(57)【要約】【課題】本発明の課題は、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板を提供し、前記基板を利用して作製された有機ＥＬ素子を提供すること、また、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板を製造する方法を提供し、前記基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する方法を提供することである。【解決手段】本発明の基板は、基板表面の少なくとも一つの面に、フッ素原子含有量が０％（ＸＰＳ測定）である第１の領域と、フッ素原子含有量が３０％以上（ＸＰＳ測定）である第２の領域と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板表面の少なくとも一つの面に、フッ素原子含有量が０％（ＸＰＳ測定）である第１の領域と、フッ素原子含有量が３０％以上（ＸＰＳ測定）である第２の領域と、を有する、
ことを特徴とする基板。
【請求項２】
前記第１の領域が、前記基板表面の少なくとも一つの面の面積における５０％以上を占める、
ことを特徴とする請求項１に記載の基板。
【請求項３】
前記基板表面の少なくとも一つの面において、前記第２の領域が格子形状である、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の基板。
【請求項４】
前記格子形状が、線幅が１００μｍ以下である、
ことを特徴とする請求項３に記載の基板。
【請求項５】
前記基板が、前記基板表面の少なくとも一つの面に、バンクを有し、
前記第１の領域が、前記バンクによって区切られた領域であり、かつ、
前記第２の領域が、前記バンクの表面である、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の基板。
【請求項６】
前記第１の領域の水に対する接触角が温度２０℃において３０°以下であり、かつ、ヘキサデカンに対する接触角が温度２０℃において１０°以下である、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の基板。
【請求項７】
前記第２の領域の水に対する接触角が温度２０℃において１００°以上であり、かつ、ヘキサデカンに対する接触角が温度２０℃において４０°以上である、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか一項に記載の基板。
【請求項８】
請求項１から請求項７までのいずれか一項に記載の基板の上に、陽極、発光層及び陰極が積層されている、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項９】
前記陽極、前記発光層及び前記陰極が、前記第１の領域上に積層されている、
ことを特徴とする請求項８に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項１０】
表面が改質処理された基板を製造する基板の製造方法であって、
前記基板の少なくとも一つの面におけるあらかじめ指定された領域に、塗布液を塗布する第１の工程と、
大気圧下において、前記少なくとも一つの面を改質処理する第２の工程と、
前記塗布液を除去する第３の工程と、をこの順に行う、
ことを特徴とする基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の工程が、大気圧プラズマ処理により前記改質処理を行う、
ことを特徴とする請求項１０に記載の基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第１の工程の前に、前記少なくとも一つの面を改質処理する前処理工程を有する、
ことを特徴とする請求項１０又は請求項１１に記載の基板の製造方法。
【請求項１３】
前記基板が、前記少なくとも一つの面に、バンクを有し、
前記第１の工程が、前記バンクによって区切られた領域に、前記塗布液を塗布する、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１２までのいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１４】
前記前処理工程の後であって、かつ、前記第１の工程の前に、前記少なくとも一つの面に、前記バンクを形成するバンク形成工程を有する、
ことを特徴とする請求項１３に記載の基板の製造方法。
【請求項１５】
前記第３の工程の後に、前記少なくとも一つの面を改質処理する後処理工程を有する、
ことを特徴とする請求項１０から請求項１４までのいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【請求項１６】
請求項１０から請求項１５までのいずれか一項に記載の基板の製造方法によって製造された前記基板を用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記基板の製造方法の前記第１の工程における、前記あらかじめ指定された領域上に、陽極、発光層及び陰極を積層する、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板、有機エレクトロルミネッセンス素子、基板の製造方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス素子（有機ＥＬ素子）などに用いられる基板において、有機ＥＬ素子を構成する材料を基板上にパターニング塗布するためには、基板表面に凹凸形状の区画を設け、凸形状の区画によって区切られた凹形状区画内に液滴を射出する、といった方法が一般的である。ここで、基板表面に設けられた凹凸形状の凸部は、一般的にバンクと呼ばれている。
【０００３】
しかしながら、バンクを設けたとしても、バンクによって区切られた領域内に射出した液滴が均一に濡れ広がらず、色抜けが生じる場合がある。また、画素サイズが高精細化すると、バンクによって区切られた領域の大きさに対して、射出した液滴の大きさが大きくなり、バンクによって区切られた領域から、隣の領域へ液滴が流れ出し、混色するといった問題が生じる。
【０００４】
上記課題を解決するため、基板表面におけるバンクによって区切られた領域に、基板にパターニング塗布する液に対する親和性（以後、親液性と呼ぶ）を付与し、バンク表面（バンク上面とバンク側面）には、基板にパターニング塗布する液に対する疎外性（以後、撥液性と呼ぶ）を付与する方法が一般的に知られている。具体的には、例えば、特許文献１に示されるように、基板表面にバンク形成後、基板全面に対して親液化処理を施した後、基板全面に撥液化処理を施す。基板自体は無機材料で構成され、バンクは有機材料で構成されるため、バンク形成後の基板に同じ処理をしている（親液化処理を施した後に撥液化処理を施す）が、バンクによって区切られた領域とバンク表面で、液に対する親和性が異なる。このような方法により、基板表面に親液性の領域と撥液性の領域をパターニングすることができる。
【０００５】
上記のような方法を用いる場合、基板とバンクにおける両者の材料特性の違いを利用することになる。そのため、親液性と撥液性の差をコントロールすることが難しい。したがって、基板表面に、親液性と撥液性の差が充分に付いていない基板が作製されやすく、歩留りが悪いという問題が残る。
【０００６】
前述のとおり、従来の方法では、基板表面に親液性領域と撥液性領域を形成する際に、十分な親液性と撥液性の差を付けることが難しく、歩留りが悪いという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０００−３５３５９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板を提供し、前記基板を利用して作製された有機ＥＬ素子を提供することを目的とする。
【０００９】
また、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板を製造する方法を提供し、前記基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記課題を解決すべく、上記問題の原因等について検討する過程において、基板表面の少なくとも一つの面に、フッ素原子含有量が０％である領域と、特定範囲以上である領域とを設けることで、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板等を提供することができることを見いだし、本発明に至った。
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。
１．基板表面の少なくとも一つの面に、フッ素原子含有量が０％（ＸＰＳ測定）である第１の領域と、フッ素原子含有量が３０％以上（ＸＰＳ測定）である第２の領域と、を有する、
ことを特徴とする基板。
【００１１】
２．前記第１の領域が、前記基板表面の少なくとも一つの面の面積における５０％以上を占める、
ことを特徴とする第１項に記載の基板。
【００１２】
３．前記基板表面の少なくとも一つの面において、前記第２の領域が格子形状である、
ことを特徴とする第１項又は第２項に記載の基板。
【００１３】
４．前記格子形状が、線幅が１００μｍ以下である、
ことを特徴とする第３項に記載の基板。
【００１４】
５．前記基板が、前記基板表面の少なくとも一つの面に、バンクを有し、
前記第１の領域が、前記バンクによって区切られた領域であり、かつ、
前記第２の領域が、前記バンクの表面である、
ことを特徴とする第１項から第４項までのいずれか一項に記載の基板。
【００１５】
６．前記第１の領域の水に対する接触角が温度２０℃において３０°以下であり、かつ、ヘキサデカンに対する接触角が温度２０℃において１０°以下である、
ことを特徴とする第１項から第５項までのいずれか一項に記載の基板。
【００１６】
７．前記第２の領域の水に対する接触角が温度２０℃において１００°以上であり、かつ、ヘキサデカンに対する接触角が温度２０℃において４０°以上である、
ことを特徴とする第１項から第６項までのいずれか一項に記載の基板。
【００１７】
８．第１項から第７項までのいずれか一項に記載の基板の上に、陽極、発光層及び陰極が積層されている、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１８】
９．前記陽極、前記発光層及び前記陰極が、前記第１の領域上に積層されている、
ことを特徴とする第８項に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【００１９】
１０．表面が改質処理された基板を製造する基板の製造方法であって、
前記基板の少なくとも一つの面におけるあらかじめ指定された領域に、塗布液を塗布する第１の工程と、
大気圧下において、前記少なくとも一つの面を改質処理する第２の工程と、
前記塗布液を除去する第３の工程と、をこの順に行う、
ことを特徴とする基板の製造方法。
【００２０】
１１．前記第２の工程が、大気圧プラズマ処理により前記改質処理を行う、
ことを特徴とする第１０項に記載の基板の製造方法。
【００２１】
１２．前記第１の工程の前に、前記少なくとも一つの面を改質処理する前処理工程を有する、
ことを特徴とする第１０項又は第１１項に記載の基板の製造方法。
【００２２】
１３．前記基板が、前記少なくとも一つの面に、バンクを有し、
前記第１の工程が、前記バンクによって区切られた領域に、前記塗布液を塗布する、
ことを特徴とする第１０項から第１２項までのいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【００２３】
１４．前記前処理工程の後であって、かつ、前記第１の工程の前に、前記少なくとも一つの面に、前記バンクを形成するバンク形成工程を有する、
ことを特徴とする第１３項に記載の基板の製造方法。
【００２４】
１５．前記第３の工程の後に、前記少なくとも一つの面を改質処理する後処理工程を有する、
ことを特徴とする第１０項から第１４項までのいずれか一項に記載の基板の製造方法。
【００２５】
１６．第１０項から第１５項までのいずれか一項に記載の基板の製造方法によって製造された前記基板を用いて、有機エレクトロルミネッセンス素子を製造する有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法であって、
前記基板の製造方法の前記第１の工程における、前記あらかじめ指定された領域上に、陽極、発光層及び陰極を積層する、
ことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【発明の効果】
【００２６】
本発明により、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板を提供し、前記基板を利用して作製された有機ＥＬ素子を提供することができる。また、親液性と撥液性の差を充分に付けた基板を製造する方法を提供し、前記基板を用いて有機ＥＬ素子を製造する方法を提供することができる。
【００２７】
さらに、本発明者らが鋭意検討を重ねた結果、本発明により提供される基板、有機ＥＬ素子、基板を製造する方法、有機ＥＬ素子を製造する方法において、バンクが形成されていない場合においても、本発明が適用可能であることが分かった。また、バンクを形成するためには、一般的にフォトリソグラフィ法が用いられる。したがって、本発明においては、フォトリソグラフィ法を用いる構成は必須ではない。
【００２８】
前述のフォトリソグラフィ法は長時間を要する方法であるため、例えば、要求内容に対して迅速に対応しなければならないオンデマンド製品に関しては、フォトリソグラフィ法を用いることは不向きであった。しかしながら、前述のように、本発明はフォトリソグラフィ法を用いずに所望の基板や有機ＥＬ素子を得ることができる。したがって、本発明により提供される基板、有機ＥＬ素子、基板を製造する方法、有機ＥＬ素子を製造する方法は、オンデマンド製品に対しても充分に対応可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の基板の例
【図２】本発明の基板の他の例
【図３】バンクを有する場合の本発明の基板
【図４】本発明の基板を用いて作製された有機ＥＬ素子
【図５】ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例
【図６】対向電極間で基板を処理する方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は図示例に限定されない。
【００３１】
まず、本発明により提供される基板及び有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子）について説明し、続いて、本発明により提供される基板の製造方法及び有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
【００３２】
［基板及び有機ＥＬ素子］
本発明の基板は、主に有機ＥＬ素子などに用いられ、本発明の有機ＥＬ素子は、ディスプレイなどに用いられる。ただし、本発明の基板及び有機ＥＬ素子はこれに限定されず、様々な用途に用いられることができる。
【００３３】
例えば、本発明の基板及び有機ＥＬ素子は、発光するポスターや、一部分が発光若しくは点灯する印刷物などに用いられることもできる。
【００３４】
本発明の基板は、基板表面に、親液性領域と、撥液性領域がパターニングされている。なお、親液性及び撥液性という表現は、基板表面にパターニング塗布する液に対する親和性の高さを相対的に表している。すなわち、親液性領域は撥液性領域に対し、液に対する親和性が相対的に高い領域ということになる。この場合の液とは、基板表面に親液性領域と撥液性領域を形成した後に、基板表面に塗布する液のことであり、例えば、陽極材料や陰極材料などを基板に塗布することにより有機ＥＬ素子を形成する際の、陽極材料や陰極材料などのことである。したがって、基板表面に塗布する液の主な溶媒が水である場合は、水に対する親和性が高い領域が親液性領域であり、基板表面に塗布する液の主な溶媒が有機溶媒である場合は、有機溶媒に対する親和性が高い領域が親液性領域ということになる。
【００３５】
有機ＥＬ素子を形成する際の陽極材料や陰極材料などとしては、例えば金属を水や有機溶媒などに溶解させた溶液が挙げられる。詳しくは後述する。
【００３６】
また、基板に撥液性を付与する物質として、フッ素が挙げられる。したがって、基板表面におけるフッ素原子が存在しない領域は親液性領域であり、基板表面におけるフッ素原子が存在する領域は撥液性領域である。本発明においては、この場合の親液性領域を第１の領域と呼び、撥液性領域を第２の領域と呼ぶ。また、第１の領域におけるフッ素原子含有量は０％であり、第２の領域におけるフッ素原子含有量は３０％以上である。なお、フッ素原子含有量は、後述するＸＰＳにより測定される。
【００３７】
なお、本発明において、「基板表面」とは、基板の表と裏の二つの面のうちのどちらか一方の面を表す。
【００３８】
基板表面の面積に対する第１の領域の面積の割合は、大きい方が望ましい。後述する有機ＥＬ素子は親液性である第１の領域に有機ＥＬ素子を形成する材料を含む液などを塗布して作製する。通常、第２の領域によって第１の領域が囲まれるような形状となっているが、画素が高精細化すると、第２の領域によって囲まれる第１の領域の面積に対して、囲んでいる第２の領域の面積が大きくなる。そうなると、有機ＥＬ素子を形成する材料を含む液などを塗布する面積が小さくなり、画質などに影響するため、第１の領域の面積を大きくする必要がある。
【００３９】
具体的に、第１の領域は、基板表面の面積に対して５０％以上を占めていることが望ましく、さらに７０％以上を占めていることがより望ましい。
【００４０】
前記第１の領域及び前記第２の領域におけるフッ素原子の含有量は、ＸＰＳ（ＸＰＳ法、ＸＰＳ測定）により測定する。すなわち、第１の領域は、ＸＰＳ測定によって、全原子に対するフッ素原子の含有量の割合が０％（すなわち検出限界以下）であり、第２の領域は、ＸＰＳ測定によって、全原子に対するフッ素原子の含有量の割合が３０％以上である。
【００４１】
以下、ＸＰＳ測定について説明する。
【００４２】
ＸＰＳ測定（Ｘ線光電子分光分析測定）は、原子の含有量を測定する手法である。例えば、フッ素原子の含有量（ａｔ％）は、以下のように定義される。
【００４３】
フッ素原子数濃度％（ａｔｏｍｉｃ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ）＝フッ素原子の個数／全原子の個数×１００
なお、他の原子についても同様である。
【００４４】
ＸＰＳ表面分析装置は、本発明では、ＶＧサイエンティフィックス社製ＥＳＣＡＬＡＢ−２００Ｒを用いる。具体的には、Ｘ線アノードにはＭｇを用い、出力６００Ｗ（加速電圧１５ｋＶ、エミッション電流４０ｍＡ）で測定する。エネルギー分解能は、清浄なＡｇ３ｄ５／２ピークの半値幅で規定したとき、１．５〜１．７ｅＶとなるように設定する。また、光電子取り出し角度は１５°で測定する。
【００４５】
測定としては、先ず、結合エネルギー０〜１１００ｅＶの範囲を、データ取り込み間隔１．０ｅＶで測定し、いかなる元素が検出されるかを求める。
【００４６】
次に、検出された、エッチングイオン種を除く全ての元素について、データの取り込み間隔を０．２ｅＶとして、その最大強度を与える光電子ピークについてナロースキャンを行い、各元素のスペクトルを測定する。
【００４７】
得られたスペクトルは、測定装置、又は、コンピュータの違いによる含有率算出結果の違いを生じせしめなくするために、ＶＡＭＡＳ−ＳＣＡ−ＪＡＰＡＮ製のＣＯＭＭＯＮ  ＤＡＴＡ  ＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ  ＳＹＳＴＥＭに転送した後、同ソフトで処理を行い、各分析ターゲットの元素（炭素、酸素、ケイ素、チタン、窒素、塩素、フッ素等）の含有率の値を原子数濃度（ａｔｏｍｉｃ  ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ：ａｔ％）として求める。
【００４８】
また、定量処理を行う前に、各元素についてＣｏｕｎｔ  Ｓｃａｌｅのキャリブレーションを行い、５ポイントのスムージング処理を行った。定量処理では、バックグラウンドを除去したピークエリア強度（ｃｐｓ／ｅＶ）を用いた。バックグラウンド処理には、Ｓｈｉｒｌｅｙによる方法を用いた。また、Ｓｈｉｒｌｅｙ法については、Ｄ．Ａ．Ｓｈｉｒｌｅｙ，Ｐｈｙｓ．Ｒｅｖ．，Ｂ５，４７０９（１９７２）を参考にすることができる。
【００４９】
ＸＰＳ表面分析装置により測定する基板表面の厚さは適宜調整可能であるが、１〜１０ｎｍの範囲であることが望ましい。
【００５０】
また、前記第１の領域及び前記第２の領域は、フッ素原子の含有量だけでなく、水やヘキサデカンに対する接触角に関して特徴づけられてもよい。
【００５１】
本発明では、前記第１の領域は、水に対する接触角が温度２０℃において３０°以下であり、かつ、ヘキサデカンに対する接触角が温度２０℃において１０°以下であることが望ましい。また、前記第２の領域は、水に対する接触角が温度２０℃において１００°以上であり、かつ、ヘキサデカンに対する接触角が温度２０℃において４０°以上であることが望ましい。
【００５２】
接触角の測定方法は、公知の方法を用いることができる。例えば、２種の標準液体（純水、ヘキサデカン）と、基板表面との接触角を、ＪＩＳ  Ｒ３２５７で規定される方法に準拠して測定した。測定条件は、温度２５±５℃、湿度５０±１０％、標準液体の滴下液適量１〜４μＬ、標準液体の滴下から接触角測定までの時間１分以内とする。具体的な操作の手順としては、前記標準液体を基板上に約１．５μＬ滴下して、固液界面解析装置（ＤｒｏｐＭａｓｔｅｒ５００、協和界面科学株式会社製）により基板上の５か所を測定し、測定値の平均から平均接触角を得る。接触角測定までの時間は試薬を滴下してから１分以内に測定する。
【００５３】
本発明の基板の例を図１に示す。図１は、基板を斜め上方向から見た斜視図である。図１に示す基板では、第１の領域１ａが正方形のパターンの繰り返しを形成し、第２の領域１ｂが格子形状を形成しており、格子形状の線幅が１０μｍである。本発明では、格子形状の線幅が１００μｍ以下であり、３０μｍ以下、さらには１０μｍ以下であることが望ましい。その理由は、前述したように、有機ＥＬ素子を作製する場合、画素を高精細化できるためである。
【００５４】
ただし、本発明の基板は図１に限定されない。例えば、図２に示す本発明の基板の他の例（基板を上方向から見た図）のように、第１の領域１ａと第２の領域１ｂがともに、一辺１ｍｍの正方形を形成し、その正方形が縦横交互に配置されたような形状とすることもできる。これら以外にも、第１の領域と第２の領域は、様々なパターンを形成することができ、例えば、長方形が交互に配置されたような形状、三角形が交互に配置されたような形状、さらに定形パターンの繰り返しではない不規則な形状とすることも可能である。
【００５５】
また、本発明の基板は、基板表面にバンクを有してもよい。バンクとは、基板表面に設けられた隔壁のことである。一般的に、バンクは、基板表面における有機ＥＬ素子を構成する材料を含む液等の被塗布領域の周縁に形成されており、塗布された有機ＥＬ素子を構成する材料を含む液等の被塗付領域外への流出を防止する役割がある。
【００５６】
バンクの材料としては、有機ＥＬ素子を構成する材料を含む液等に対して撥液性を有するバンク材料を用いることができる。具体的には、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂等が好適なバンク材料として用いることができる。
【００５７】
バンクを有する場合の本発明の基板を図３に示す。図３は、基板の断面図である。バンク２によって区切られた基板表面の領域は第１の領域１ａであり、バンクの表面、すなわちバンクの上面と側面は第２の領域１ｂである。
【００５８】
バンクの高さは、塗布されたインクの流出を防ぐことが可能であれば特に限定されないが、１．１〜２．５μｍの範囲内であることが好ましい。さらに好ましい範囲は、１．５〜２．５μｍである。また、第1の領域と第２の領域における親液性と撥液性の差が大きいほど、バンクの高さを低くすることができる。
【００５９】
また、バンクの形状は、図３で例示した台形の他、目的効果に応じて様々な形態のバンクを適用することができる。
【００６０】
以上、本発明の基板について説明した。ただし、本発明の基板はこれに限定されない。
【００６１】
また、本発明の基板を有機ＥＬ素子に用いることができる。有機ＥＬ素子の構成としては、本発明の基板表面の第１の領域上に、陽極、発光層、陰極などが積層して形成される。本発明の基板を用いた有機ＥＬ素子の例を図４に示す。図４に示す例では、基板１上にバンク２が形成され、バンク２の間に陽極３、正孔輸送層４、発光層５、電子輸送層６、陰極７が積層されている。各層の詳細については後述する。
【００６２】
なお、図４にはバンクを有する場合の有機ＥＬ素子を示しているが、本発明はバンクを有していない有機ＥＬ素子でもよい。
【００６３】
なお、陽極、発光層、陰極などは、図４に示される順に限らず、いかなる順に積層されてもよい。
【００６４】
以下、本発明における有機ＥＬ素子の層構成の好ましい具体例を示す。ただし、本発明はこれに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
【００６５】
《陽極》
有機ＥＬ素子における陽極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましく用いられる。このような電極物質の具体例としてはＡｕ等の金属、ＣｕＩ、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の導電性透明材料が挙げられる。また、ＩＤＩＸＯ（Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ）等非晶質で透明導電膜を作製可能な材料を用いてもよい。陽極は、これらの電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法により、薄膜を形成させ、例えば、フォトリソグラフィ法で所望の形状のパターンを形成する。陽極より発光を取り出す場合には、透過率を１０％より大きくすることが望ましく、また、陽極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましい。さらに膜厚は材料にもよるが、通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２、ＺｎＯ等の材料は光取り出し側の電極として特に好ましい。
【００６６】
《陰極》
一方、陰極としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属（電子注入性金属と称する）、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが用いられる。このような電極物質の具体例としては、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、希土類金属等が挙げられる。これらの中で、電子注入性及び酸化等に対する耐久性の点から、電子注入性金属とこれより仕事関数の値が大きく安定な金属である第二金属との混合物、例えばマグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）混合物、リチウム／アルミニウム混合物、アルミニウム等が好適である。これら電極物質を蒸着やスパッタリング等の方法で、薄膜を形成させる。また、陰極としてのシート抵抗は数百Ω／ｓｑ．以下が好ましく、また膜厚は通常１０〜１０００ｎｍ、好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲で選ばれる。なお、発光を透過させるため、有機ＥＬ素子の陽極又は陰極のいずれか一方が、透明又は半透明であれば発光輝度が向上し好ましい。
【００６７】
次に、本発明に係る有機ＥＬ素子の構成層として用いられる、発光層、注入層、正孔輸送層、電子輸送層等について説明する。
【００６８】
《注入層》：電子注入層、正孔注入層
注入層は必要に応じて設け、電子注入層と正孔注入層があり、上記のように陽極と発光層又は正孔輸送層の間、及び、陰極と発光層又は電子輸送層との間に存在させてもよい。
【００６９】
注入層とは、駆動電圧低下や発光輝度向上のために電極と有機層間に設けられる層のことで、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の第２編第２章「電極材料」（１２３〜１６６頁）に詳細に記載されており、正孔注入層（陽極バッファー層）と電子注入層（陰極バッファー層）とがある。
【００７０】
陽極バッファー層（正孔注入層）は、特開平９−４５４７９号公報、同９−２６００６２号公報、同８−２８８０６９号公報等にもその詳細が記載されており、具体例として、銅フタロシアニンに代表されるフタロシアニンバッファー層、酸化バナジウムに代表される酸化物バッファー層、アモルファスカーボンバッファー層、ポリアニリン（エメラルディン）やポリチオフェン等の導電性高分子を用いた高分子バッファー層等が挙げられる。
【００７１】
陰極バッファー層（電子注入層）は、特開平６−３２５８７１号公報、同９−１７５７４号公報、同１０−７４５８６号公報等にもその詳細が記載されており、具体的にはストロンチウムやアルミニウム等に代表される金属バッファー層、フッ化リチウムに代表されるアルカリ金属化合物バッファー層、フッ化マグネシウムに代表されるアルカリ土類金属化合物バッファー層、酸化アルミニウムに代表される酸化物バッファー層等が挙げられる。
【００７２】
上記バッファー層（注入層）はごく薄い膜であることが望ましく、素材にもよるが、その膜厚は０．１〜１００ｎｍの範囲が好ましい。
【００７３】
阻止層は、上記のように、有機化合物薄膜の基本構成層の他に必要に応じて設けられるものである。例えば特開平１１−２０４２５８号、同１１−２０４３５９号、及び「有機ＥＬ素子とその工業化最前線（１９９８年１１月３０日 エヌ・ティー・エス社発行）」の２３７頁等に記載されている正孔阻止（ホールブロック）層がある。
【００７４】
前記のように、正孔阻止層とは広い意味では電子輸送層であり、電子を輸送する機能を有しつつ、正孔を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、電子を輸送しつつ正孔を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００７５】
一方、電子阻止層とは、広い意味では正孔輸送層であり、正孔を輸送する機能を有しつつ電子を輸送する能力が著しく小さい材料からなり、正孔を輸送しつつ電子を阻止することで電子と正孔の再結合確率を向上させることができる。
【００７６】
正孔輸送層とは、正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。
【００７７】
この注入層は、上記材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。注入層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この注入層は、上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。
【００７８】
製膜に蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６Ｐａ〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【００７９】
《発光層》
本発明において、発光層に用いられる発光材料の種類については特に制限はなく、従来有機ＥＬ素子における発光材料として公知のものを用いることができる。このような発光材料は主に有機化合物であり、所望の色調により、例えば、Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｓｙｍｐ．１２５巻１７頁から２６頁に記載の化合物が挙げられる。
【００８０】
発光材料は発光性能の他に、正孔注入機能や電子注入機能を併せ持っていても良く、正孔注入材料や電子注入材料のほとんどが発光材料としても使用できる。
【００８１】
発光材料は、ｐ−ポリフェニレンビニレンやポリフルオレンのような高分子材料でも良く、さらに前記発光材料を高分子鎖に導入した、又は前記発光材料を高分子の主鎖とした高分子材料を使用しても良い。
【００８２】
また、発光層には発光ホスト物質に加えて、ドーパント（ゲスト物質）を併用してもよく、有機ＥＬ素子のドーパントとして使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００８３】
（発光ホストと発光ドーパント）
発光層中の主成分であるホスト化合物に対する発光ドーパントとの混合比は好ましくは質量で０．１〜３０質量％未満の範囲である。
【００８４】
発光ドーパントは、大きく分けて、蛍光を発光する蛍光性ドーパントとリン光を発光するリン光性ドーパントの２種類がある。
【００８５】
蛍光性ドーパントの代表例としては、クマリン系色素、ピラン系色素、シアニン系色素等の有機色素、又は希土類錯体系蛍光体等が挙げられる。
【００８６】
リン光性ドーパントの代表例としては、好ましくは元素の周期表で８族、９族、１０族の金属を含有する錯体系化合物であり、更に好ましくは、イリジウム化合物、オスミウム化合物であり、中でも最も好ましいのはイリジウム化合物である。
【００８７】
本発明においては、発光ホストに加えて、発光層の少なくとも１層に、リン光性化合物（リン光性ドーパント）を用いることが好ましい。
【００８８】
リン光性ドーパントの具体例としては、前記の他、以下の特許公報に記載されている化合物がある。
【００８９】
特開２０１２−１０９２５５号公報、国際公開第００／７０６５５号パンフレット、特開２００２−２８０１７８号公報、特開２００１−１８１６１６号公報、特開２００２−２８０１７９号公報、特開２００１−１８１６１７号公報、特開２００２−２８０１８０号公報、特開２００１−２４７８５９号公報、特開２００２−２９９０６０号公報、特開２００１−３１３１７８号公報、特開２００２−３０２６７１号公報、特開２００１−３４５１８３号公報、特開２００２−３２４６７９号公報、国際公開第０２／１５６４５号パンフレット、特開２００２−３３２２９１号公報、特開２００２−５０４８４号公報、特開２００２−３３２２９２号公報、特開２００２−８３６８４号公報、特表２００２−５４０５７２号公報、特開２００２−１１７９７８号公報、特開２００２−３３８５８８号公報、特開２００２−１７０６８４号公報、特開２００２−３５２９６０号公報、国際公開第０１／９３６４２号パンフレット、特開２００２−５０４８３号公報、特開２００２−１００４７６号公報、特開２００２−１７３６７４号公報、特開２００２−３５９０８２号公報、特開２００２−１７５８８４号公報、特開２００２−３６３５５２号公報、特開２００２−１８４５８２号公報、特開２００３−７４６９号公報、特表２００２−５２５８０８号公報、特開２００３−７４７１号公報、特表２００２−５２５８３３号公報、特開２００３−３１３６６号公報、特開２００２−２２６４９５号公報、特開２００２−２３４８９４号公報、特開２００２−２３５０７６号公報、特開２００２−２４１７５１号公報、特開２００１−３１９７７９号公報、特開２００１−３１９７８０号公報、特開２００２−６２８２４号公報、特開２００２−１００４７４号公報、特開２００２−２０３６７９号公報、特開２００２−３４３５７２号公報、特開２００２−２０３６７８号公報等。
【００９０】
（発光ホスト化合物）
本発明に用いられる発光ホスト化合物としては、構造的には特に制限はないが、代表的にはカルバゾール誘導体（カルバゾール誘導体としてはＣＢＰ等がよく知られている。）、トリアリールアミン誘導体、芳香族ボラン誘導体（トリアリールボラン誘導体）、含窒素複素環化合物、チオフェン誘導体、フラン誘導体、オリゴアリーレン化合物等の基本骨格を有するもの、又は、カルボリン誘導体やジアザカルバゾール誘導体（ここで、ジアザカルバゾール誘導体とは、カルボリン誘導体のカルボリン環を構成する炭化水素環の少なくとも一つの炭素原子が窒素原子で置換されているものを表す。）等が挙げられる。
【００９１】
中でもカルボリン誘導体、ジアザカルバゾール誘導体等が好ましく用いられる。
【００９２】
また、本発明に用いられる発光ホストは低分子化合物でも、繰り返し単位をもつ高分子化合物でもよく、ビニル基やエポキシ基のような重合性基を有する低分子化合物（蒸着重合性発光ホスト）でもよい。
【００９３】
発光ホストとしては、正孔輸送能、電子輸送能を有しつつ、且つ、発光の長波長化を防ぎ、高Ｔｇ（ガラス転移温度）である化合物が好ましい。
【００９４】
発光ホストの具体例としては、以下の文献に記載されている化合物が好適である。例えば、特開２０１２−１０９２５５号公報、特開２００１−２５７０７６号公報、同２００２−３０８８５５号公報、同２００１−３１３１７９号公報、同２００２−３１９４９１号公報、同２００１−３５７９７７号公報、同２００２−３３４７８６号公報、同２００２−８８６０号公報、同２００２−３３４７８７号公報、同２００２−１５８７１号公報、同２００２−３３４７８８号公報、同２００２−４３０５６号公報、同２００２−３３４７８９号公報、同２００２−７５６４５号公報、同２００２−３３８５７９号公報、同２００２−１０５４４５号公報、同２００２−３４３５６８号公報、同２００２−１４１１７３号公報、同２００２−３５２９５７号公報、同２００２−２０３６８３号公報、同２００２−３６３２２７号公報、同２００２−２３１４５３号公報、同２００３−３１６５号公報、同２００２−２３４８８８号公報、同２００３−２７０４８号公報、同２００２−２５５９３４号公報、同２００２−２６０８６１号公報、同２００２−２８０１８３号公報、同２００２−２９９０６０号公報、同２００２−３０２５１６号公報、同２００２−３０５０８３号公報、同２００２−３０５０８４号公報、同２００２−３０８８３７号公報等。
【００９５】
その他、公知の発光ホストとして、後述の電子輸送材料及び正孔輸送材料もその相応しい一例として挙げられる。
【００９６】
発光層は、上記化合物を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、ＬＢ法などの公知の薄膜化法により製膜して形成することができる。発光層としての膜厚は、特に制限はないが、通常は５ｎｍ〜５μｍの範囲で選ばれる。この発光層は、これらの発光材料１種又は２種以上からなる１層構造であってもよいし、あるいは、同一組成又は異種組成の複数層からなる積層構造であってもよい。
【００９７】
《正孔輸送層》
正孔輸送層とは正孔を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で正孔注入層、電子阻止層も正孔輸送層に含まれる。正孔輸送層は単層若しくは複数層設けることができる。
【００９８】
正孔輸送材料としては、特に制限はなく、従来、光導伝材料において、正孔の電荷注入輸送材料として慣用されているものやＥＬ素子の正孔注入層、正孔輸送層に使用される公知のものの中から任意のものを選択して用いることができる。
【００９９】
正孔輸送材料は、正孔の注入若しくは輸送、電子の障壁性のいずれかを有するものであり、有機物、無機物のいずれであってもよい。例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー等が挙げられる。
【０１００】
正孔輸送材料としては、上記のものを使用することができるが、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、特に芳香族第三級アミン化合物を用いることが好ましい。
【０１０１】
芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物の代表例としては、Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノフェニル；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ビス（３−メチルフェニル）−〔１，１′−ビフェニル〕−４，４′−ジアミン（ＴＰＤ）；２，２−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）プロパン；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）シクロヘキサン；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラ−ｐ−トリル−４，４′−ジアミノビフェニル；１，１−ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）−４−フェニルシクロヘキサン；ビス（４−ジメチルアミノ−２−メチルフェニル）フェニルメタン；ビス（４−ジ−ｐ−トリルアミノフェニル）フェニルメタン；Ｎ，Ｎ′−ジフェニル−Ｎ，Ｎ′−ジ（４−メトキシフェニル）−４，４′−ジアミノビフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ′，Ｎ′−テトラフェニル−４，４′−ジアミノジフェニルエーテル；４，４′−ビス（ジフェニルアミノ）クオードリフェニル；Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリ（ｐ−トリル）アミン；４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）−４′−〔４−（ジ−ｐ−トリルアミノ）スチリル〕スチルベン；４−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ−（２−ジフェニルビニル）ベンゼン；３−メトキシ−４′−Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノスチルベンゼン；Ｎ−フェニルカルバゾール、さらには、米国特許第５０６１５６９号明細書に記載されている２個の縮合芳香族環を分子内に有するもの、例えば４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（ＮＰＤ）、特開平４−３０８６８８号公報に記載されているトリフェニルアミンユニットが三つスターバースト型に連結された４，４′，４″−トリス〔Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ〕トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１０２】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１０３】
また、ｐ型−Ｓｉ、ｐ型−ＳｉＣ等の無機化合物も正孔注入材料、正孔輸送材料として使用することができる。
【０１０４】
正孔輸送材料は、高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１０５】
この正孔輸送層も、上記正孔輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。正孔輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この正孔輸送層は、上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。
【０１０６】
《電子輸送層》
電子輸送層とは電子を輸送する機能を有する材料からなり、広い意味で電子注入層、正孔阻止層も電子輸送層に含まれる。電子輸送層は、陰極より注入された電子を発光層に伝達する機能を有していればよく、電子輸送層は単層若しくは複数層設けることができる。
【０１０７】
例えば、白金錯体は、正孔阻止材料（電子輸送材料）として用いることができる。したがって、正孔阻止層を構成層として有する有機ＥＬ素子において、正孔阻止材料として用いてもよく、また、電子輸送層中に正孔阻止材料として、含有されていてもよい。この場合電子輸送層が正孔阻止層を兼ねることになる。
【０１０８】
電子輸送材料としては、その他、従来公知の化合物の中から任意のものを選択して用いることができる。
【０１０９】
従来、単層の電子輸送層、及び複数層とする場合は発光層に対して陰極側に隣接する電子輸送層に用いられる電子輸送材料（正孔阻止材料を兼ねる）としては、下記の材料が知られている。即ち、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体などが挙げられる。さらに、上記オキサジアゾール誘導体において、オキサジアゾール環の酸素原子を硫黄原子に置換したチアジアゾール誘導体、電子吸引基として知られているキノキサリン環を有するキノキサリン誘導体も、電子輸送材料として用いることができる。
【０１１０】
さらにこれらの材料を高分子鎖に導入した、又はこれらの材料を高分子の主鎖とした高分子材料を用いることもできる。
【０１１１】
また、８−キノリノール誘導体の金属錯体、例えば、トリス（８−キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリノール）アルミニウム、ビス（８−キノリノール）亜鉛（Ｚｎｑ）など、及びこれらの金属錯体の中心金属がＩｎ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｃａ、Ｓｎ、Ｇａ又はＰｂに置き替わった金属錯体も、電子輸送材料として用いることができる。その他、メタルフリー若しくはメタルフタロシアニン、又はそれらの末端がアルキル基やスルホン酸基などで置換されているものも、電子輸送材料として好ましく用いることができる。また、発光層の材料として例示したジスチリルピラジン誘導体も、電子輸送材料として用いることができるし、正孔注入層、正孔輸送層と同様に、ｎ型−Ｓｉ、ｎ型−ＳｉＣなどの無機半導体も電子輸送材料として用いることができる。
【０１１２】
電子輸送層に用いられる好ましい化合物は、青色又は白色の発光素子、表示装置及び照明装置に適用する場合には、蛍光極大波長が４１５ｎｍ以下であることが好ましく、リン光の０−０バンドが４５０ｎｍ以下であることがさらに好ましい。
【０１１３】
電子輸送層に用いられる化合物は、高Ｔｇである化合物が好ましい。
【０１１４】
この電子輸送層は、上記電子輸送材料を、例えば真空蒸着法、スピンコート法、キャスト法、インクジェット法、ＬＢ法等の公知の方法により、薄膜化することにより形成することができる。電子輸送層の膜厚については特に制限はないが、通常は５〜５０００ｎｍ程度である。この電子輸送層は、上記材料の１種又は２種以上からなる１層構造であってもよい。
【０１１５】
有機化合物薄膜の薄膜化の方法として蒸着法を採用する場合、その蒸着条件は、使用する化合物の種類等により異なるが、一般にボート加熱温度５０〜４５０℃、真空度１０−６〜１０−２Ｐａ、蒸着速度０．０１〜５０ｎｍ／秒、基板温度−５０〜３００℃、膜厚０．１ｎｍ〜５μｍの範囲で適宜選ぶことが望ましい。
【０１１６】
これらの層の形成後、その上に陰極用物質からなる薄膜を、１μｍ以下好ましくは５０〜２００ｎｍの範囲の膜厚になるように、例えば蒸着やスパッタリング等の方法により形成させ、陰極を設けることにより、所望の有機ＥＬ素子が得られる。
【０１１７】
前記の基板上に、これらの有機材料を、前記の層構成で形成し有機ＥＬデバイスは構成されるが、発光層に用いる発光材料として、発光ホスト、及びドーパントとして、それぞれ、青、緑、赤に発光する発光材料を選択して、３色に発光を有する有機ＥＬ素子をそれぞれ作製し、これを素子として、フルカラー表示装置を構成することができる。また、白色発光素子とするには、有機ＥＬ材料を用い異なる複数の発光色を同時に発光させて混色により白色発光を得ればよく、異なる複数の発光色を得るためには、ホスト化合物に発光ドーパントを複数組み合わせ混合する、また複数のリン光又は蛍光で発光する材料を、組み合わせ複数層で構成（また、中間層を設けても良い）する等いずれでも良い。このように、本発明の有機ＥＬ素子は、フルカラーの表示デバイス、ディスプレイに加えて、白色光源として、各種発光光源、照明装置等に用いることができる。また動画像を再生する表示デバイスとして使用する場合、駆動方式は単純マトリックス（パッシブマトリックス）方式でもアクティブマトリックス方式でもどちらでもよい。
【０１１８】
以上のように、本発明の有機ＥＬ素子の例が示されるが、本発明はこれに限定されない。
【０１１９】
［基板の製造方法及び有機ＥＬ素子の製造方法］
本発明における基板の製造方法は、基板表面に塗布液をパターニング塗布した後に表面改質処理を行うことで、塗布液を塗布した領域のみ表面改質処理の影響を受けないため、改質処理された領域と、改質処理されていない領域をパターニングすることができる。
【０１２０】
以下、本発明における基板の製造方法について説明する。なお、以下の説明は一例にすぎず、本発明の基板の製造方法はこれに限定されない。
【０１２１】
まず、基板表面の洗浄処理を行う。ここでの洗浄処理では、基板表面に付着した異物や塵等を除去する。洗浄方法は特に限定されず、例えば、プラズマ洗浄法、湿式洗浄法等により洗浄処理が施される。なお、基板表面の洗浄処理は省略されることも可能である。
【０１２２】
なお、本実施形態で用いられる基板は特に限定されない。基板として用いることができる材料としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類又はそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリル若しくはポリアリレート類、アートン（商品名ＪＳＲ社製）又はアペル（商品名三井化学社製）などが挙げられる。
【０１２３】
続いて、基板表面に改質処理を行う。この工程は、本発明に係る前処理工程に該当する。本工程においては、基板表面全体に撥液化処理を施す。その主な目的としては、後述するバンク形成工程において、バンクを形成しやすくするためである。バンクは、液体のバンク材を塗布することにより形成されることができるため、基板表面を撥液化処理することにより、バンク材が所望の位置から濡れ広がることを防ぐことが可能である。
なお、前処理工程は省略することも可能であり、前述した洗浄処理と一緒に行うことも可能である。
また、前処理工程における改質処理は撥液化処理に限定されず、他の改質処理を行ってもよい。
【０１２４】
なお、前処理工程における撥液化処理の方法としては、公知である種々の方法を用いることができるが、例えば、大気圧プラズマ処理を用いることができる。
【０１２５】
大気圧プラズマ処理は、基板表面に製膜することにより、基板表面を改質することができる。プラズマ処理に関して、以下に説明する。
【０１２６】
まず、プラズマＣＶＤ法について説明する。
【０１２７】
例えば、有機金属化合物としてＳｉ化合物を原料化合物として用い、分解ガスに酸素を用いることにより、ケイ素酸化物を得ることができ、また、分解ガスに二酸化炭素を用いることにより、ケイ素炭酸化物が生成する。これはプラズマ空間内では非常に活性な荷電粒子・活性ラジカルが高密度で存在するため、プラズマ空間内では多段階の化学反応が非常に高速に促進され、プラズマ空間内に存在する元素は熱力学的に安定な化合物へと非常に短時間で変換されるためである。
【０１２８】
このような無機物の原料としては、典型又は遷移金属元素を有していれば、常温常圧下で気体、液体、固体いずれの状態であってもかまわない。気体の場合にはそのまま放電空間に導入できるが、液体、固体の場合は、加熱、バブリング、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用する。また、溶媒によって希釈して使用してもよく、溶媒は、メタノール、エタノール、ｎ−ヘキサン等の有機溶媒及びこれらの混合溶媒が使用できる。なお、これらの希釈溶媒は、プラズマ放電処理中において、分子状、原子状に分解されるため、影響はほとんど無視することができる。
【０１２９】
原料ガスと、分解ガスを適宜選択することで、各種のケイ素炭化物、ケイ素窒化物、ケイ素酸化物、ケイ素ハロゲン化物、ケイ素硫化物を得ることができる。
【０１３０】
これらの反応性ガスに対して、主にプラズマ状態になりやすい放電ガスを混合し、プラズマ放電発生装置にガスを送りこむ。このような放電ガスとしては、窒素ガス及び／又は周期表の第１８族原子、具体的には、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドン等が用いられる。これらの中でも特に、窒素、ヘリウム、アルゴンが好ましく用いられる。
【０１３１】
上記放電ガスと反応性ガスを混合し、混合ガスとしてプラズマ放電発生装置（プラズマ発生装置）に供給することで膜形成を行う。放電ガスと反応性ガスの割合は、得ようとする膜の性質によって異なるが、混合ガス全体に対し、放電ガスの割合を５０％以上として反応性ガスを供給する。
【０１３２】
次に、大気圧プラズマ法について、さらに詳細に説明する。
【０１３３】
従来知られているプラズマＣＶＤ法は、プラズマ助成式化学的気相成長法、プラズマＣＶＤ法とも称され、各種の無機物を、立体的な形状でも被覆性、密着性がよく、かつ基板温度をあまり高くすることなしに製膜することができる手法である。
【０１３４】
通常のＣＶＤ法（化学的気相成長法）では、揮発・昇華した有機金属化合物が高温の基板表面に付着し、熱により分解反応が起き、熱的に安定な無機物の薄膜が生成されるというものである。このような通常のＣＶＤ法（熱ＣＶＤ法とも称する）では、通常５００℃以上の基板温度が必要であるため、樹脂基板への製膜には使用することができない。
【０１３５】
一方、プラズマＣＶＤ法は、基板近傍の空間に電界を印加し、プラズマ状態となった気体が存在する空間（プラズマ空間）を発生させ、揮発・昇華した有機金属化合物がこのプラズマ空間に導入されて分解反応が起きた後に基板上に吹きつけられることにより、無機物の薄膜を形成するというものである。プラズマ空間内では、数％の高い割合の気体がイオンと電子に電離しており、ガス温度は低く保たれるものの、電子温度は非常な高温のため、この高温の電子、あるいは低温ではあるがイオン・ラジカル等の励起状態のガスと接するために無機膜の原料である有機金属化合物は低温でも分解することができる。したがって、無機物を製膜する基材についても低温化することができ、プラスチック基板上へも十分製膜することが可能な製膜方法である。
【０１３６】
しかしながら、プラズマＣＶＤ法においては、ガスに電界を印加して電離させ、プラズマ状態とする必要があるため、通常は、０．１〜１０ｋＰａ程度の減圧空間で製膜するため、大面積のフィルムを製膜する際には設備が大きく操作が複雑であり、生産性の課題を抱えている方法である。
【０１３７】
これに対し、本実施形態に好適に用いることができる大気圧近傍でのプラズマＣＶＤ法（以下、大気圧プラズマＣＶＤ法あるいは大気圧プラズマ法という）は、真空下のプラズマＣＶＤ法に比べ、減圧にする必要がなく生産性が高いだけでなく、プラズマ密度が高密度であるために製膜速度が速く、さらにはＣＶＤ法の通常の条件に比較して、大気圧下という高圧力条件では、ガスの平均自由工程が非常に短いため、極めて平坦な膜が得られ、そのような平坦な膜は、光学特性が良好である。以上のことから、本実施形態の前処理工程においては、大気圧プラズマＣＶＤ法を適用することが、真空下のプラズマＣＶＤ法よりも好ましい。
【０１３８】
以下、本実施形態の前処理工程に好ましく用いられる大気圧あるいは大気圧近傍での大気圧プラズマＣＶＤ法を行う装置について詳述する。
【０１３９】
図５は、本実施形態に有用なジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示した概略図である。
【０１４０】
ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置は、プラズマ放電処理装置、二つの電源を有する電界印加手段の他に、ガス供給手段、電極温度調節手段を有している装置である。
【０１４１】
プラズマ放電処理装置１０は、第１電極１１と第２電極１２から構成されている対向電極を有しており、該対向電極間に、第１電極１１からは第１電源２１からの周波数ω１、電界強度Ｖ１、電流Ｉ１の第１の高周波電界が形成され、また第２電極１２からは第２電源２２からの周波数ω２、電界強度Ｖ２、電流Ｉ２の第２の高周波電界が形成されるようになっている。第１電源２１は第２電源２２より高い高周波電界強度（Ｖ１＞Ｖ２）を印加でき、また第１電源２１の第１の周波数ω１は第２電源２２の第２の周波数ω２より低い周波数を印加できる。
【０１４２】
第１電極１１と第１電源２１との間には、第１フィルター２３が設置されており、第１電源２１から第１電極１１への電流を通過しやすくし、第２電源２２からの電流をアースして、第２電源２２から第１電源２１への電流が通過しにくくなるように設計されている。
【０１４３】
また、第２電極１２と第２電源２２との間には、第２フィルター２４が設置されており、第２電源２２から第２電極１２への電流を通過しやすくし、第１電源２１からの電流をアースして、第１電源２１から第２電源２２への電流を通過しにくくするように設計されている。
【０１４４】
第１電極１１と第２電極１２との対向電極間（放電空間）１３に、ガス供給手段からガスＧを導入し、第１電極１１と第２電極１２から高周波電界を印加して放電を発生させ、ガスＧをプラズマ状態にしながら対向電極の下側（紙面下側）にジェット状に吹き出させて、対向電極下面と基材Ｆとで作る処理空間をプラズマ状態のガスＧ°で満たし、図示してない基材の元巻き（アンワインダー）から巻きほぐされて搬送して来るか、あるいは前工程から搬送して来る基材Ｆの上に、処理位置１４付近で薄膜を形成させる。
【０１４５】
符号２５及び２６は高周波電圧プローブを示し、符号２７及び２８はオシロスコープを示す。高周波電圧プローブ２５、２６及びオシロスコープ２７、２８で高周波電界強度（印加電界強度）と放電開始電界強度の測定が可能となっている。
【０１４６】
薄膜形成中、後述の図６に図示してあるような電極温度調節手段から媒体が配管を通って電極を加熱又は冷却する。プラズマ放電処理の際の基板の温度によっては、得られる薄膜の物性や組成等は変化することがあり、これに対して適宜制御することが望ましい。温度調節の媒体としては、蒸留水、油等の絶縁性材料が好ましく用いられる。プラズマ放電処理の際、幅手方向あるいは長手方向での基板の温度ムラができるだけ生じないように電極の内部の温度を均等に調節することが望まれる。
【０１４７】
ジェット方式の大気圧プラズマ放電処理装置は、複数基接して直列に並べて同時に同じプラズマ状態のガスを放電させることができるので、何回も処理され高速で処理することもできる。また各装置が異なったプラズマ状態のガスをジェット噴射すれば、組成の異なる層の積層薄膜を形成することもできる。
【０１４８】
図６は、本実施形態に有用な対向電極間で基板を処理する方式の大気圧プラズマ方式の大気圧プラズマ放電処理装置の一例を示す概略図である。
【０１４９】
本実施形態に有用な大気圧プラズマ放電処理装置は、少なくとも、プラズマ放電処理室３０、二つの電源を有する電界印加手段４０、ガス供給手段５０、電極温度調節手段６０を有している装置である。
【０１５０】
図６は、ロール回転電極（第１電極）３５と角筒型固定電極群（第２電極）３６との対向電極間（放電空間）３２で、フィルム状の基板（基材）をプラズマ放電処理してその表面に薄膜を形成するものである。図６においては、１対の角筒型固定電極群（第２電極）３６とロール回転電極（第１電極）３５とで、一つの電界を形成し、この１ユニットで、例えば、低炭素原子数濃度層の形成を行う。
【０１５１】
ロール回転電極（第１電極）３５と角筒型固定電極群（第２電極）３６との間の放電空間（対向電極間）３２に、ロール回転電極（第１電極）３５には第１電源４１から周波数ω１、電界強度Ｖ１、電流Ｉ１の第１の高周波電界を、また角筒型固定電極群（第２電極）３６にはそれぞれに対応する各第２電源４２から周波数ω２、電界強度Ｖ２、電流Ｉ２の第２の高周波電界をかけるようになっている。
【０１５２】
ロール回転電極（第１電極）３５と第１電源４１との間には、第１フィルター４３が設置されており、第１フィルター４３は第１電源４１から第１電極への電流を通過しやすくし、第２電源４２からの電流をアースして、第２電源４２から第１電源への電流を通過しにくくするように設計されている。また、角筒型固定電極群（第２電極）３６と第２電源４２との間には、それぞれ第２フィルター４４が設置されており、第２フィルター４４は、第２電源４２から第２電極への電流を通過しやすくし、第１電源４１からの電流をアースして、第１電源４１から第２電源への電流を通過しにくくするように設計されている。
【０１５３】
なお、本実施形態においては、ロール回転電極３５を第２電極、また角筒型固定電極群３６を第１電極としてもよい。いずれにしろ第１電極には第１電源が、また第２電極には第２電源が接続される。第１電源は第２電源より高い高周波電界強度（Ｖ１＞Ｖ２）を印加することが好ましい。また、周波数はω１＜ω２となる能力を有している。
【０１５４】
また、電流はＩ１＜Ｉ２となることが好ましい。第１の高周波電界の電流Ｉ１は、好ましくは０．３〜２０ｍＡ／ｃｍ２、さらに好ましくは１．０〜２０ｍＡ／ｃｍ２である。また、第２の高周波電界の電流Ｉ２は、好ましくは１０〜１００ｍＡ／ｃｍ２、さらに好ましくは２０〜１００ｍＡ／ｃｍ２である。
【０１５５】
ガス供給手段５０のガス発生装置５１で発生させたガスＧは、流量を制御して給気口よりプラズマ放電処理容器３１内に導入する。
【０１５６】
基板（基材）を、図示されていない元巻きから巻きほぐして搬送されてくるか、又は前工程から搬送されて来て、ガイドロール６４を経てニップロール６５で基材に同伴されて来る空気等を遮断し、ロール回転電極３５に接触したまま巻き回しながら角筒型固定電極群３６との間に移送し、ロール回転電極（第１電極）３５と角筒型固定電極群（第２電極）３６との両方から電界をかけ、対向電極間（放電空間）３２で放電プラズマを発生させる。
【０１５７】
基板（基材）はロール回転電極３５に接触したまま巻き回されながらプラズマ状態のガスにより薄膜を形成する。基板（基材）は、ニップロール６６、ガイドロール６７を経て、図示していない巻き取り機で巻き取るか、次工程に移送する。なお、放電処理済みの処理排ガスＧ′は排気口５３より排出する。
【０１５８】
本実施形態に適用できる大気圧プラズマ放電処理装置としては、上記説明した以外に、例えば、特開２００４−６８１４３号公報、同２００３−４９２７２号公報、国際公開第０２／４８４２８号パンフレット等に記載されている大気圧プラズマ放電処理装置を挙げることができる。
【０１５９】
以上説明したような大気圧プラズマ法を用いて、基板表面を撥液化処理する。なお、前処理工程における撥液化処理は、反応性ガスとしてＣＨ４（メタン）、ＣＨ３Ｆ（フルオロメタン）、ＣＨ２Ｆ２（ジフルオロメタン）、ＣＨＦ３（トリフルオロメタン）、ＣＦ４（四フッ化メタン）等を用いることが望ましい。なお、後述する第２の工程においても撥液化処理を行うが、本工程（前処理工程）における撥液化処理では、第２の工程における撥液化処理と比較して、基板表面に弱い撥液性を付与することが望ましい。
【０１６０】
続いて、基板表面にバンクを形成する。この工程は、本発明に係るバンク形成工程に該当する。バンク形成は、フォトリソグラフィ法など公知の方法を用いて行ってもよいが、本発明においては、迅速にバンクを形成可能なインクジェット法を用いてバンクを形成することが望ましい。なお、バンクを形成することにより、親液領域と撥液領域の境界をより明確にすることができる。
【０１６１】
インクジェット法について、以下に説明する。
【０１６２】
本発明においては、圧電振動子によるチャネルの変形により、バンク材料をノズルから液滴として吐出するピエゾ方式のインクジェットヘッドを利用してバンク材料を塗布する方法が好ましい。
【０１６３】
バンク材料としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。なお、これらのバンク材料は、前処理工程により基板表面が撥液化処理されている場合、バンク材料が所望の位置より濡れ広がることが防止される。
【０１６４】
インクジェット法でバンク材料を塗膜する方法として、前記吐出ヘッドを基板の搬送方向又は幅方向に移動させて塗布を行うシャトル型塗布、一つ以上の吐出ヘッドを塗布幅に配設して塗布を行うライン型塗布装置等が知られている。
【０１６５】
基板の移動速度に対応した周波数で吐出することによりバンク材料を塗布する。インクジェット法は液滴量や基板上での配置を任意に決めることができ、所望の位置にバンク材料を塗布することができる。
【０１６６】
例えば、ノズル口径２５μｍ、駆動周波数１２ｋＨｚ、ノズル数１２８、ノズル密度１８０ｄｐｉ（以下、ｄｐｉは２．５４ｃｍあたりのドット数を表す）であるピエゾ型ヘッドを用いることができる。
【０１６７】
なお、より高精細にバンクを形成するためには、インクジェット法を用いてバンク材料を塗布する前に、親液領域と撥液領域のパターンを形成することが望ましい。その理由は、バンク材料が所望の位置より濡れ広がることを防止できるためである。親液領域にバンク材料が塗布され、バンク材料が塗布された領域の周囲の領域が撥液領域であるため、バンク材料が弾かれて濡れ広がるのを防ぐことが可能である。親液領域と撥液領域のパターンを形成する方法としては、後述する第１の工程と同様の方法で塗布液を塗布し、その上から基板表面を親液化処理し、塗布液を除去する等の方法を用いることができる。ただし、このようにバンク形成工程における親液領域と撥液領域のパターン形成は、必要に応じて行えばよく、必須な工程ではない。
【０１６８】
なお、本発明においては、バンク形成は行わなくてもよく、バンクが形成されていない基板を製造しても良い。バンク形成を省く場合、バンクを形成するために必要な時間やコストを削減することができるため、オンデマンド製品へ対応しやすくなる。
さらに、本実施形態では、インクジェット法によりバンクを作製しているが、元々バンクが形成されている基板を用いてもよい。そのような場合、前述した最初の工程である基板表面の洗浄処理を行う段階で、既に基板表面にバンクが形成されていることになる。
【０１６９】
なお、バンク形成工程においては、基板表面におけるバンクによって囲まれた領域の面積が、基板表面の面積に対して５０％以上となるようバンクを形成することが望ましく、７０％以上であればより望ましい。
【０１７０】
続いて、基板表面に塗布液を塗布する。この工程は、本発明に係る第１の工程に該当する。塗布液を塗布する基板表面の領域は、後述する第２の工程における改質処理の影響を受けないようにしたい領域である。基板表面にバンクが形成されていない場合、塗布液を塗布する領域は、状況に応じて所望の領域を規定することができる。基板表面にバンクが形成されている場合、基板表面におけるバンクによって囲まれた領域に塗布液を塗布する。
【０１７１】
塗布液は、様々な形状に変形する液体であれば特に限定されないが、インクジェット法によって塗布することが可能なインクであることが望ましい。
【０１７２】
インクジェット法の詳細については、前述した方法と同じ方式を使用してよい。ただし、ノズル口径や駆動周波数等の調整可能なパラメータは、適宜調整してよい。
【０１７３】
また、塗布液を塗布する方法は、所望の領域に塗布液を塗布することが可能な方法であれば特に限定されないが、例えば、前述したようなインクジェット法、スクリーン印刷、グラビア印刷等が挙げられる。ただし、精度良く塗布液をパターニング塗布できるため、インクジェット法を用いることが望ましい。
【０１７４】
インクジェット法によって塗布する塗布液は、特に限定されず、例えば、水、プロピレングリコール、プロピレングリコールモノメチルエーテル等の混合溶媒などが挙げられる。また、塗布液の特性として、粘度が１×１０−３〜１５×１０−３Ｐａ・ｓ、表面張力が２５〜４０ｍＮ／ｍ、沸点が１３０〜２００℃であることが望ましい。
【０１７５】
また、基板表面の面積に対して、塗布液を塗布する面積の割合は５０％以上であることが望ましく、さらには７０％以上であることがより望ましい。ここで、塗布液を塗布する領域を第１の領域とする。
【０１７６】
また、基板表面において塗布液を塗布しない領域を第２の領域とする。第２の領域により基板表面に格子形状が形成されるように、塗布液を塗布することが望ましい。格子形状の線幅は、１００μｍ以下であることが望ましく、さらには、１０μｍ以下であることがのぞましい。ただし、第１の領域と第２の領域とのパターンはこれに限定されず、例えば、第１の領域と第２の領域がともに、一辺１ｍｍの正方形を形成し、その正方形が縦横交互に配置されたような形状とすることもできる。これら以外にも、第１の領域と第２の領域は、様々なパターンを形成することができ、例えば、長方形が交互に配置されたような形状、三角形が交互に配置されたような形状、さらに定形パターンの繰り返しではない不規則な形状とすることも可能である。
【０１７７】
なお、基板表面にバンクが形成されている場合、基板表面におけるバンクによって区切られた領域が第１の領域であり、バンク表面（バンク上面及び／又はバンク側面）によって形成された領域が第２の領域である。その場合に関しても、第１の領域と第２の領域が、前述したような形状となるようバンクが形成されていることが望ましい。
【０１７８】
続いて、塗布液を塗布した基板表面に改質処理を行う。この工程は、本発明に係る第２の工程に該当する。第２の工程においては、基板表面全体に撥液化処理を施す。なお、第２の工程で行う改質処理は撥液化処理に限定されず、他の処理を行ってもよい。
【０１７９】
第２の工程における撥液化処理の方法としては、大気圧下で行う方法を用いる。さらに、大気圧下で行う処理の中でも、大気圧プラズマ処理を用いることが望ましい。大気圧下で処理を行う理由は、第１の工程で塗布液を塗布しているためである。塗布液は大気圧であれば蒸発するような問題は生じないが、例えば、真空プラズマ処理などを用いた場合は、基板表面に塗布した塗布液が蒸発してしまう問題が生じる。このようなことを避けるため、第２の工程では大気圧プラズマ処理を用いることが望ましい。なお、大気圧プラズマ処理の詳細については、前述したとおりであるため、ここでは説明を省略する。ただし、第２の工程においては、前術した前処理工程と比較して、基板表面を強く撥液化処理することが望ましい。
【０１８０】
第２の工程において、基板表面が強く撥液化処理されるためには、反応性ガスとしてフルオロアルキルシラン等の直鎖有機化合物を用いることが望ましい。また、直鎖が長い化合物であるほど強く撥液化処理できるため、より望ましい。
【０１８１】
続いて、第１の工程で基板表面に塗布した塗布液を除去する。本工程は、本発明の第３の工程に該当する。
【０１８２】
塗布液を除去する方法は特に限定されず、超音波洗浄、二流体洗浄、ブラシ洗浄、ドライアイス洗浄など、公知である種々の方法を用いることができる。
【０１８３】
塗布液除去後の基板に関して、塗布液が塗布されていた領域は前処理工程により弱く撥液化処理されているが、塗布液が塗布されていなかった領域は第２の工程により強く撥液化処理されている。したがって、基板表面に撥液性が異なる領域のパターン、すなわち第１の領域と第２の領域のパターンが形成されることになる。
【０１８４】
続いて、基板表面を親液化処理する。この工程は、本発明に係る後処理工程に該当する。本工程のおける親液化処理の方法は、いかなる方法を用いてもよいが、例えば、大気圧プラズマ処理を用いることができる。
【０１８５】
また、前述の親液化処理は、塗布液が塗付されていた第１の領域におけるＣＨ４（メタン）、ＣＨ３Ｆ（フルオロメタン）、ＣＨ２Ｆ２（ジフルオロメタン）、ＣＨＦ３（トリフルオロメタン）、ＣＦ４（四フッ化メタン）等によるコーティングを除き、第１の領域に親液性を付与することが目的であり、その目的を達成できるような親液化処理を施すことが望ましい。なお、第２の領域はフルオロアルキルシラン等による強いフッ素コーティングが施されているため、本工程における親液化処理では第２の領域におけるフッ素コーティングは除去できず、撥液性を維持することが可能である。
したがって、第１の領域と第２の領域における、液に対する親和性の差を大きくし、より明確なパターニングを行うことができる。
【０１８６】
以上により、本発明に係る基板を製造することができる。なお、本発明に係る基板の製造方法はこれに限定されない。
【０１８７】
また、本発明に係る基板製造方法により製造された基板を用いて、有機ＥＬ素子を作製することができる。
【０１８８】
有機ＥＬ素子の詳細な構成は、前述したとおりであるため、説明を省略する。ただし、有機ＥＬ素子は陽極、発光層、陰極を有しており、それらが基板における第１の領域上に積層されるよう、有機ＥＬ素子を作製することが望ましい。
【０１８９】
また、有機ＥＬ素子を作製する方法は公知である種々の方法を用いることができるが、インクジェット法を用いることが望ましい。インクジェット法の詳細については、前述した方法と同じ方式を使用してよい。ただし、ノズル口径や駆動周波数等のパラメータは、適宜調整可能である。
【０１９０】
前述した陽極、発光層、陰極等の構成材料の液を塗布する順番は、特に限定されない。具体的な有機ＥＬ素子の層構成は、基板側から順に、以下（ｉ）〜（ｖ）のような例が挙げられるが、本発明はこれに限定されない。
（ｉ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極
（ii）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極
（iii）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極
（iv）陽極／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
（ｖ）陽極／陽極バッファー層／正孔輸送層／発光層／正孔阻止層／電子輸送層／陰極バッファー層／陰極
【０１９１】
また、前述した層構成の例（ｉ）〜（ｖ）は全て、基板に一番近い層が陽極であり、基板から一番遠い層が陰極であるが、この順番は逆でもよい。すなわち、上記例（ｉ）〜（ｖ）で記載される層構成は全て逆であってもよい。
【０１９２】
また、前述した層構成によると、基板に一番近い層は陽極若しくは陰極であることが望ましい。ここで、本発明で示される基板の製造方法によって製造された基板において、第１の領域は親液性であり、第２の領域は撥液性である。この場合の「親液性」及び「撥液性」とは、基板に塗布される有機ＥＬ素子の構成材料、すなわち陽極若しくは陰極を構成する材料の液との親和性を表す。したがって、陽極及び陰極を構成する材料の液は、第１の領域と親和性が高く、第２の領域と親和性が低いことが必要である。
【０１９３】
陽極や陰極を構成する材料としては、例えば金属を用いることができ、金属ナノ粒子を用いることが望ましい。また、金属原子（元素）を有し、分解等の構造変化によって金属を生じる、金属の形成材料から形成されていることが好ましい。金属インク組成物中の金属及び金属の形成材料は、１種のみでもよいし、２種以上でもよく、２種以上である場合、その組み合わせ及び比率は、任意に調節できる。
【０１９４】
金属ナノ粒子に使用される金属としては、例えば、金、銀、銅及び白金等の金属あるいは、これらを主成分とした合金等が挙げられる。これらの中でも、光の反射率が優れ、得られる有機電子デバイスの効率をより一層向上できる観点から、金及び銀が好ましい。これらの金属又は合金は、いずれか１種を単独で又は２種以上を適宜組み合わせて用いることができる。
【０１９５】
金属インク組成物としては、金属ナノ粒子の表面を保護剤で被覆し、溶媒に安定して独立分散させた構成の金属コロイドや金属ナノ粒子分散液であることが好ましい。
【０１９６】
上記に挙げたような材料で構成される陽極及び陰極、加えてその他の構成層を、インクジェット法により基板に塗布することで、精度よく所望の位置に層を形成することができる。
【０１９７】
また、上記のような方法により、比較的短時間で有機ＥＬ素子を製造することができるため、例えば、オンデマンド製品にも対応することが可能である。
【０１９８】
以上により有機ＥＬ素子を製造することができる。なお、本発明に係る有機ＥＬ素子の作製方法はこれに限定されない。
【実施例】
【０１９９】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【０２００】
［実施例１］
本発明の方法を用いて基板にバンクを形成し、基板表面に親液性と撥液性のパターンを形成する表面処理を行った。
【０２０１】
《基板の洗浄》
テクノビジョン製の紫外線オゾン洗浄装置ＵＶ−３１２を用いて、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社）に紫外線を１分間照射した後、ミクロ技研社製スピン洗浄機を用いて、超純水で１分間洗浄した。
【０２０２】
《大気圧プラズマによる弱い撥液化処理（前処理工程）》
図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、上記洗浄済みの基板の表面の撥液化処置を実施した。放電ガスとしてアルゴンガス９７％に反応性ガスとしてフッ化メタンガスを３％混合し、室温にて供給した。供給量として、１ｃｍ幅当たり５Ｌ／ｍｉｎであった。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約２ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
【０２０３】
《バンクの形成（バンク形成工程）》
コニカミノルタ製インクジェットヘッド（ＭＥＭＳヘッド１ｐＬ）を用いて、一辺１００μｍの正方形の塗布パターンを１０μｍの間隔を空けて形成するよう、塗布液を塗布した。塗布液としては、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。
次いで、図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、塗布液を塗布した前述工程後の基板を親液化処理した。放電ガスとしてアルゴンガス、反応性ガスとして酸素ガスを用い、２５℃、１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）で供給した。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約２ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
次にエアーウォーター製ドライアイス洗浄機を用いて、親液化処理した基板表面を洗浄処理することで、塗布液を除去した。これにより、親液領域と撥液領域のパターンが形成された基板を得た。
次にコニカミノルタ製インクジェットヘッド（ＭＥＭＳヘッド１ｐＬ）を用いて、親液領域と撥液領域のパターンが形成された前述工程後の基板にベルノックス社製ベルトロン樹脂３０％にメチルイソブチルケトン５０％とプロピレングリコール２０％を加え、インクを調液し、前記親液領域に塗設した。１２０℃で３０ｍｉｎ乾燥後、紫外線を５ｍｉｎ照射し硬化させてバンクを形成。これらバンク壁は、幅１０μｍで格子状に形成されていた。
【０２０４】
《塗布液の塗布（第１の工程）》
コニカミノルタ製インクジェットヘッドＫＭ１０２４ｉＳＡＥ−Ｃを用いて、基板表面に塗布液を塗布した。塗布液としては、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。前述のバンク形成後の基板に、塗布液を塗布していない領域が格子形状を形成するよう、塗布液を塗布した。この際、基板上に設けられたアライメントマークを基準とし、所定位置になるように塗布した。また、塗布液を塗布していない領域が形成する格子形状が、線幅が１０μｍとなるようにした。
【０２０５】
《大気圧プラズマによる強い撥液化処理（第２の工程）》
図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、前述の第１の工程後の基板を撥液化処理した。放電ガスとして窒素ガス、反応性ガスとしてＰＦＡＴＭＳ（パーフルオロアルキルシラン）を用い、１１０℃、１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）で供給した。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約５ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
【０２０６】
前記プラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、放電ガスと反応性ガスの混合ガスを、基板上に１０回流し、基板表面を撥液化処理した。
【０２０７】
《塗布液の除去（第３の工程）》
エアーウォーター製ドライアイス洗浄機を用いて、撥液化処理した基板表面を洗浄処理することで、第１の工程で塗布した塗布液を除去した。これにより、親液領域と撥液領域のパターンが形成された基板を得た。
【０２０８】
《大気圧プラズマによる親液化処理（後処理工程）》
図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、前述の第３の工程後の基板を親液化処理した。放電ガスとしてヘリウムガスを用い、１１０℃、１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）で供給した。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約５ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
【０２０９】
《表面組成分析》
基板に設けられたアライメントマークより、塗布液が塗布されていた領域と、塗布液が塗布されていなかった領域を特定し、それぞれの領域の異なる５か所（ｎ１〜ｎ５）に対してＸＰＳ測定によりフッ素原子の含有量を測定した。表面情報をより多く検出するため、取り出し角度は１５°で測定した。表Ｉに示すように、塗布液を塗布していた領域のフッ素原子の含有量は検出限界以下であり、塗布液を塗布していない領域のフッ素原子の含有量は３５％以上であった。
【０２１０】
【表１】
2019160453.tif 000003
【０２１１】
《接触角測定》
表面組成分析と同様に、基板に設けられたアライメントマークより、塗布液が塗布されていた領域と、塗布液が塗布されていなかった領域を特定し、それぞれの領域の異なる５か所（ｎ１〜ｎ５）に対して水とヘキサデカンに対する接触角を測定した。測定条件は、温度２０℃、湿度５０％、水とヘキサデカンの滴下量１．５μＬ、液滴の滴下から測定までの時間１０秒とした。表IIに示すように、塗布液を塗布していた領域の水に対する接触角は全て３０°以下であり、ヘキサデカンに対する接触角は全て１０°以下であった。それに対し、塗布液を塗布していなかった領域の水に対する接触角は全て１００°以上であり、ヘキサデカンに対する接触角は全て４０°以上であった。
【０２１２】
【表２】
2019160453.tif 000004
【０２１３】
［実施例２］
本発明の方法を用いて、基板表面に親液性と撥液性のパターンを形成する表面処理を行った。なお、本実施例では基板にバンクを形成せずに、親液性と撥液性のパターンを形成する表面処理を行った。
【０２１４】
《基板の洗浄》
テクノビジョン製の紫外線オゾン洗浄装置ＵＶ−３１２を用いて、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社）に紫外線を１分間照射した後、ミクロ技研社製スピン洗浄機を用いて、超純水で１分間洗浄した。
【０２１５】
《大気圧プラズマによる弱い撥液化処理（前処理工程）》
図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、上記洗浄済みの基板の表面の撥液化処置を実施した。放電ガスとしてアルゴンガス９７％に反応性ガスとしてフッ化メタンガスを３％混合し、室温にて供給した。供給量として、１ｃｍ幅当たり５Ｌ／ｍｉｎであった。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約２ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
【０２１６】
《塗布液の塗布（第１の工程）》
コニカミノルタ製インクジェットヘッドＫＭ１０２４ｉＳＡＥ−Ｃを用いて、基板表面に塗布液を塗布した。塗布液としては、トリエチレングリコールモノブチルエーテルを使用した。前述のバンク形成後の基板に、塗布液を塗布していない領域が格子形状を形成するよう、塗布液を塗布した。この際、基板上に設けられたアライメントマークを基準とし、所定位置になるように塗布した。また、塗布液を塗布していない領域が形成する格子形状が、線幅が１０μｍとなるようにした。
【０２１７】
《大気圧プラズマによる強い撥液化処理（第２の工程）》
図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、前述の第１の工程後の基板を撥液化処理した。放電ガスとして窒素ガス、反応性ガスとしてＰＦＡＴＭＳ（パーフルオロアルキルシラン）を用い、１１０℃、１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）で供給した。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約５ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
【０２１８】
前記プラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、放電ガスと反応性ガスの混合ガスを、基板上に１０回流し、基板表面を撥液化処理した。
【０２１９】
《塗布液の除去（第３の工程）》
エアーウォーター製ドライアイス洗浄機を用いて、撥液化処理した基板表面を洗浄処理することで、第１の工程で塗布した塗布液を除去した。これにより、親液領域と撥液領域のパターンが形成された基板を得た。
【０２２０】
《大気圧プラズマによる親液化処理（後処理工程）》
図５記載のプラズマジェット型大気圧プラズマ装置を用いて、前述の第３の工程後の基板を親液化処理した。放電ガスとしてヘリウムガスを用い、１１０℃、１Ｌ／（ｍｉｎ・ｃｍ）で供給した。また、プラズマ生成に用いた電源は、ハイデン研究所製ＰＨＦ２−Ｋであり、約５ｋＶの電圧をかけてプラズマを生成した。
【０２２１】
《表面組成分析》
基板に設けられたアライメントマークより、塗布液が塗布されていた領域と、塗布液が塗布されていなかった領域を特定し、それぞれの領域の異なる５か所（ｎ１〜ｎ５）に対してＸＰＳ測定によりフッ素原子の含有量を測定した。表面情報をより多く検出するため、取り出し角度は１５°で測定した。表IIIに示すように、塗布液を塗布していた領域のフッ素原子の含有量は検出限界以下であり、塗布液を塗布していない領域のフッ素原子の含有量は３５％以上であった。
【０２２２】
【表３】
2019160453.tif 000005
【０２２３】
《接触角測定》
表面組成分析と同様に、基板に設けられたアライメントマークより、塗布液が塗布されていた領域と、塗布液が塗布されていなかった領域を特定し、それぞれの領域の異なる５か所（ｎ１〜ｎ５）に対して水とヘキサデカンに対する接触角を測定した。測定条件は、温度２０℃、湿度５０％、水とヘキサデカンの滴下量１．５μＬ、液滴の滴下から測定までの時間１０秒とした。表IVに示すように、塗布液を塗布していた領域の水に対する接触角は全て３０°以下であり、ヘキサデカンに対する接触角は全て１０°以下であった。それに対し、塗布液を塗布していなかった領域の水に対する接触角は全て１００°以上であり、ヘキサデカンに対する接触角は全て４０°以上であった。
【０２２４】
【表４】
2019160453.tif 000006
【０２２５】
［比較例］
特開２０００−３５３５９４号公報に記載の方法を用いて、基板上にバンクを形成し、基板表面に親液化処理と撥液化処理を順に施す表面処理を行った。
【０２２６】
《基板の洗浄》
テクノビジョン製の紫外線オゾン洗浄装置ＵＶ−３１２を用いて、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス（コーニング社）に紫外線を１分間照射した後、ミクロ技研社製スピン洗浄機を用いて、超純水で１分間洗浄した。
【０２２７】
《バンク形成》
洗浄後の基板上にポリイミド溶液を塗設し、４００℃にて４時間焼成した後、フォトリソプロセスによって、１ｍｍ角の凹凸パターンを１ｍｍ間隔で格子状に形成した。パターン位置は、基板に設けられたアライメントマークに対し、所定位置に配置して形成した。
【０２２８】
《基板の親液化処理》
バンクが形成された基板に、Ｈｅガス９０％、酸素ガス１０％の混合ガスを用いて大気圧プラズマ処理を行い、基板表面を親液化処理した。
【０２２９】
《基板の撥液化処理》
基板表面を親液化処理した後、Ｈｅガス９０％、ＣＦ４（四フッ化メタン）ガス１０％の混合ガスに切り替えて大気圧プラズマ処理を行い、基板表面を撥液処理した。これにより、表面処理を施した基板を得た。
【０２３０】
《表面組成分析》
基板に設けられたアライメントマークより、バンクを形成する凸部と、塗布液が収まる凹部に対して、ＸＰＳ測定によりフッ素原子の含有量を測定した。測定は異なる５か所（ｎ１〜ｎ５）で行った。表面情報をより多く検出するため、取り出し角度は１５°で測定した。表Ｖに示すように、凹部と凸部でフッ素の存在比率の違いは小さく、両者で有意差は検出されなかった。
【０２３１】
【表５】
2019160453.tif 000007
【０２３２】
《接触角測定》
表面組成分析と同様に、基板に設けられたアライメントマークより、凹部と凸部に対して、水とヘキサデカンに対する接触角を測定した。測定条件は、温度２０℃、湿度５０％、水とヘキサデカンの滴下量１．５μＬ、液滴の滴下から測定までの時間１０秒とした。測定は異なる５か所（ｎ１〜ｎ５）で行った。表VIに示すように、表面組成分析と同様、凹部と凸部で有意差は検出されなかった。
【０２３３】
【表６】
2019160453.tif 000008
【符号の説明】
【０２３４】
１：基板
１ａ：第１の領域
１ｂ：第２の領域
２：バンク
３：陽極
４：正孔輸送層
５：発光層
６：電子輸送層
７：陰極
１０：プラズマ放電処理装置
１１：第１電極
１２：第２電極
１３：対向電極間（放電空間）
１４：処理位置
２１：第１電源
２２：第２電源
２３：第１フィルター
２４：第２フィルター
２５：高周波電圧プローブ
２６：高周波電圧プローブ
２７：オシロスコープ
２８：オシロスコープ
３０：プラズマ放電処理室
３１：プラズマ放電処理容器
３２：対向電極間（放電空間）
３５：ロール回転電極（第１電極）
３６：角筒型固定電極群（第２電極）
４０：電界印加手段
４１：第１電源
４２：第２電源
４３：第１フィルター
４４：第２フィルター
５０：ガス供給手段
５１：ガス発生装置
５３：排気口
６０：電極温度調節手段
６４：ガイドロール
６５：ニップロール
６６：ニップロール
６７：ガイドロール
Ｆ：基材
Ｇ：ガス
Ｇ°：プラズマ状態のガス
Ｇ′：放電処理済みの処理排ガス
【図１】
2019160453.tif 000009
【図２】
2019160453.tif 000010
【図３】
2019160453.tif 000011
【図４】
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【図５】
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【図６】
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