう。
【０１０５】
また、例えば、インクジェット法では、隔壁と呼ばれる構造物が必要となり(図３(ｃ)）、ＥＬ層が絶縁層または隔壁内部に収まる構造となるのに対し、フォトリソグラフィー法では隔壁、パターニングを補助する構成物およびパターニングを補助する表面処理のいずれをも有しないことを特徴とし、ＥＬ層端部が絶縁層上に形成されるという特徴を有する。
【０１０６】
次に、上記の各製造工程において使用される各部材等について、以下に説明する。
【０１０７】
（１）フォトレジスト
本発明において用いることができるフォトレジストは、ポジ型であってもネガ型であってもよく、特に限定されるものではないが、下地を溶解しない溶媒に可溶で塗布可能なものであって、且つ、バッファー層や発光層などのＥＬ層形成に用いる溶媒に不溶であるものが好ましい。
【０１０８】
具体的に用いることができるフォトレジストとしては、ノボラック樹脂系、ゴム＋ビスアジド系等を挙げることができる。
【０１０９】
（２）フォトレジスト溶媒
本発明において、上記フォトレジストをコーティングする際に用いられるフォトレジスト溶媒としては、フォトレジスト製膜の際にバッファー層や発光層等の上述したＥＬ層とフォトレジスト材料が混合や溶解することを防ぎ、本来の発光特性を保つためにバッファー層材料、発光層材料等のＥＬ層形成用材料を溶解しないものを用いることが望ましい。この点を考慮すると、本発明に用いることができるフォトレジスト溶媒としては、バッファー層材料等のＥＬ層形成用材料に対する溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であるものを選択することが好ましく、さらに好ましくは０．０００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であるものを選択することが好ましい。なお、一般に下地との混合や溶解を防止するには、以下のいずれの場合も、この溶解度の条件を用いることが好ましい。
【０１１０】
例えば、バッファー層形成用材料が水系の溶媒に溶解し、発光層が芳香族系等の無極性有機溶媒に溶解する場合に用いることができるフォトレジスト溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンをはじめとするケトン類、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、をはじめとするセロソルブアセテート類、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルをはじめとするセロソルブ類、メタノール、エタノール、１−ブタノール、２−ブタノール、シクロヘキサノールをはじめとするアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、シクロヘキサン、デカリン等が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、２種以上の混合溶媒であっても良い。
【０１１１】
（３）フォトレジスト現像液
また、本発明に用いることができるフォトレジスト現像液としては、上記ＥＬ層形成用材料を溶解するものでなければ特に限定されるものではない。具体的には、一般的に使用されている有機アルカリ系現像液を使用できるが、そのほかに、無機アルカリ、またはレジストの現像が可能な水溶液を使用することができる。レジストの現像を行った後は水で洗浄するのが望ましい。
【０１１２】
本発明に用いることができる現像液としては、発光層材料等のＥＬ層形成用材料に対する溶解度が、上記溶解度の条件であるものを用いることができる。
【０１１３】
（４）フォトレジスト剥離液
さらに、本発明において用いることができるフォトレジスト剥離液としては、上記ＥＬ層を溶解するものではなく、フォトレジスト層を溶解することが必要であり、上述したようなフォトレジストの溶媒をそのまま使用することがでる。また、ポジ型レジストを用いた場合はＵＶ露光を行った後でレジスト現像液として挙げた液を用いて剥離することも可能である。
【０１１４】
さらに、強アルカリ水溶液、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒、およびそれらの混合物、市販のレジスト剥離液を用いてもよい。レジスト剥離後は、２−プロパノール等でリンスし、さらに水でリンスしてもよい。
【０１１５】
（５）フォトリソグラフィー法によるパターニング
本発明に用いられるフォトリソグラフィー法によるパターニングは、具体的には、ポジ型のフォトレジストを用いた場合、まずＥＬ層を全面形成後、その上に上記フォトレジスト材料を上記フォトレジスト溶媒に溶解したフォトレジスト溶液を全面塗布して乾燥させることにより、まずフォトレジスト層を形成する。次いで、このフォトレジスト層に対してパターン露光を行い、露光部分のフォトレジストを上述したようなレジスト現像液で現像する。この現像により、未露光部のフォトレジストのみ残す。そして、フォトレジストが被覆されていない部分のＥＬ層を除去することにより、ＥＬ層をパターニングする方法である。
【０１１６】
なお、上記のようなバッファー層や発光層等のＥＬ層を全面形成する方法としては、通常のＥＬ層の形成と同様であって特に制限はない。例えば、蒸着法の他、電着法、材料の溶融液、溶液または混合液を使用するスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の塗布方法が挙げられ、中でもマスク蒸着を用いることなくパターニングできるメリットを活かす点からは塗布等の湿式成膜法を用いることが好ましい。
【０１１７】
フォトレジストが被覆されていない部分のＥＬ層を除去する方法には、溶剤などを用いる湿式法と乾式法とがあるが、本発明において、異方性を特徴とするドライエッチング(乾式法)が好ましい。従って、前記フォトリソグラフィー法を用いたパターニングは、パターニングされるＥＬ層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することによりフォトレジストをパターニングした後、ドライエッチングプロセスによりフォトレジストが除去された部分のエレクトロルミネッセント層を除去することによるパターニングであることが好ましい。ドライエッチングプロセスによりフォトレジストが除去された部分のエレクトロルミネッセント層を除去すると、エッチングの端部をよりシャープとすることが可能となることから、パターンの端部に存在する膜厚不均一領域の幅をより狭くすることが可能となり、その結果、より高精細なパターニングが可能となるからである。
【０１１８】
ドライエッチング法としては反応性イオンエッチング法が好ましい。反応性イオンエッチング法を用いることにより、有機材料が化学的に反応を受け、分子量の小さい化合物になることにより、気化・蒸発して基板上から除去することができ、エッチング精度が高くかつ短時間での加工が可能となる。
【０１１９】
また、上記ドライエッチングには、酸素単体または酸素を含むガスを用いることが好ましい。酸素単体または酸素を含むガスを用いることで、有機発光層の酸化反応による分解除去が可能であり、基板上から不要な有機物を除去することができ、エッチング精度が高くかつ短時間での加工が可能となる。また、この条件では通常用いられるＩＴＯなどの酸化物透明導電膜をエッチングすることがないので、電極特性を損なうことなく、電極表面を浄化することができる点においても効果的である。
【０１２０】
さらに上記ドライエッチングには、大気圧プラズマを用いることが好ましい。大気圧プラズマを用いることで、通常真空装置が必要であるドライエッチングを大気圧下で行うことができ、処理時間の短縮やコストの低減が可能である。この場合、エッチングはプラズマ化した大気中の酸素によって有機材料が酸化分解することを利用できるが、ガスの置換および循環によって反応雰囲気のガス組成を任意に調整してもよい。
【０１２１】
（６）発光層
発光層は、本発明においては有機発光層であることが好ましく、通常、主として蛍光またはりん光を発光する有機物(低分子化合物および高分子化合物)と、これを補助するドーパントとから形成される。
【０１２２】
本発明において、バッファー層上に発光層もフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成される場合は、発光層を形成する材料は、上記フォトレジスト溶媒およびバッファー層形成用溶液に用いる溶媒に不溶であるものを選択することが好ましく、さらに、発光層を形成する材料が、上記フォトレジスト剥離液に不溶である材料を選択することがより好ましい。
【０１２３】
本発明において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。
【０１２４】
＜色素系材料＞
色素系材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、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、ピロール誘導体、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などが挙げられる。
【０１２５】
＜金属錯体系材料＞
金属錯体系材料としては、例えば、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、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、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、ユーロピウム錯体など、中心金属に、Al、Zn、BeなどまたはTb、Eu、Dyなど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、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。
【０１２６】
＜高分子系材料＞
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体や金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【０１２７】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体やポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１２８】
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１２９】
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体などを挙げることが出来る。なかでも高分子材料の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、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【０１３０】
＜ドーパント材料＞
発光層中に発光効率の向上や発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、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、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。
【０１３１】
なお、このような発光層の厚さは、通常約２０〜２０００Åである。
【０１３２】
また、フォトリソグラフィー法を用いてバッファー層上に発光層を形成する場合、発光層形成用溶液に用いられる溶媒は、発光層の製膜の際にバッファー層と発光層形成材料が混合や溶解することを防ぎ、バッファー層を溶解しないことが望ましい。このような観点から、発光層形成用溶液に用いられる溶媒はバッファー層に対する溶解度が、上記溶解度の条件であるものを用いることができる。
【０１３３】
例えば、第一の態様の製造方法においては、バッファー層が硬化され溶媒に不溶となるため発光層形成用溶液に用いられる溶媒は特に制限されないが、第一バッファー層が、水溶性のバッファー層形成用塗工液により形成され、第一発光層が、非水溶性の発光層形成用塗工液により形成されるものであることが好ましい。
【０１３４】
また、第二の態様の製造方法においては、発光層形成用溶液に用いられる溶媒は、溶解性が変化した後のバッファー部が溶解し難い上記溶解度の条件を有するものであり、且つ、発光層形成用材料の溶解度が高い溶媒であれば、特に制限されない。例えば、ベンゼン、トルエン、キシレンの各異性体およびそれらの混合物、メシチレン、テトラリン、ｐ−シメン、クメン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ブチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンの各異性体およびそれらの混合物等をはじめとする芳香族系溶媒、アニソール、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、２−ブタノン、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ジグライム等をはじめとするエーテル系溶媒、ジクロロメタン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１−クロロナフタレン等のクロル系溶媒、シクロヘキサノン等の有機溶媒を用いることができる。この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、２種以上の混合溶媒であっても良い。
【０１３５】
（７）電荷輸送・注入層
本発明のＥＬ素子には、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層が形成されていてもよい。これらは、例えば、特開平１１−４０１１号公報に記載のもののように、従来のＥＬ素子に一般に用いられているものであれば特に限定されない。
【０１３６】
（８）基板
基板は、ＥＬ素子の支持体になるものであり、例えばフレキシブルな材質であっても、硬質な材質であってもよい。本発明で使用するＥＬ素子の基板としては、従来のＥＬ素子に使用されているガラスやプラスチックシートなどの基板であれば用いることができ、特に限定されない。これらの基板の厚みは通常約０．１〜２．０ｍｍである。
【０１３７】
（９）第１及び第２電極
本発明においては、基板上に第1電極を形成し、また、前記ＥＬ層の上には第２電極を形成する。これらの電極は、陽極と陰極とからなる。ＥＬ層で発光した光の取り出し方向の電極には透明性が要求され、第1電極と第２電極の少なくとも一方が透明または半透明な材料で形成する必要がある。
【０１３８】
電極は、導電性材料から形成され、抵抗ができるだけ小さいものが好ましく、一般的には金属材料が用いられるが、有機化合物または無機化合物であってもよい。また、複数の材料を混合して形成してもよい。
【０１３９】
陽極は、正孔が注入しやすいように仕事関数の大きい導電性材料から形成することが好ましい。好ましい陽極材料としては、例えば、酸化インジウムや金などが挙げられる。
【０１４０】
陰極は、電子が注入しやすいように仕事関数の小さい導電性材料から形成することが好ましい。好ましい陰極材料としては、例えば、マグネシウム合金(Mg−Agなど)、アルミニウム合金(Al−Li、Al−Ca、Al−Mgなど)、金属カルシウムおよび仕事関数の小さな金属が挙げられる。これらの電極層の厚みは、それぞれ通常約２０〜１０００Åである。
【０１４１】
（１０）絶縁層
本発明のＥＬ素子において、基板上に形成されている第1電極層のパターニングしたエッジ部分および素子の非発光部分を覆い、発光に不要な部分での短絡を防ぐために、絶縁層を発光部分が開口となるように予め設けておいてもよい。このようにすることで、素子の短絡などによる欠陥が低減し、長寿命で安定発光する素子が得られる。
【０１４２】
このような絶縁層は、例えば、紫外線硬化性樹脂などを用いて１μｍ程度の膜厚でパターン形成できるが、本発明においてドライエッチングで発光層をパターニングする場合、絶縁層はドライエッチング耐性があることが望ましく、耐性が小さい場合は、１μｍ以上、例えば、１．５〜１０μｍの膜厚に形成し、ドライエッチングで欠損しないようにすることが好ましく、さらに好ましくは２〜５μｍの膜厚で形成することができる。
【０１４３】
本発明における有機ＥＬ素子としては、以下のような構成が可能であるが、これらに限定されるものではない。
第一電極／バッファー層（正孔注入層／発光層）／第二電極
第一電極／バッファー層（正孔注入層／発光層／電子注入層）／第二電極
第一電極／バッファー層（正孔注入層／電子ブロッキング層／発光層／電子注入層）／第二電極
第一電極／バッファー層（正孔注入層／電子ブロッキング層／発光層／ホールブロッキング層／電子注入層）／第二電極
【０１４４】
本発明においては、バッファー層が、バッファー層形成用溶液に混和しないため、これら溶液と相溶するような溶剤を含む他の溶液（例えば、電子注入層形成用溶液や電子ブロッキング層形成用溶液）を使用して、各層を形成することができる。特に、正孔注入層形成用材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＰＳを用いる場合、塗工液には水またはアルコール系の溶剤を使用するが、これら水またはアルコール系の水溶性溶剤を用いた各層形成用塗工液により、各層を形成することが可能である。例えば、ＰＥＤＯＴ／ＰＰＳは一般に負電荷に帯電しており、このＰＥＤＯＴ／ＰＰＳからなる正孔注入層上に、正電荷に帯電した水溶性材料を吸着させたり、正電荷を有する材料を吸着させた後にさらに負電荷を有する材料を吸着させることにより、正孔注入層上に各機能層を形成することができる。
【０１４５】
また、ＰＥＤＯＴ／ＰＰＳ正孔注入層へのドーピング処理として、アルコール系またはセルロース系溶剤で洗浄した後、正孔注入層にドーピングすることにより、有機ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。
【０１４６】
正孔注入層と発光層との間に設けられる電子ブロッキング層は、正孔注入層を形成した後に、テトラメトキシシラン水溶液中に基板を浸漬し、乾燥させることにより形成できる。また、自己組織化法を利用して、電荷の異なる高分子水溶液に基板を交互に浸漬し、静電吸着効果によってこれら高分子を交互に積層できる（Nature 404, p481(2000) P. K. H. Hoet.,al.）。この自己組織化法を利用することにより、導電性材料と半導体材料とを交互に積層することができ、陽極から発光材料への正孔注入勾配を段階的に設けることができる。これは、発光層界面にバンドギャップの広い材料を配置することにより電子ブロッキング層としても機能するものである。
【０１４７】
ホールブロッキング層は、発光層と電子注入層との間に設けられるものである。例えば、発光層を形成した後、ポリスチレンスルホン酸の水溶性樹脂に、金属イオン（ナトリウムイオン、リチウムイオン等）を配位させた溶液中に浸漬することにより、ホールブロッキング層を形成できる。本発明によれば、パターニングされた発光層を形成した後に、上記溶液中に基板を浸漬して、基板全面にホールブロッキング層を形成することが可能となる。
【実施例】
【０１４８】
以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、これら実施例により本発明が制限されるものではない。
【０１４９】
実施例１
(第1バッファー層の成膜)
６インチ四角、板厚１．１ｍｍのパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄し、基体および第１電極層とした。この基板上に下記組成の光触媒を含有した第１バッファー層形成用溶液をスピンコータにより塗布し、１５０℃、１０分間の加熱、乾燥処理を施し、加水分解・重縮合反応を進行させて硬化させ、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された、膜厚２００Åの透明な光触媒含有層を得た。
【０１５０】
(第１バッファー層形成用溶液の組成)
・二酸化チタン(石原産業(株)製、ST-K01)                               ２質量部
・オルガノアルコキシシラン(東芝シリコーン(株)製、TSL8113)        ０．４質量部
・フルオロアルキルシラン(トーケムプロダクツ(株)製、MF-160E)      ０．３質量部
・イソプロピルアルコール                                              ３質量部
得られたバッファー層(光触媒含有層)に、水銀灯(波長３６５nm)により７０mW/cm２の照度で50秒間紫外線照射を行った結果、水との接触角が１０°以下の親水性表面を得た。
【０１５１】
(第１発光層の成膜)
第１の発光層として、バッファー層上に赤色発光有機材料である塗布液(ポリビニルカルバゾール７０質量部、オキサジアゾール３０質量部、ジシアノメチレンピラン誘導体1質量部、モノクロロベンゼン４９００質量部)を１mlとり、基板の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００rpmで１０秒間保持して層形成を行った。この結果、膜厚は８００Åとなった。
【０１５２】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製；OFPR-800)を２mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００rpmで１０秒間保持し、その後、２０００rpmで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μmとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製；NMD-3)で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層を除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト層が除去された部分のバッファー層および発光層を除去した。これにより、第1発光部上に第一フォトレジスト層を有する第１のパターン部が形成された基体を得た。
【０１５３】
(第２バッファー層の成膜)
第１のパターン部の領域を含めて得られた基体上に、第1バッファー層と同じバッファー層形成用溶液を用いて、同様に塗布し、加熱、乾燥処理を施し、加水分解・重縮合反応を進行させて硬化させ、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された、膜厚２００Åの透明な光触媒含有層を得た。第１バッファー層と第２バッファー層では同じバッファー層形成用溶液を用いたが、第１バッファー層が硬化されているため、第２バッファー層形成用溶液を塗布しても第１バッファー層が第２バッファー層形成用溶液に溶出することはなかった。
【０１５４】
(第２発光層の成膜)
第２の発光層として、第２バッファー層上に緑色発光有機材料である塗布液(ポリビニルカルバゾール７０質量部、オキサジアゾール３０質量部、クマリン６を1質量部、モノクロロベンゼン４９００質量部)を１mlとり、基板の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００rpmで１０秒間保持して層形成を行った。この結果、膜厚は８００Åとなった。
【０１５５】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製；OFPR-800)を２mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００rpmで１０秒間保持し、その後、２０００rpmで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μmとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１発光部と第２発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製；NMD-3)で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト層が除去された部分のバッファー層および発光層を除去した。これにより、第一のパターン部と共に、第２発光部上に第２フォトレジスト層を有する第二のパターン部も形成された基体を得た。
【０１５６】
(第３バッファー層の成膜)
第１及び第２のパターン部の領域を含めて得られた基体上に、第1バッファー層と同じバッファー層形成用溶液を用いて、同様に塗布し、加熱、乾燥処理を施し、加水分解・重縮合反応を進行させて硬化させ、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された、膜厚２００Åの透明な光触媒含有層を得た。第１及び第２バッファー層と第３バッファー層では同じバッファー層形成用溶液を用いたが、第１及び第２バッファー層が硬化されているため、第３バッファー層形成用溶液を塗布しても第１及び第２バッファー層が第３バッファー層形成用溶液に溶出することはなかった。
【０１５７】
(第３発光層の成膜)
第３の発光層として、バッファー層上に青色発光有機材料である塗布液(ポリビニルカルバゾール７０質量部、オキサジアゾール３０質量部、ペリレン１質量部、モノクロロベンゼン４９００質量部)を１mlとり、基板の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００rpmで１０秒間保持して層形成を行った。この結果、膜厚は８００Åとなった。
【０１５８】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製；OFPR-800)を２mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００rpmで１０秒間保持し、その後、２０００rpmで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μmとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１発光部、第２発光部、および第３発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製；NMD-3)で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト層が除去された部分のバッファー層および発光層を除去し、第１発光部、第２発光部、および第３発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。その後、アセトンでフォトレジストをすべて除去し、パターニングされた発光層を露出させた。
【０１５９】
１００℃で１時間乾燥した後、次いで、得られた基体上に、第二電極層としてCaを５００Åの厚みで蒸着し、さらに保護層としてAgを2500オングストロームの厚みで蒸着し、ＥＬ素子を作製した。
【０１６０】
実施例２
(バッファー層の調製)
ポリ(スチレンスルホネート)/ポリ(2,3-ジヒドロチエノ[3,4-b]-1,4-ジオキシン(シグマアルドリッチ社製)の水分散液を、超遠心分離器(ベックマンコールター社製：OptimaXL-100K)にて９０，０００rpm×５時間(２０℃)の条件により固形分を分離し、さらにフィルター濾別、前乾燥(１５０℃×１時間)、粉砕、後乾燥(減圧１５０℃×１２時間)して粉末を得た。得られた粉末１００質量部と五酸化リン３８質量部の混合物を、１７０℃で１０時間還流煮沸、蒸留した後、テトラヒドロフラン中に展開、不溶分を濾別し、濾液にエタノール４８質量部、ピリジン３０質量部を加え、２４時間還流攪拌してエステル化を行った。エステル化終了後、反応混合物を濾過して不溶物を除去し、濾液から溶剤を留去し、粉末状のエステル化物６３質量部を得た。得られたエステル化物をジクロロエタン中に１質量％の濃度で溶解し、０．５μmフィルターを用いて濾過して塗布液を調製した。
【０１６１】
(第１バッファー層の成膜)
６インチ四角、板厚１．１mmのパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄し、基体および第1電極層として。この基板上に、上記調製により得られたバッファー層形成用溶液をスピンコータにより塗布し、１５０℃、１時間の加熱、乾燥処理を施した。膜厚８００Åの透明な膜を得た。
【０１６２】
(第１発光層の成膜)
第１の発光層として、バッファー層上に赤色発光有機材料である塗布液(ポリビニルカルバゾール７０質量部、オキサジアゾール３０質量部、ジシアノメチレンピラン誘導体１質量部、モノクロロベンゼン４９００質量部)を１mlとり、基板の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００rpmで１０秒間保持して層形成を行った。この結果、膜厚は８００Åとなった。
【０１６３】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製；OFPR-800)を２mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００rpmで１０秒間保持し、その後、２０００rpmで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μmとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製；NMD-3)で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層を除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト層が除去された部分のバッファー層および発光層を除去した。これにより、第1発光部上に第1フォトレジスト層を有する第1のパターン部が形成された基体を得た。
【０１６４】
(第２バッファー層の成膜)
第１のパターン部の領域を含めて得られた基体上に、第1バッファー層と同じバッファー層形成用溶液を用いて、同様に塗布し、加熱、乾燥処理を施し、膜厚８００Åの透明な膜を得た。第1バッファー層と第２バッファー層では同じバッファー層形成用溶液を用いたが、第1バッファー層が溶解度変化しているため、第２バッファー層形成用溶液を塗布しても第1バッファー層が第２バッファー層形成用溶液に溶出することはなかった。
【０１６５】
(第２発光層の成膜)
第２の発光層として、第2バッファー層上に緑色発光有機材料である塗布液(ポリビニルカルバゾール３０質量部、オキサジアゾール３０質量部、クマリン６を１質量部、モノクロロベンゼン４９００質量部)を１mlとり、基板の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００rpmで１０秒間保持して層形成を行った。この結果、膜厚は８００Åとなった。
【０１６６】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製；OFPR-800)を２mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００rpmで１０秒間保持し、その後、２０００rpmで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μmとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１発光部と第２発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製；NMD-3)で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層を除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト層が除去された部分のバッファー層および発光層を除去した。これにより、第1のパターン部と共に、第２フォトレジスト層を有する第２のパターン部も形成された基体を得た。
【０１６７】
(第３バッファー層の成膜)
第１及び第２のパターン部の領域を含めて得られた基体上に、第1バッファー層と同じバッファー層形成用溶液を用いて、同様に塗布し、加熱、乾燥処理を施し、膜厚８００Åの透明な膜を得た。第１及び第２バッファー層と第３バッファー層では同じバッファー層形成用溶液を用いたが、第1及び第２バッファー層が溶解度変化しているため、第３バッファー層形成用溶液を塗布しても第1及び第２バッファー層が第３バッファー層形成用溶液に溶出することはなかった。
【０１６８】
(第３発光層の成膜)
第３の発光層として、バッファー層上に青色発光有機材料である塗布液(ポリビニルカルバゾール７０質量部、オキサジアゾール３０質量部、ペリレン1質量部、モノクロロベンゼン４９００質量部)を１mlとり、基板の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００rpmで１０秒間保持して層形成を行った。この結果、膜厚は８００Åとなった。
【０１６９】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製；OFPR-800)を２mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００rpmで１０秒間保持し、その後、２０００rpmで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μmとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１発光部、第２発光部及び第３発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製；NMD-3)で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層を除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングにより、フォトレジスト層が除去された部分のバッファー層および発光層を除去し、第１発光部、第２発光部及び第３発光部がフォトレジストで保護された基板を得た。その後、アセトンでフォトレジストをすべて除去し、パターニングされた発光層を露出させた。
【０１７０】
１００℃で1時間乾燥した後、次いで、得られた基体上に、第2電極層としてCaを５００Åの厚みで蒸着し、さらに保護層としてAgを２５００Åの厚みで蒸着し、ＥＬ素子を得た。
【０１７１】
（ＥＬ素子の発光特性の評価）
ＩＴＯ電極側を正極、Ａｇ電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。実施例１及び実施例２において、１０Ｖ印加時に第１、２、３の発光部それぞれより発光が認められた。
【０１７２】
（評価結果）
実施例１及び実施例２において、パターニングされた部分の端部ａを被覆するための二次フォトレジスト層（保護層）を形成しなくても、パターニングされた部分の端部が後に塗布する塗工液に溶出して混色や膜厚の変化により発光不良が生じることを防止することができ、比較的容易にかつ安価に、複数種類の高精細なパターンが形成された素子を得ることができた。
【０１７３】
実施例３
（バッファー層形成用溶液の調製）
上記式に示したＰＥＤＯＴ／ＰＰＳ（Baytron P、バイエル社製）水溶液に、官能基としてグリシド基（−ＣＨＯＣＨ２）を有するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（TSL8350、東芝シリコーン社製）を、ＰＥＤＯＴ／ＰＰＳ固形分に対して下記表１に示す割合で添加し、バッファー層形成用溶液を調製した。
【０１７４】
（耐水性試験）
得られたバッファー層形成用溶液を、ガラス基板上に、スピンコート法により乾燥後の膜厚が１０００Åとなるように塗布し、ホットプレートで１００℃×１０分間の熱処理を行うことにより、架橋硬化処理を行った。次いで、この塗膜が形成されたガラス基板を水１００ｇ中に浸漬し、目視にて塗膜の状態を評価した。
【０１７５】
（発光効率の測定）
透明ガラス基板上に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を蒸着することにより第一電極を形成した。次いで、この第一電極上に、上記で得られたバッファー層形成用溶液をスピンコーティング法により乾燥後の膜厚が１０００Åとなるように全面に塗布し、ホットプレートで１００℃×１０分間の熱処理を行うことにより、架橋硬化処理を行うことにより、第一バッファー層を形成した。
【０１７６】
次に、発光層形成用溶液として、下記式：
【化４】
2006318876.tif 000006
で表されるポリパラフェニレンビニレン誘導体（以下、ＭＥＨ−ＰＰＶと略す）の１ｗｔ％キシレン溶液を調製した。得られた発光層形成用溶液を、第一バッファー層上にスピンコーティング法により全面に塗布し、乾燥後の膜厚が１０００Åの第一発光層を形成した。このようにして、第一正孔注入層と第一発光層とからなる第一ＥＬ層を形成した。
【０１７７】
得られた第一ＥＬ層上に、カルシウムを１０００Åの膜厚となるように蒸着し、第二電極を形成した。
【０１７８】
このようにして得られたＥＬ素子を、第一電極を正極、第二電極を負極としてソースメーターに接続し、直流電流を印可した。
【０１７９】
印可電圧に対する電流値をソースメーターで測定し、印可電圧に対する有機ＥＬ素子の輝度を輝度計にて測定した。ここで、印可電圧に対する単位面積あたりの輝度を算出し、これを発光効率とした。
【０１８０】
また、バッファー層形成用材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＰＳのみ使用したものの最大発光効率を１とした場合の、上記ＥＬ素子の最大発光効率を算出した。
【０１８１】
結果は、表１に示される通りであった。
【０１８２】
実施例４
バッファー層形成用溶液において、官能基としてアクリロイル基（−ＣＨ＝ＣＨ２）を有する３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（KBM5103、信越シリコーン社製）を、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ固形分に対して表１に示される割合で添加した以外は、実施例３と同様にして、ＥＬ素子を作製した。
【０１８３】
比較例１
バッファー層形成用溶液において、ＰＥＤＯＴ／ＰＰＳのみ使用した以外は、実施例３と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１８４】
比較例２
バッファー層形成用溶液において、官能基としてメタクリロキシ基（−ＣＣＨ３＝ＣＨ２）を有するγ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン（TSL8370、東芝シリコーン社製）を、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ固形分に対して表１に示される割合で添加した以外は、実施例３と同様にして、ＥＬ素子を作製した。
【０１８５】
比較例３
バッファー層形成用溶液において、官能基としてアミノ基（−ＮＨ２）を有するＮ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン（TSL8340、東芝シリコーン社製）を、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ固形分に対して表１に示される割合で添加した以外は、実施例３と同様にして、ＥＬ素子を作製した。
【０１８６】
比較例４
バッファー層形成用溶液において、官能基としてメルカプト基（−ＳＨ）を有するγ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン（KBM803、信越シリコーン社製）を、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ固形分に対して表１に示される割合で添加した以外は、実施例３と同様にして、ＥＬ素子を作製した。
【０１８７】
実施例４および比較例１〜４の各ＥＬ素子についても実施例３と同様にして評価を行った。結果は表１に示される通りであった。
【表１】
2006318876.tif 000007
【０１８８】
ＥＬ層のパターニング
透明ガラス基板上に、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）を蒸着することにより第一電極を形成した。次いで、この第一電極上に、実施例１、２、比較例１〜３の各バッファー層形成用溶液をスピンコーティング法により乾燥後の膜厚が８００Åとなるように全面に塗布し、ホットプレートで１００℃×１０分間の熱処理を行うことにより、架橋硬化処理を行うことにより、第一バッファー層を形成した。
【０１８９】
形成した第一バッファー上に、実施例３で使用した発光層形成用溶液をスピンコーティング法により全面に塗布し、乾燥後の膜厚が１０００Åの第一発光層を形成した。このようにして、第一正孔注入層と第一発光層とからなる第一ＥＬ層を形成した。
【０１９０】
次に、第一発光層上に、ポジ型フォトレジスト（OFPR-800、東京応化社製）をスピンコーティングにより、乾燥後の膜厚が１μｍとなるように全面に塗布し、乾燥させて第一フォトレジスト層を形成した。
【０１９１】
次いで、第一発光層に相当する部分が遮光部となるようなフォトマスク（ライン幅（遮光部）８５μｍ、スペース幅（透過部）２１５μｍ）を介して、アライメント露光機により紫外線を照射し、レジスト現像液（NMD-3、東京応化社製）により露光部のフォトレジストを除去した。
【０１９２】
その後、大気圧プラズマ装置によりドライエッチングを行い、フォトレジストが除去された部分の第一ＥＬ層部分を除去して、第一ＥＬ層のパターニングを行った。
【０１９３】
次いで、残ったフォトレジストを剥離することなく、ドライエッチングした後の有機ＥＬ素子上に、第一ＥＬ層の形成と同様にして、第二バッファー層、第二発光層および第二フォトレジスト層を形成した。
【０１９４】
次に、上記と同様のフォトマスクを用い、フォトマスクを基板に対して１ピッチ分（１００μｍ）ずらせて配置し、上記と同様にして露光し現像を行い、フォトレジストを除去した。次いで、フォトレジストが除去された部分の第二ＥＬ層部分を除去して、第二ＥＬ層のパターニングを行った。
【０１９５】
次いで、残ったフォトレジストを剥離することなく、ドライエッチングした後のＥＬ素子上に、第一ＥＬ層の形成と同様にして、第三バッファー層、第三発光層および第三フォトレジスト層を形成した。
【０１９６】
次に、上記と同様のフォトマスクを用い、フォトマスクを基板に対して２ピッチ分（２００μｍ）ずらせて配置し、上記と同様にして露光し現像を行い、フォトレジストを除去した。次いで、フォトレジストが除去された部分の第三ＥＬ層部分を除去して、第三ＥＬ層のパターニングを行った。
【０１９７】
このようにしてＥＬ層が形成された基板を顕微鏡により観察したことろ、ライン幅８５μｍ、スペース幅１５μｍのパターンを有するものであった。
【０１９８】
ＥＬ層上に残存した未露光部のフォトレジストをレジスト溶媒に１０分間浸漬し、レジスト部分のみ完全に除去することにより、パターニングされたＥＬ層を有する基板を得た。
【０１９９】
パターニングの検証を行うため、蛍光光学顕微鏡にてラインパターン部分のパターン形成の程度を観察した。結果は表１に示される通りであった。
【０２００】
中間層の形成
実施例５
実施例３で使用した正孔注入層形成用塗工液において、官能基としてグリシド基（−ＣＨＯＣＨ２）を有するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（TSL8350、東芝シリコーン社製）の含有量が５重量％のものを用いて、実施例３と同様にして、バッファー層を形成した。
【０２０１】
次いで、テトラメトキシシラン（KBM-04、信越化学社製）水溶液中に、バッファー層を形成した基板を５分間浸漬し、その後、イオン交換水にて洗浄を行った。この基板を１１０℃×３０分間ホットプレート上で乾燥することにより、中間層（電子ブロッキング層）を形成した。
【０２０２】
中間層を形成後、顕微鏡観察および膜厚測定により、バッファー層を観察したところ、膜厚に変化は見られなかった。
【０２０３】
次に、実施例３で用いた発光層形成用溶液を用いて、実施例３と同様にして、この中間層上に発光層を形成し、正孔注入層、中間層、および発光層からなるＥＬ層を基板上に形成した。
【０２０４】
比較例５
比較例１で使用したバッファー層形成用溶液を用いて、比較例１と同様にして、バッファー層を形成した。次いで、テトラメトキシシラン（KBM-04、信越化学社製）水溶液中に、バッファー層を形成した基板を５分間浸漬し、その後、イオン交換水にて洗浄を行った。この基板を１３０℃×３０分間ホットプレート上で乾燥することにより、中間層（電子ブロッキング層）を形成した。
【０２０５】
中間層を形成後、顕微鏡観察および膜厚測定により、バッファー層を観察したところ、バッファー層が消失してしまっていることを確認した。
【０２０６】
次に、実施例３で用いた発光層形成用溶液を用いて、実施例３と同様にして、この中間層上に発光層を形成した。
【０２０７】
実施例５および比較例５で得られた各ＥＬ層上に、カルシウムを１０００Åの膜厚となるように蒸着し、第二電極を形成し、さらにその第二電極上に酸化保護膜として銀を２０００Åの膜厚で蒸着し、ＥＬ素子を作製した。
【０２０８】
このようにして得られたＥＬ素子を、第一電極を正極、第二電極を負極としてソースメーターに接続し、直流電流を印可した。
【０２０９】
印可電圧に対する電流値をソースメーターで測定し、印可電圧に対する有機ＥＬ素子の輝度を輝度計にて測定した。ここで、印可電圧に対する単位面積あたりの輝度を算出し、これを発光効率とした。
【０２１０】
また、バッファー層形成用材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＰＳのみ使用したものの最大発光効率を１とした場合の、上記ＥＬ素子の最大発光効率を算出した。
【０２１１】
結果は、表２に示される通りであった。なお、実施例６においては、中間層を有さない以外は同様の層構成を有する実施例３の有機ＥＬ素子（γ−グリシドキシプルトリメトキシシランの添加量が５重量％のもの）と対比して示す。また、比較例５は、中間層を有さない以外は同様の層構成を有する比較例１のＥＬ素子と対比して示す。
【表２】
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【図面の簡単な説明】
【０２１２】
【図１】本発明に係るＥＬ素子の製造方法の工程の一例を示す断面図である。
【図２】本発明に係るフォトリソグラフィー法を用いたパターニングの一例を示す断面図である。
【図３】（ａ）はフォトリソグラフィー法を用いたＥＬ素子の一例、（ｂ）（ｃ）は従来のＥＬ素子の一例を示す断面図である。
【図４】フォトリソグラフィー法を用いたパターニングの一例を示す断面図である。
【図５】フォトリソグラフィー法を用いたパターニングの他の一例を示す断面図である。
【図６】従来のＥＬ素子の製造方法の工程の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
【０２１３】
１…基板
２…第一のバッファー層
３…第一の発光層
４、４’、４”…フォトレジスト層
５…第一のパターン部
６（ｌ）…第二のバッファー層形成用溶液
６…第二のバッファー層
７（ｌ）…第二の発光層形成用溶液
７…第二の発光層
８…フォトマスク
９…紫外線
１０…第二のパターン部
１１（ｌ）…第三のバッファー層形成用溶液
１１…第三のバッファー層
１２…第三の発光層
１３…第三のパターン部
１４…第一電極
１５…絶縁層
１６…エレクトロルミネッセント層
１７…第二電極
１８…端部の形状
１９…隔壁
４１…基板
４２…第一発光層
４３、４３’、４３”…フォトレジスト層
４４…フォトマスク
４５…紫外線
４６…第二発光層
４７…第三発光層
５１…基体
５２…第一電極層
５３…バッファー層
５４…第一発光層
５５…一次フォトレジスト層
５５’…二次フォトレジスト層（保護層）
５６…一次フォトマスク
５６’…二次フォトマスク
５６…二次フォトマスクの発光層
５７…紫外線
５８、５８’…第二発光層、第二発光部
５９、５９’…第三発光層、第三発光部
６０…第二電極層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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