(57)【要約】【課題】優れた発光効率と発光寿命とを有する有機ＥＬ素子の製造方法、有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置、電子機器を提供すること。【解決手段】有機ＥＬ素子１３０は、陽極としての画素電極１３１と、陰極としての対向電極１３４との間に、画素電極１３１側から順に積層された、正孔注入層１３２ａ、正孔輸送層１３２ｂ、発光層１３２ｃを少なくとも含む機能層１３２を備え、有機ＥＬ素子１３０の製造方法は、正孔注入層１３２ａ、正孔輸送層１３２ｂ、発光層１３２ｃのうち、少なくとも１つの層を低分子材料と高分子材料とを含む溶液を塗布して形成する工程を有し、低分子材料の分子量が１万以下、高分子材料の分子量が１万以上３０万以下であり、溶液に含まれる低分子材料及び高分子材料の重量に対して、低分子材料の混合割合が１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極と陰極との間に、前記陽極側から順に積層された、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を少なくとも含む機能層を有する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、前記発光層のうち、少なくとも１つの層を低分子材料と高分子材料とを含む溶液を塗布して形成する工程を有し、
前記低分子材料の分子量が１万以下、前記高分子材料の重量平均分子量が１万以上３０万以下であり、
前記溶液に含まれる前記低分子材料及び前記高分子材料の重量に対して、前記低分子材料の混合割合が１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記高分子材料は、ポリメタクリル酸メチル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール及びこれらの誘導体から選ばれることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記低分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ１とし、前記高分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ２とすると、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす前記高分子材料が選ばれることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
前記機能層において、下層に積層される上層の形成に用いられる前記溶液に含まれる前記高分子材料は前記下層に含まれる前記高分子材料と同種であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記溶液は、前記高分子材料を溶解させる良溶媒を含み、
前記良溶媒の沸点が２００℃以上であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
陽極と、
陰極と、
前記陽極と前記陰極との間に、前記陽極側から順に積層された、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を少なくとも含む機能層と、を有し、
前記正孔注入層、前記正孔輸送層、前記発光層のうち、少なくとも１つの層が低分子材料と高分子材料とを含み、
前記低分子材料の分子量が１万以下、前記高分子材料の重量平均分子量が１万以上３０万以下であり、
前記低分子材料及び前記高分子材料の重量に対して、前記低分子材料の混合割合が１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項７】
前記高分子材料は、ポリメタクリル酸メチル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール及びこれらの誘導体から選ばれることを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項８】
前記低分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ１とし、前記高分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ２とすると、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす前記高分子材料が選ばれることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項９】
前記機能層において、下層に積層される上層に含まれる前記高分子材料は前記下層に含まれる前記高分子材料と同種であることを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ素子。
【請求項１０】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を用いて製造された有機ＥＬ素子または請求項６乃至９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子を備えたことを特徴とする有機ＥＬ装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法、有機ＥＬ素子、該有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機エレクトロルミネッセンス（Electro−Luminescence；ＥＬ）素子は、陽極と陰極との間に有機化合物からなる発光材料を含む機能層を有している。このような機能層を形成する方法としては、真空蒸着法などの気相プロセス（乾式法とも言う）や、機能層形成材料を溶媒に溶解あるいは分散させた溶液を用いる液相プロセス（湿式法あるいは塗布法とも言う）が知られている。一般的に、気相プロセスでは低分子材料が好適に用いられ、液相プロセスでは成膜性の観点から高分子材料が用いられている。高分子材料は、低分子材料に比べて発光効率や発光寿命の点で劣る場合があることが知られている。その一方で、液相プロセスは気相プロセスに比べて、大型基板上に有機ＥＬ素子を比較的に容易に形成できることから、継続的に開発が行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、正孔注入・輸送層が高分子材料を湿式法により成膜して得られる高分子正孔注入・輸送層であり、発光層が低分子発光材料を湿式法により成膜して得られる低分子発光層である有機ＥＬ素子が開示されている。該低分子発光材料として、アントラセン骨格やピレン骨格を有する非対称低分子化合物が挙げられている。
【０００４】
また、例えば、特許文献２には、青色の第１有機ＥＬ素子及びその他の色の第２有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、第２有機ＥＬ素子の第２有機発光層を低分子材料及び高分子材料を含む混合材料を用いた塗布法により形成する方法が開示されている。特許文献２によれば、低分子材料とは例えば重量平均分子量が５万以下のモノマーが挙げられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１９０７５９号公報
【特許文献２】特開２０１１−２３３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１には、発光層の形成方法として、低分子発光材料を１ｗｔ％含むトルエン溶液を用いて、スピンコート法で成膜して、青色の発光が得られる発光層を形成する例が示されている。しかしながら、フラットディスプレイパネルの画素に有機ＥＬ素子を適用する場合には、青色だけでなく、赤色や緑色などの発光が得られる有機ＥＬ素子を基板上に作り込む必要がある。つまり、各色の画素に対応して、低分子発光材料を含む溶液を選択的に塗り分ける必要が生ずる。そうすると、スピンコート法のように溶液を基板の全面に塗布して成膜する場合に比べて、選択的に塗り分けられた領域において低分子材料の凝集が生じて塗布ムラになり易いという課題がある。
【０００７】
一方、特許文献２では、低分子材料と高分子材料とが混合された混合材料を含む溶液または分散液を選択的に塗布する方法として、インクジェット法やノズルコート法などの液滴吐出法を挙げている。また、特許文献２では、低分子材料の重量平均分子量を５万以下としているが、有機ＥＬ素子における発光効率や発光寿命をさらに改善するために、より小さな重量平均分子量の低分子材料を使いたいという要望がある。すなわち、溶液の選択的な塗り分けにおける成膜性と、成膜後に求められる特性とを両立させることができる有機ＥＬ素子の製造方法が求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。
【０００９】
［適用例］本適用例に係わる有機ＥＬ素子の製造方法は、陽極と陰極との間に、前記陽極側から順に積層された、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を少なくとも含む機能層を有する有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記正孔注入層、前記正孔輸送層、前記発光層のうち、少なくとも１つの層を低分子材料と高分子材料とを含む溶液を塗布して形成する工程を有し、前記低分子材料の分子量が１万以下、前記高分子材料の重量平均分子量が１万以上３０万以下であり、前記溶液に含まれる前記低分子材料及び前記高分子材料の重量に対して、前記低分子材料の混合割合が１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１０】
本適用例によれば、上記溶液を選択的に塗布したとしても、塗布された上記溶液の乾燥過程では、上記溶液の粘度が上昇して、低分子材料の移動が抑制されるため、低分子材料の凝集による成膜不良が低減される。すなわち、成膜不良が低減され、優れた発光効率と発光寿命とを有する有機ＥＬ素子を製造することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供できる。
【００１１】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子の製造方法において、前記高分子材料は、ポリメタクリル酸メチル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール及びこれらの誘導体から選ばれることが好ましい。
この方法によれば、上記高分子材料を用いることにより、インクジェット法やノズルコート法などの液滴吐出法に適した溶液とすることができ、液滴吐出法における溶液の吐出性と成膜性とを両立させることができる。
【００１２】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子の製造方法において、前記低分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ１とし、前記高分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ２とすると、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす前記高分子材料が選ばれることが好ましい。
有機ＥＬ素子の発光層では、陽極から注入された正孔と、陰極から注入された電子とが励起子（エキシトン）を形成し、励起子（エキシトン）が消滅する際（電子と正孔とが再結合する際）にエネルギーの一部が蛍光や燐光となって放出される。
つまり、溶液に含まれる低分子材料や高分子材料のバンドギャップ（電子におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位との差）の大きさは、発光を導くエネルギーに関連する。低分子材料のバンドギャップＥｇ１よりも小さいバンドギャップＥｇ２の高分子材料を用いると、発光を導くエネルギーの一部がバンドギャップが小さい高分子材料に吸収されたり、エキサイプレックスが形成されたりする。その結果、発光を導くエネルギーが実質的に小さくなって発光波長が狙いの波長よりも長波長となり、発光効率の低下や狙った色度が得られなくなるおそれがある。
本適用例によれば、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす前記高分子材料が選ばれるので、優れた発光効率と狙った色度とが得られる有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００１３】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子の製造方法では、前記機能層において、下層に積層される上層の形成に用いられる前記溶液に含まれる前記高分子材料は前記下層に含まれる前記高分子材料と同種であることが好ましい。
この方法によれば、下層と上層との密着性が確保されるので、密着性の不足に起因する成膜不良を低減することができる。
【００１４】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子の製造方法において、前記溶液は、前記高分子材料を溶解させる良溶媒を含み、前記良溶媒の沸点が２００℃以上であることが好ましい。
この方法によれば、沸点が２００℃以上の良溶媒を用いることにより、液滴吐出法に適した溶液とすることができ、安定した吐出性が得られる。すなわち、必要な領域に必要な量の溶液を安定的に塗布することができる。
【００１５】
［適用例］本適用例に係わる有機ＥＬ素子は、陽極と、陰極と、前記陽極と前記陰極との間に、前記陽極側から順に積層された、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を少なくとも含む機能層と、を有し、前記正孔注入層、前記正孔輸送層、前記発光層のうち、少なくとも１つの層が低分子材料と高分子材料とを含み、前記低分子材料の分子量が１万以下、前記高分子材料の重量平均分子量が１万以上３０万以下であり、前記低分子材料及び前記高分子材料の重量に対して、前記低分子材料の混合割合が１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％であることを特徴とする。
【００１６】
本適用例によれば、前記正孔注入層、前記正孔輸送層、前記発光層のうち、少なくとも１つの層が低分子材料と高分子材料とを含んでいるので、低分子材料を単独で用いた場合に近い発光効率と、高分子材料を単独で用いた場合に近い成膜の安定性とが実現され、優れた発光効率と発光寿命とを有する有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００１７】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子において、前記高分子材料は、ポリメタクリル酸メチル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ノルボルネン樹脂、フッ素樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリパラフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリビニルカルバゾール及びこれらの誘導体から選ばれることが好ましい。
この構成によれば、安定した成膜性を実現可能な有機ＥＬ素子を提供できる。
【００１８】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子において、前記低分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ１とし、前記高分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ２とすると、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす前記高分子材料が選ばれることが好ましい。
この構成によれば、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす高分子材料が選ばれ、発光を導くエネルギーの一部が高分子材料に吸収され難くなったり、低分子材料と高分子材料との間でエキサイプレックスが形成され難くなったりする。したがって、発光を導くエネルギーが無駄に消費されないので、優れた発光効率と狙った色度とが得られる有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００１９】
上記適用例に係わる有機ＥＬ素子では、前記機能層において、下層に積層される上層に含まれる前記高分子材料は前記下層に含まれる前記高分子材料と同種であることが好ましい。
この構成によれば、機能層における下層と上層との間に密着性が改善され、安定した成膜性を確保できる。ゆえに、優れた発光効率と発光寿命とを有する有機ＥＬ素子を提供できる。
【００２０】
［適用例］本適用例に係わる有機ＥＬ装置は、上記適用例に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を用いて製造された有機ＥＬ素子または上記適用例に記載の有機ＥＬ素子を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、優れた発光効率と発光寿命とを兼ね備えた有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００２１】
［適用例］本適用例に係わる電子機器は、上記適用例に記載の有機ＥＬ装置を備えたことを特徴とする。
本適用例によれば、優れた発光効率と発光寿命とを兼ね備えた電子機器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態の有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図。
【図２】第１実施形態の有機ＥＬ装置の構成を示す概略平面図。
【図３】第１実施形態の有機ＥＬ装置の画素の構造を示す概略断面図。
【図４】有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図。
【図５】有機ＥＬ素子の製造方法を示すフローチャート。
【図６】（ａ）〜（ｅ）は有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略断面図。
【図７】（ｆ）〜（ｈ）は有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略断面図。
【図８】第２実施形態の有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図。
【図９】実施例と比較例における正孔輸送層の材料構成を示す表。
【図１０】実施例と比較例における正孔輸送層の成膜時の膜欠陥の有無、有機ＥＬ素子の発光効率及び素子寿命を示す表。
【図１１】（ａ）は比較例１の正孔輸送層の成膜状態を示す写真、（ｂ）は実施例の正孔輸送層の成膜状態を示す写真。
【図１２】機能層における正孔注入層、正孔輸送層、発光層に適用可能な低分子材料と高分子材料とを示す表。
【図１３】（ａ）は電子機器の一例であるノート型のパーソナルコンピューターを示す概略図、（ｂ）は電子機器の一例である薄型テレビ（ＴＶ）を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を具体化した実施形態について図面に従って説明する。なお、使用する図面は、説明する部分が認識可能な状態となるように、適宜拡大または縮小して表示している。
【００２４】
なお、以下の形態において、例えば「基板上に」と記載された場合、基板の上に接するように配置される場合、または基板の上に他の構成物を介して配置される場合、または基板の上に一部が接するように配置され、一部が他の構成物を介して配置される場合を表すものとする。
【００２５】
（第１実施形態）
まず、本実施形態の有機ＥＬ素子が適用された有機ＥＬ装置について、図１〜図３を参照して説明する。図１は有機ＥＬ装置の電気的な構成を示す等価回路図、図２は有機ＥＬ装置の構成を示す概略平面図、図３は有機ＥＬ装置の画素の構造を示す概略断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、互いに交差する複数の走査線１１２及び複数のデータ線１１３と、複数のデータ線１１３のそれぞれに対して並列する電源線１１４とを有している。複数の走査線１１２が接続される走査線駆動回路１０３と、複数のデータ線１１３が接続されるデータ線駆動回路１０４とを有している。また、複数の走査線１１２と複数のデータ線１１３との各交差部に対応してマトリックス状に配置された複数の発光画素１０７を有している。
【００２７】
発光画素１０７は、発光素子である有機ＥＬ素子１３０と、有機ＥＬ素子１３０の駆動を制御する画素回路１１１とを有している。
【００２８】
有機ＥＬ素子１３０は、陽極としての画素電極１３１と、陰極としての対向電極１３４と、画素電極１３１と対向電極１３４との間に設けられた発光層を含む機能層１３２とを有している。このような有機ＥＬ素子１３０は電気的にダイオードとして表記することができる。なお、対向電極１３４は複数の発光画素１０７に亘る共通電極として形成されている。
【００２９】
画素回路１１１は、スイッチング用トランジスター１２１と、駆動用トランジスター１２２と、蓄積容量１２３とを含んでいる。２つのトランジスター１２１，１２２は、例えばｎチャネル型もしくはｐチャネル型の薄膜トランジスター（ＴＦＴ；Thin  Film  transistor）やＭＯＳトランジスターを用いて構成することができる。
【００３０】
スイッチング用トランジスター１２１のゲートは走査線１１２に接続され、ソースまたはドレインのうち一方がデータ線１１３に接続され、ソースまたはドレインのうち他方が駆動用トランジスター１２２のゲートに接続されている。
駆動用トランジスター１２２のソースまたはドレインのうち一方が有機ＥＬ素子１３０の画素電極１３１に接続され、ソースまたはドレインのうち他方が電源線１１４に接続されている。駆動用トランジスター１２２のゲートと電源線１１４との間に蓄積容量１２３が接続されている。
【００３１】
走査線１１２が駆動されてスイッチング用トランジスター１２１がオン状態になると、そのときにデータ線１１３から供給される画像信号に基づく電位がスイッチング用トランジスター１２１を介して蓄積容量１２３に保持される。該蓄積容量１２３の電位すなわち駆動用トランジスター１２２のゲート電位に応じて、駆動用トランジスター１２２のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用トランジスター１２２がオン状態になると、電源線１１４から駆動用トランジスター１２２を介して画素電極１３１と対向電極１３４とに挟まれた機能層１３２にゲート電位に応じた大きさの電流が流れる。有機ＥＬ素子１３０は、機能層１３２を流れる電流の大きさに応じて発光する。
なお、画素回路１１１の構成は、これに限定されるものではない。例えば、駆動用トランジスター１２２と画素電極１３１との間に、駆動用トランジスター１２２と画素電極１３１との間の導通を制御する発光制御用トランジスターを備えていてもよい。
【００３２】
図２に示すように、有機ＥＬ装置１００は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光（発光色）が得られる発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂを有している。各発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂは略矩形状であり、表示領域Ｅにおいてマトリックス状に配置されている。発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂのそれぞれには、対応する色の発光が得られる有機ＥＬ素子１３０が設けられている。同色の発光が得られる発光画素１０７が図面上において垂直方向（列方向あるいは発光画素１０７の長手方向）に配列し、異なる発光色の発光画素１０７が図面上において水平方向（行方向あるいは発光画素１０７の短手方向）にＲ，Ｇ，Ｂの順で配列している。すなわち、異なる発光色の発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂが所謂ストライプ方式で配置されている。
【００３３】
このような有機ＥＬ装置１００を表示装置として用いるならば、異なる発光色が得られる３つの発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂを１つの表示画素単位１０８として、それぞれの発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂは電気的に制御される。これによりフルカラー表示が可能となる。
【００３４】
なお、異なる発光色の発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂの平面形状と配置は、これに限定されるものではなく、例えば、デルタ方式、モザイク方式の配置であってもよい。また、発光画素１０７は、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色に対応して設けられることに限定されず、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）以外の例えば黄色（Ｙ）の発光が得られる発光画素１０７を含んでいてもよい。
【００３５】
図３に示すように、有機ＥＬ装置１００において、有機ＥＬ素子１３０は、陽極としての画素電極１３１と、画素電極１３１を区画する隔壁１３３と、画素電極１３１上に形成された発光層を含む機能層１３２とを有している。また、機能層１３２を介して画素電極１３１と対向するように形成された共通電極としての対向電極１３４を有している。
【００３６】
隔壁１３３は、多官能アクリル樹脂などの絶縁性を有する感光性樹脂材料からなり、発光画素１０７を構成する画素電極１３１の周囲を一部覆って、複数の画素電極１３１をそれぞれ区画するように設けられている。
【００３７】
画素電極１３１は、素子基板１０１上に形成された駆動用トランジスター１２２の３端子のうちの１つに接続している。対向電極１３４は、例えば、ＧＮＤなどの固定電位が与えられている。画素電極１３１と対向電極１３４との間に駆動電位を印加することにより、画素電極１３１から機能層１３２に正孔が注入され、対向電極１３４から機能層１３２に電子が注入される。機能層１３２に含まれる発光層では、注入された正孔と電子が励起子（エキシトン）を形成し、励起子（エキシトン）が消滅する際（電子と正孔とが再結合する際）にエネルギーの一部が蛍光や燐光となって放出される。以降、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂに対応して設けられた有機ＥＬ素子１３０の機能層１３２を、発光色に対応させて機能層１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂと呼ぶこともある。
【００３８】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、ボトムエミッション型の構造となっており、画素電極１３１と対向電極１３４との間に駆動電流を流して機能層１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂで発光した光を対向電極１３４で反射させて素子基板１０１側から取り出す。したがって、素子基板１０１はガラスなどの透明基板を用いる。また、素子基板１０１に対して封着層１３５を介して対向配置される封止基板１０２は、透明基板及び不透明基板のいずれも用いることができる。不透明基板としては、例えば、アルミナなどのセラミックス、ステンレススチールなどの金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【００３９】
素子基板１０１には、有機ＥＬ素子１３０を駆動する画素回路１１１が設けられている。すなわち、素子基板１０１の表面には、例えばシリコン酸化物（ＳｉＯ2）を主体とする下地絶縁膜１１５が形成され、その上には、駆動用トランジスター１２２の半導体層１２２ａが形成されている。半導体層１２２ａは例えばポリシリコンからなる。この半導体層１２２ａの表面には、例えばＳｉＯ2及び／又はＳｉＮを主体とするゲート絶縁膜１１６が形成されている。
【００４０】
また、半導体層１２２ａのうち、ゲート絶縁膜１１６を挟んでゲート電極１２６と重なる領域がチャネル領域とされている。なお、このゲート電極１２６は、図示省略された走査線１１２に電気的に接続されている。半導体層１２２ａ及びゲート電極１２６を覆って、ＳｉＯ2を主体とする第１層間絶縁膜１１７が形成されている。
【００４１】
また、半導体層１２２ａのうち、チャネル領域のソース側には、低濃度ソース領域及び高濃度ソース領域１２２ｃが設けられる一方、チャネル領域のドレイン側には低濃度ドレイン領域及び高濃度ドレイン領域１２２ｂが設けられて、所謂ＬＤＤ（Light  Doped  Drain）構造となっている。これらのうち、高濃度ソース領域１２２ｃは、ゲート絶縁膜１１６と第１層間絶縁膜１１７とにわたって開孔するコンタクトホール１２５ａを介して、ソース電極１２５に接続されている。このソース電極１２５は、電源線１１４（図示せず）の一部として構成されている。一方、高濃度ドレイン領域１２２ｂは、ゲート絶縁膜１１６と第１層間絶縁膜１１７とに亘って開孔するコンタクトホール１２４ａを介して、ソース電極１２５と同一配線層に設けられたドレイン電極１２４に接続されている。
【００４２】
ソース電極１２５及びドレイン電極１２４が形成された第１層間絶縁膜１１７の上層には、第２層間絶縁膜１１８が形成されている。この第２層間絶縁膜１１８は、画素回路１１１を構成する駆動用トランジスター１２２などや、ソース電極１２５、ドレイン電極１２４などによる表面の凹凸をなくすために形成されたものであり、第１層間絶縁膜１１７と同様にＳｉＯ2を主体として構成され、ＣＭＰ（Chemical  Mechanical  Polishing）などの平坦化処理が施されている。
【００４３】
そして、画素電極１３１が、この第２層間絶縁膜１１８の表面上に形成されると共に、第２層間絶縁膜１１８に設けられたコンタクトホール１１８ａを介してドレイン電極１２４に接続されている。すなわち、画素電極１３１は、ドレイン電極１２４を介して、半導体層１２２ａの高濃度ドレイン領域１２２ｂに接続されている。対向電極１３４は、ＧＮＤに接続されている。したがって、駆動用トランジスター１２２により、前述した電源線１１４から画素電極１３１に供給され対向電極１３４との間で流れる駆動電流が制御される。これにより、画素回路１１１は、所望の有機ＥＬ素子１３０を発光させカラー表示を可能としている。
【００４４】
機能層１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂのそれぞれは、正孔注入層、正孔輸送層、発光層を含む複数の薄膜層からなり、画素電極１３１側からこの順で積層されている。本実施形態において、正孔注入層、正孔輸送層、発光層は、液滴吐出法（インクジェット法）を用いて成膜されている。機能層１３２の詳しい構成については、後述するが、正孔注入層、正孔輸送層、発光層のうち少なくとも１つの薄膜層が、低分子材料と高分子材料とを含んでいる。本実施形態において、低分子材料とは、分子量が１万以下のモノマーを指し、高分子材料とは重量平均分子量が１万以上のポリマーを指す。
【００４５】
このような有機ＥＬ素子１３０を有する素子基板１０１は、熱硬化型エポキシ樹脂などを封着部材として用いた封着層１３５を介して封止基板１０２と隙間なくベタ封止されている。
【００４６】
本実施形態の有機ＥＬ装置１００の有機ＥＬ素子１３０は、後述する製造方法を用いて製造されており、正孔注入層、正孔輸送層、発光層のそれぞれがほぼ一定の膜厚と安定した膜形状（断面形状）を有しているため、異なる発光色が得られる機能層１３２Ｒ，１３２Ｇ，１３２Ｂにおいてそれぞれ所望の発光効率と発光寿命とが得られる。
【００４７】
なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１００は、ボトムエミッション型に限定されず、例えば画素電極１３１を光反射性の導電材料を用いて形成し、陰極としての対向電極１３４を透明な導電材料を用いて形成して、有機ＥＬ素子１３０の発光を画素電極１３１で反射させて、封止基板１０２側から取り出すトップエミッション型の構造としてもよい。また、トップエミッション型とする場合、有機ＥＬ素子１３０の発光色に対応させたカラーフィルターを各有機ＥＬ素子１３０に対応させて設ける構成としてもよい。さらには、有機ＥＬ装置１００がカラーフィルターを有する場合、有機ＥＬ素子１３０から白色発光が得られる構成としてもよい。
【００４８】
次に、有機ＥＬ素子１３０の構成について、図４を参照して説明する。図４は有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図である。
図４に示すように、有機ＥＬ素子１３０は、素子基板１０１上に形成された陽極としての画素電極１３１と、画素電極１３１に対向配置される陰極としての対向電極１３４と、画素電極１３１と対向電極１３４との間に挟持された機能層１３２とを有している。機能層１３２は、画素電極１３１側から順に積層された、正孔注入層１３２ａ、正孔輸送層１３２ｂ、発光層１３２ｃ、電子輸送層１３２ｄ、電子注入層１３２ｅを含んでいる。以降、有機ＥＬ素子１３０の各構成について詳しく説明する。
【００４９】
［画素電極］
画素電極１３１は、機能層１３２に対して正孔を注入するための電極であり、仕事関数が大きく、導電性に優れる透明電極材料を用いることが好ましい。該透明電極材料としては、例えば、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）、ＩＺＯ（Indium  Zinc  Oxide）、Ｉｎ2Ｏ3、ＳｎＯ2、フッ素添加ＳｎＯ2、Ｓｂ添加ＳｎＯ2、ＺｎＯ、Ａｌ添加ＺｎＯ、Ｇａ添加ＺｎＯなどの金属酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金などが挙げられる。また、これらのうちの２種以上を組み合わせて用いることもできる。これらの透明電極材料を蒸着や各種スパッタリング（ＲＦマグネトロンスパッタ）で成膜後、フォトリソグラフィー法でパターン形成を行う。画素電極１３１の厚みは特に限定されないが、１０ｎｍ以上、２００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、３０ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００５０】
［正孔注入層］
正孔注入層１３２ａは、画素電極１３１からの正孔の注入を容易にする機能を有するものである。このような正孔注入層１３２ａの材料としては、液相プロセスを用いて形成し得るように、導電性高分子材料（または導電性オリゴマー材料）に電子受容性ドーパントを添加したイオン伝導性正孔注入材料が好適に用いられる。このようなイオン伝導性正孔注入材料としては、例えば、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）のようなポリチオフォン系正孔注入材料や、ポリアニリン−ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＡＮＩ／ＰＳＳ）のようなポリアニリン系正孔注入材料が使用できる。これらの正孔注入材料は、液滴吐出法（インクジェット法など）、スクリーン印刷などの液相プロセスを用いて塗布される。塗布後、乾燥、焼成を行い成膜化される。このような正孔注入層１３２ａの厚みは、特に限定されないが、５ｎｍ以上、１５０ｎｍ以下程度であるのが好ましく、１０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。
なお、正孔注入層１３２ａは、有機ＥＬ素子１３０を構成する、画素電極１３１、正孔輸送層１３２ｂ及び発光層１３２ｃの構成材料の種類及びその膜厚などの組み合わせによっては省略することもできる。
【００５１】
［正孔輸送層］
正孔輸送層１３２ｂは、正孔注入層１３２ａと発光層１３２ｃとの間に設けられ、発光層１３２ｃに対する正孔の輸送性（注入性）を向上させると共に、発光層１３２ｃから正孔注入層１３２ａに電子が侵入することを抑制するために設けられている。すなわち、発光層１３２ｃにおける正孔と電子との結合による発光の効率を改善するものである。本実施形態では、正孔輸送層１３２ｂは、低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含んでいる。正孔輸送材料は、特に限定されないがアミン化合物を用いることができる。例えば、ＴＰＤ（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）、α−ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’ビス（１−ナフチル）−１，１’ビフェニル−４，４’−ジアミン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（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）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４”−トリス（Ｎ，Ｎ−（２−ナフチル）フェニルアミノ）トリフェニルアミン）、ＴＣＴＡ（トリス−（４−カルバゾイル−９−イル−フェニル）−アミンなどを用いることができる。
【００５２】
上記高分子材料としては、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、ポリアニリン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリチオフェン誘導体、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）、ポリエチレンスルホン（ＰＥＳ）、ポリオレフィン（ＰＯ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセチレート、セルローストリアセテート、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、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などのセルロースエステル類とそれら誘導体、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、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、ポリスルホン類、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、ナイロン、ポリメチルメタクリエート（ＰＭＭＡ）、アクリル、ポリアリレート、有機無機ハイブリッド樹脂などを用いることができる。低分子材料と高分子材料の混合割合は、低分子材料が重量比で０．１ｗｔ％〜９９．９ｗｔ％の範囲で混合して用いることができる。
【００５３】
これらの正孔輸送材料（低分子材料）及び高分子材料を含む混合物もまた液滴吐出法（インクジェット法）、スクリーン印刷などの液相プロセスを用いて塗布される。塗布後、乾燥、焼成を行い成膜化される。本実施形態では、液相プロセスとして液滴吐出法（インクジェット法）を用いることから、高分子材料の重量平均分子量が１万以上３０万以下であることが好ましく、低分子材料の上記混合割合は１０ｗｔ％以上９０ｗｔ％以下が好ましい。
このように低分子材料と高分子材料とが混合された正孔輸送層形成材料を用いることで、成膜時に低分子材料と高分子材料の混合物が凝集して成膜不良が発生することが抑制され、安定した成膜構造が得られる。正孔輸送層１３２ｂの厚みは、特に限定されないが、５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、１０ｎｍ以上、５０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００５４】
［発光層］
発光層の材料は、特に限定されないが、例えば、赤色、緑色、青色の発光が得られる発光材料（ゲスト材料）と、注入された正孔と電子の再結合を効率的に促すことができるホスト材料とを含むことが好ましい。
【００５５】
ゲスト材料としては、例えばＩｒ（ｐｐｙ）３（Ｆａｃ−トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム）、Ｐｐｙ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（ビス（２−フェニル−ピリジネイト−Ｎ，Ｃ２）イリジウム（アセチルアセトネイト））、Ｂｔ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（ビス（２−フェニルベンゾチアゾレイト−Ｎ，Ｃ２'）イリジウム（III）（アセチルアセトネイト））、Ｂｔｐ２Ｉｒ（ａｃａｃ）（ビス（２，２’−ベンゾチエニル）−ピリジネイト−Ｎ，Ｃ３）イリジウム（アセチルアセトネイト）、ＦＩｒｐｉｃ（イリジウム−ビス（４，６−ジフルオロフェニル−ピリジネイト−Ｎ，Ｃ．２．）−ピコリネイト）、Ｉｒ（ｐｍｂ）３（イリジウム−トリス（１−フェニル−３−メチルベンゾイミダゾリン−２−ピリジン−Ｃ，Ｃ（２）’））、ＦＩｒＮ４（（（イリジウム（III）−ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネイト）（５−（ピリジン−２−イル）−テトラゾレイト））、Ｆｉｒｔａｚ（（イリジウム（III）−ビス（４，６−ジフルオロフェニルピリジネイト）（５−（ピリジン−２−イル）−１，２，４−トリアゾレイト））、ＰｔＯＥＰ（２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン，白金（II））のような燐光発光材料や、Ａｌｑ3（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム，ルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドンのような蛍光発光材料を用いることができる。
【００５６】
ホスト材料としては、例えばＣＢＰ（４，４’−ビス（９−ジカルバゾイル）−２，２’−ビフェニル）、ＢＡｌｑ（ビス-（２−メチル−８−キノリノレイト）−４−（フェニルフェノレイト）アルミニウム）、ｍＣＰ（Ｎ，Ｎ−ジカルバゾルイル−３，５−ベンゼン：ＣＢＰ誘導体）、ＣＤＢＰ（４，４’−ビス（９−カルバゾルイル）２，２’−ジメチル−ビフェニル）、ＤＣＢ（Ｎ，Ｎ’−ジカルバソル−１，４−ジメテン−ベンゼン）、Ｐ０６（２，７−ビス（ジフェニルホスフィンオキサイド）−９，９−ジメチル）、ＳｉｍＣＰ（３，５−ビス（９−カルバゾイル）テトラフェニルシラン）、ＵＧＨ３（ｗ−ビス（トリフェニルシリル）ベンゼン）などを用いることができる。
このようなゲスト材料とホスト材料とを用いれば、液相プロセスだけでなく気相プロセスによっても発光層１３２ｃを形成することができる。発光層１３２ｃの厚みは、特に限定されないが、５ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度であるのが好ましい。
【００５７】
［電子輸送層］
電子輸送層１３２ｄは、対向電極１３４から電子輸送層１３２ｄに注入された電子を発光層１３２ｃに輸送する機能を有するものである。また、電子輸送層１３２ｄは、発光層１３２ｃから電子輸送層１３２ｄへ通過しようとする正孔をブロックする機能を有する場合もある。このような電子輸送層１３２ｄの材料としては、特に限定されないが、気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3）や８−キノリノラトリチウム（Ｌｉｑ）などの８−キノリノールなしいその誘導体を配位子とする有機金属錯体などのキノリン誘導体、２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ｔＢｕ−ＰＢＤ）、２，５−ビス（１−ナフチル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＢＮＤ）のようなオキサジアゾール誘導体、シロール誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノキサリン誘導体、イミダゾール誘導体などが好適に用いられる。また、これらの材料のうちの２種以上を組み合わせて用いることもできる。
電子輸送層１３２ｄの厚みは、特に限定されないが、１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、５ｎｍ以上、５０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００５８】
［電子注入層］
電子注入層１３２ｅは、対向電極１３４から電子輸送層１３２ｄへの電子の注入効率を向上させる機能を有するものである。このような電子注入層１３２ｅの材料としては、特に限定されないが、気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、希土類金属、アルカリ金属塩（酸化物、フッ化物、塩化物など）、アルカリ土類金属塩（酸化物、フッ化物、塩化物など）、希土類金属塩（酸化物、フッ化物、塩化物など）を用いることができる。電子注入層１３２ｅの厚みは、特に限定されないが、０．０１ｎｍ以上、１００ｎｍ以下程度であるのが好ましく、０．１ｎｍ以上、１０ｎｍ以下程度であるのがより好ましい。
【００５９】
なお、機能層１３２は、上記構成に限定されず、キャリア（正孔や電子）の流れを制御するための有機層や無機層を含んでいてもよい。
【００６０】
［対向電極］
対向電極１３４は、機能層１３２に対して電子を注入するための電極であり、仕事関数が小さい材料を用いることが好ましい。また、後述する陰極形成工程において、気相プロセスを用いて形成し得るように、例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ａｕまたはこれらを含む合金などが用いられる。また、これらの材料のうちの２種以上を組み合わせて（例えば、複数層の積層体など）用いることもできる。対向電極１３４の厚さは特に限定されないが、例えば１００ｎｍ〜１０００ｎｍである。
【００６１】
次に、より具体的な有機ＥＬ素子１３０の製造方法について、図５〜図７を参照して説明する。図５は有機ＥＬ素子の製造方法を示すフローチャート、図６（ａ）〜（ｅ）及び図７（ｆ）〜（ｈ）は有機ＥＬ素子の製造方法を示す概略断面図である。なお、以降の有機ＥＬ素子１３０の製造方法の説明は、画素電極１３１を形成した後の工程から順次説明する。また、素子基板１０１に設けられる、画素電極１３１及び画素電極１３１が接続される画素回路１１１などは、前述したように公知の方法を用いて形成することができる。
【００６２】
図５に示すように、本実施形態の有機ＥＬ素子１３０の製造方法は、隔壁形成工程（ステップＳ１）と、正孔注入層形成工程（ステップＳ２）と、正孔輸送層形成工程（ステップＳ３）と、発光層形成工程（ステップＳ４）と、電子輸送層形成工程（ステップＳ５）と、電子注入層形成工程（ステップＳ６）と、陰極形成工程（ステップＳ７）とを有している。
【００６３】
図５のステップＳ１では、図６（ａ）に示すように、画素電極１３１の外縁を覆って画素電極１３１を区画するように隔壁１３３を形成する。隔壁１３３の形成方法は、例えば、画素電極１３１が形成された素子基板１０１の表面に、多官能アクリル樹脂などの絶縁性を有する感光性樹脂材料をおよそ１μｍ〜３μｍ程度の厚みで塗布して乾燥することにより、感光性樹脂層を形成する。感光性樹脂材料の塗布方法としては、転写法、スリットコート法などが挙げられる。そして、発光画素１０７（図２参照）の形状に対応した露光用マスクを用いて感光性樹脂層を露光し、現像することにより断面が台形状の隔壁１３３を形成する。そして、画素電極１３１の表面が後述する機能層形成材料を含む溶液としての機能液（インク）に対して好適な親液性を示すと共に、隔壁１３３の表面が同じく機能液（インク）に対して撥液性を示すように、隔壁１３３が形成された素子基板１０１に表面処理を施す。具体的には、まず、酸素（Ｏ2）ガスを処理ガスとするプラズマ処理を施して画素電極１３１の表面を親液化する。続いて、例えばＣＦ4などのフッ素系処理ガスを用いたプラズマ処理を施して隔壁１３３の表面を撥液化する。なお、フッ素系化合物などの撥液材料を含む感光性樹脂材料を塗布して隔壁１３３を形成してもよい。撥液材料を含む感光性樹脂材料を用いた場合には、隔壁１３３を形成した後に、画素電極１３１上の残渣を除去するために、ＵＶオゾン処理を施すことが好ましい。以降、隔壁１３３により区画された画素電極１３１を含む領域を膜形成領域と呼ぶ。そして、ステップＳ２へ進む。
【００６４】
図５のステップＳ２では、液相プロセスにより正孔注入層１３２ａを形成する。具体的には、まず、図６（ｂ）に示すように、前述した正孔注入材料を含む機能液（インク）６０を例えばインクジェットヘッド５０のノズルから膜形成領域に吐出する。インクジェットヘッド５０を用いることで、所定量の機能液（インク）６０を液滴として精度よく膜形成領域に吐出することができる。吐出された機能液（インク）６０は、親液化された画素電極１３１の表面で濡れ拡がると共に、撥液化された隔壁１３３で囲まれた膜形成領域において界面張力により盛り上がる。機能液（インク）６０が塗布された素子基板１０１を例えば大気雰囲気下で加熱乾燥することで、図６（ｃ）に示すように、画素電極１３１上に正孔注入層１３２ａが形成される。画素電極１３１の表面が親液化されていたので、膜形成領域においてムラなく正孔注入層１３２ａが形成される。なお、本実施形態では、素子基板１０１上の各膜形成領域に同一材料からなる正孔注入層１３２ａを形成したが、後に形成される発光層１３２ｃに対応して正孔注入層１３２ａの材料を発光色ごとに変えてもよい。そしてステップＳ３へ進む。
【００６５】
図５のステップＳ３では、液相プロセスにより正孔輸送層１３２ｂを形成する。具体的には、まず、図６（ｄ）に示すように、前述した低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含む機能液（インク）７０をインクジェットヘッド５０のノズルから膜形成領域に吐出する。液滴として吐出された所定量の機能液（インク）７０は、隔壁１３３で囲まれた膜形成領域において界面張力により盛り上がる。機能液（インク）７０が塗布された素子基板１０１を例えば窒素雰囲気下で加熱・乾燥することで、図６（ｅ）に示すように、正孔注入層１３２ａ上に正孔輸送層１３２ｂが形成される。低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含む機能液（インク）７０を用いたので、機能液（インク）７０の加熱・乾燥過程で、機能液（インク）７０の粘度が上昇して、低分子材料と高分子材料の混合物の凝集が抑制され、高分子材料を含む正孔注入層１３２ａの表面が機能液（インク）７０に対して親液性を示さなくても、膜形成領域においてムラなく正孔輸送層１３２ｂが形成される。そして、ステップＳ４へ進む。
【００６６】
図５のステップＳ４では、液相プロセスにより発光層１３２ｃを形成する。具体的には、まず、図７（ｆ）に示すように、前述した発光層形成材料を含む機能液（インク）８０をインクジェットヘッド５０のノズルから膜形成領域に吐出する。液滴として吐出された所定量の機能液（インク）８０は、隔壁１３３で囲まれた膜形成領域において界面張力により盛り上がる。塗布された機能液（インク）８０の乾燥方法としては、一般的な加熱乾燥に比べて溶媒成分を比較的均一に乾燥可能な減圧乾燥法を用いることが好ましい。膜形成領域には満遍なく所定量の機能液（インク）８０が塗布されている。したがって、図７（ｇ）に示すように、乾燥後に形成された発光層１３２ｃは膜形成領域においてほぼ一定の膜厚と安定した膜形状（断面形状）を有する。そして、ステップＳ５〜ステップＳ７へ進む。
【００６７】
図５のステップＳ５〜ステップＳ７では、気相プロセスにより、電子輸送層１３２ｄ、電子注入層１３２ｅ、陰極としての対向電極１３４を形成する。具体的には、前述した各層の材料を例えば真空蒸着法により逐次成膜して、図７（ｈ）に示すように各層を積層形成する。特に、機能層１３２の熱による損傷を防止できるという点では、対向電極１３４を真空蒸着法で形成することが好ましい。また、機能層１３２に外部から水分や酸素などのガスが浸入して、機能層１３２の発光機能や発光寿命が低下することを防ぐために、対向電極１３４の表面を覆うように、ガスバリア性を有する例えばシリコンの酸化物や窒化物あるいはシリコンの酸窒化物などの無機材料を成膜してもよい。これにより、有機ＥＬ素子１３０ができあがる。
【００６８】
インクジェットヘッド５０のノズルから吐出される上記機能液（インク）７０は、高分子材料を０．１g／Ｌ以上溶解させることが可能な良溶媒を含んでいる。上記機能液（インク）７０をノズルから液滴として安定的に吐出させるために、上記機能液（インク）７０の粘度は２０ｃｐより低いことが好ましく、１０ｃｐ以下であることがより好ましい。また、上記良溶媒の沸点は２００℃以上であることが好ましい。上記良溶媒の沸点（ｂｐ）が２００℃を下回ると、ノズル内において溶媒の蒸発が進み易く、高分子材料がゲル化して、ノズルの目詰まりが生じたり、液滴の吐出量がばらついたり、液滴の飛行曲がりによる着弾位置のばらつきが生じたりするので好ましくない。上記良溶媒としては、例えば1,4-Diisopropylbenzene、2-Isopropylnaphthalene、1-Phenylhexaneのよう芳香族系溶媒や、Dibenzyletherのような芳香族エーテルや、Diethyleneglycoldibutylether、Diethyleneglycolbutylmethyletherのような脂肪族エーテルを用いることができる。なお、上記機能液（インク）７０に含まれる溶媒は、１種に限定されず、複数種の溶媒を含んでいてもよい。
【００６９】
上記第１実施形態の効果は、以下の通りである。
（１）上記有機ＥＬ素子１３０とその製造方法によれば、機能層１３２のうち正孔注入層１３２ａ、正孔輸送層１３２ｂ、発光層１３２ｃが液相プロセス（液滴吐出法；インクジェット法）で形成され、電子輸送層１３２ｄ、電子注入層１３２ｅが気相プロセス（真空蒸着法）で形成されている。したがって、発光層１３２ｃなどの塗り分けが必要な層は、液相プロセスが用いられているので、機能層１３２に含まれる各薄膜層をすべて気相プロセスを用いて形成する場合に比べて、効率よく有機ＥＬ素子１３０を製造することができる。
（２）加えて、正孔注入層１３２ａ上に形成される正孔輸送層１３２ｂは、低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含む機能液（インク）７０を用いて形成されている。また、低分子材料の分子量が１万以下であり、高分子材料の重量平均分子量が１万以上３０万以下であり、機能液（インク）７０に含まれる低分子材料と高分子材料の総重量に対する低分子材料の混合割合が１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％の範囲となっている。したがって、機能液（インク）７０の加熱・乾燥過程で、機能液（インク）７０の粘度が上昇して、低分子材料と高分子材料の混合物の凝集が抑制され、高分子材料を含む正孔注入層１３２ａの表面が機能液（インク）７０に対して親液性を示さなくても、ムラなく正孔輸送層１３２ｂを成膜することができる。ゆえに、このような機能層１３２を備えた有機ＥＬ素子１３０は、所望の発光効率と発光寿命とを実現することができる。
（３）上記有機ＥＬ素子１３０を発光画素１０７に備えることにより、優れた表示品質（発光特性）と信頼性品質（発光寿命）とが両立された有機ＥＬ装置１００を提供することができる。
【００７０】
（第２実施形態）
＜有機ＥＬ装置＞
次に、本発明の有機ＥＬ素子が適用された第２実施形態の有機ＥＬ装置について、図８を参照して説明する。図８は第２実施形態の有機ＥＬ装置における有機ＥＬ素子の構成を示す模式断面図である。第２実施形態の有機ＥＬ装置は、上記第１実施形態の有機ＥＬ装置１００に対して、発光画素１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂごとに設けられる有機ＥＬ素子の構成を異ならせたものである。上記有機ＥＬ装置１００と同じ構成には同じ符号を付して詳細な説明は省略するものとする。
【００７１】
図８に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置２００は、素子基板１０１上に設けられた、赤色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｒと、緑色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｇと、青色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｂとを有している。有機ＥＬ装置２００は、各有機ＥＬ素子２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂからの発光が素子基板１０１側から射出されるボトムエミッション方式となっている。つまり、発光画素１０７Ｒに有機ＥＬ素子２３０Ｒが設けられ、発光画素１０７Ｇに有機ＥＬ素子２３０Ｇが設けられ、発光画素１０７Ｂに有機ＥＬ素子２３０Ｂが設けられている。
【００７２】
赤色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｒは、陽極としての画素電極２３１Ｒと、画素電極２３１Ｒに対向配置される陰極としての対向電極２３４と、画素電極２３１Ｒと対向電極２３４との間において、画素電極２３１Ｒ側から順に積層された、正孔注入層２３２ａ、正孔輸送層２３２ｂ、赤（Ｒ）の発光層２３２ｃＲ、青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢ、電子輸送層２３２ｄ、電子注入層２３２ｅを有している。
緑色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｇは、陽極としての画素電極２３１Ｇと、画素電極２３１Ｇに対向配置される陰極としての対向電極２３４と、画素電極２３１Ｇと対向電極２３４との間において、画素電極２３１Ｇ側から順に積層された、正孔注入層２３２ａ、正孔輸送層２３２ｂ、緑（Ｇ）の発光層２３２ｃＧ、青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢ、電子輸送層２３２ｄ、電子注入層２３２ｅを有している。
青色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｂは、陽極としての画素電極２３１Ｂと、画素電極２３１Ｂに対向配置される陰極としての対向電極２３４と、画素電極２３１Ｂと対向電極２３４との間において、画素電極２３１Ｂ側から順に積層された、正孔注入層２３２ａ、正孔輸送層２３２ｂ、青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢ、電子輸送層２３２ｄ、電子注入層２３２ｅを有している。
【００７３】
画素電極２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂのそれぞれは上記第１実施形態の画素電極１３１と同様に仕事関数が大きい、例えばＩＴＯなどの透明電極材料を用いて気相プロセスにより形成されている。
対向電極２３４は、有機ＥＬ素子２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂに共通した陰極として、上記第１実施形態の対向電極１３４と同様に仕事関数が小さい例えばＭｇとＡｇの合金などの電極材料を用いて気相プロセスにより形成されている。
【００７４】
図８では図示を省略したが、画素電極２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂのそれぞれは上記第１実施形態と同様に表面処理が施された隔壁１３３により区画されている。隔壁１３３により区画された膜形成領域に、画素電極２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂのそれぞれに対応して、正孔注入層２３２ａ、正孔輸送層２３２ｂが液相プロセスによって順に塗り分けられて形成されている。また、画素電極２３１Ｒに対応する正孔輸送層２３２ｂ上に、発光層２３２ｃＲが液相プロセスによって塗り分けられて形成され、画素電極２３１Ｇに対応する正孔輸送層２３２ｂ上に、発光層２３２ｃＧが液相プロセスによって塗り分けられて形成されている。
【００７５】
一方で、青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢ、電子輸送層２３２ｄ、電子注入層２３２ｅは、３つの有機ＥＬ素子２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂに亘って共通に気相プロセスを用いて形成されている。本実施形態における気相プロセスは例えば真空蒸着法である。また、液相プロセスは例えば液滴吐出法（インクジェット法）である。
【００７６】
３つの有機ＥＬ素子２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂに亘って共通に気相プロセスを用いて形成される青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢは、電子輸送性のホスト材料を含んで構成されている。したがって、赤（Ｒ）の発光層２３２ｃＲに青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢを積層しても、有機ＥＬ素子２３０Ｒにおいて赤色の発光が得られる。また、緑（Ｇ）の発光層２３２ｃＧに青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢを積層しても、有機ＥＬ素子２３０Ｇにおいて緑色の発光が得られる。青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢを有する有機ＥＬ素子２３０Ｂからは当然ながら青色の発光が得られる。
【００７７】
有機ＥＬ素子２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂのそれぞれにおいて、正孔輸送層２３２ｂは、上記第１実施形態の正孔輸送層１３２ｂと同様に、低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含んでいる。言い換えれば、低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含む機能液（インク）７０を膜形成領域に塗布して加熱・乾燥することにより、膜形成領域においてムラなく正孔輸送層２３２ｂが形成されている。正孔輸送材料と高分子材料は、上記第１実施形態で述べた材料を用いることができる。
【００７８】
上記第２実施形態の有機ＥＬ装置２００とその製造方法によれば、有機ＥＬ素子２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂのそれぞれの正孔輸送層２３２ｂは、低分子材料である正孔輸送材料と高分子材料とを含む機能液（インク）７０を用いて液滴吐出法（インクジェット法）により形成されている。加えて、青色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｂの発光層２３２ｃＢは気相プロセスを用いて形成されている。したがって、上記第１実施形態のように青（Ｂ）の発光層２３２ｃＢを液相プロセスを用いて形成する場合に比べて、より低分子の発光材料（ゲスト材料）とホスト材料とを採用することができるので、青色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｂにおける発光効率と発光寿命とをさらに改善することができる。
【００７９】
次に、有機ＥＬ素子の製造方法におけるより具体的な実施例と比較例とを挙げ、その評価結果について説明する。本実施形態における実施例及び比較例は、上記第２実施形態における青色の発光が得られる有機ＥＬ素子２３０Ｂの機能層２３２の形成方法を例に挙げて説明する。低分子材料と高分子材料とを含む正孔輸送層１３２ｂ上に液相プロセスで発光層１３２ｃを形成する第１実施形態よりも、低分子材料と高分子材料とを含む正孔輸送層２３２ｂ上に気相プロセスで発光層２３２ｃＢを形成する第２実施形態のほうが、正孔輸送層形成における作用・効果がより確実に反映される点を考慮したものである。
図９は実施例と比較例における正孔輸送層の材料構成を示す表である。図１０は実施例と比較例における正孔輸送層の成膜時の膜欠陥の有無、有機ＥＬ素子の発光効率及び素子寿命を示す表である。
【００８０】
（実施例１）
＜１−１＞  実施例１の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法では、まず、隔壁１３３で囲まれた膜形成領域に１ｗｔ％の濃度のＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水分散溶液を液滴吐出法により塗布した。塗布されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ水分散溶液を乾燥後、大気雰囲気下で加熱処理を行い、画素電極２３１Ｂ上にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで構成される厚みがおよそ５０ｎｍの正孔注入層２３２ａを形成した。
＜１−２＞  次に、低分子材料の正孔輸送材料であるα−ＮＰＤと高分子材料であるポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）とを混合して、溶媒としてのテトラリンに０．５ｗｔ％の濃度で含有させた機能液（インク）７０を用意した。図９に示すように、全固形分重量に対するα−ＮＰＤの混合割合は１０ｗｔ％、ＰＶＫの混合割合は９０ｗｔ％である。また、ＰＶＫの重量平均分子量はおよそ１万とした。溶媒としてのテトラリンの沸点（ｂｐ）はおよそ２０６℃である。この機能液（インク）７０を膜形成領域に液滴吐出法により塗布し、１Ｐａの減圧状態で乾燥後、窒素雰囲気下で１００℃２０分加熱処理を行い、正孔注入層２３２ａ上に厚みがおよそ４０ｎｍの正孔輸送層２３２ｂを形成した。
＜１−３＞  次に、真空蒸着法により厚みがおよそ２０ｎｍの青色の発光層２３２ｃＢを形成した。青色の発光層２３２ｃＢは、下記式（１）で示されるスチリル誘導体を発光材料（ゲスト材料）とし、下記式（２）で示されるアントラセン誘導体をホスト材料として用いた。ホスト材料に占めるゲスト材料の含有量は重量比で５ｗｔ％である。
【００８１】
【化１】
2015050094.tif 000003
【００８２】
【化２】
2015050094.tif 000004
＜１−４＞  次に、青色の発光層２３２ｃＢ上に、真空蒸着法によりＡｌｑ3を厚みが２０ｎｍとなるように成膜して、これを電子輸送層２３２ｄとした。続いて、真空蒸着法によりＬｉＦを厚みが５ｎｍとなるように成膜して、これを電子注入層２３２ｅとした。さらに、真空蒸着法によりＡｌ（アルミニウム）を厚みが１５０ｎｍとなるように成膜して、これを対向電極２３４とした。
【００８３】
（実施例２）
実施例２の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例１に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、低分子材料であるα−ＮＰＤと高分子材料であるＰＶＫの混合割合を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例１と同じである。具体的には、α−ＮＰＤを３０ｗｔ％とし、ＰＶＫを７０ｗｔ％とした（図９参照）。
【００８４】
（実施例３）
実施例３の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例１に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、低分子材料であるα−ＮＰＤと高分子材料であるＰＶＫの混合割合を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例１と同じである。具体的には、α−ＮＰＤを６０ｗｔ％とし、ＰＶＫを４０ｗｔ％とした（図９参照）。
【００８５】
（実施例４）
実施例４の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例１に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、低分子材料であるα−ＮＰＤと高分子材料であるＰＶＫの混合割合を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例１と同じである。具体的には、α−ＮＰＤを９０ｗｔ％とし、ＰＶＫを１０ｗｔ％とした（図９参照）。
【００８６】
（実施例５）
実施例５の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例１に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例１と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を１０万とした（図９参照）。
【００８７】
（実施例６）
実施例６の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例２に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例２と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を１０万とした（図９参照）。
【００８８】
（実施例７）
実施例７の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例３に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例３と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を１０万とした（図９参照）。
【００８９】
（実施例８）
実施例８の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例４に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例４と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を１０万とした（図９参照）。
【００９０】
（実施例９）
実施例９の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例３及び実施例７に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例３及び実施例７と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を３０万とした（図９参照）。
【００９１】
（実施例１０）
実施例１０の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例４及び実施例８に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例４及び実施例８と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を３０万とした（図９参照）。
【００９２】
（比較例１）
比較例１の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例１に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、低分子材料であるα−ＮＰＤと高分子材料であるＰＶＫの混合割合を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例１と同じである。具体的には、α−ＮＰＤを１００ｗｔ％とし、ＰＶＫを０ｗｔ％とした（図９参照）。つまり、比較例１の機能層２３２における正孔輸送層２３２ｂは高分子材料を含んでいない。
【００９３】
（比較例２）
比較例２の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例１に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、低分子材料であるα−ＮＰＤと高分子材料であるＰＶＫの混合割合を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例１と同じである。具体的には、α−ＮＰＤを０ｗｔ％とし、ＰＶＫを１００ｗｔ％とした（図９参照）。つまり、比較例２の機能層２３２における正孔輸送層２３２ｂは低分子材料を含んでいない。
【００９４】
（比較例３）
比較例３の有機ＥＬ素子２３０Ｂの製造方法は、実施例３及び実施例７に対して、正孔輸送層２３２ｂの形成における、高分子材料であるＰＶＫの重量平均分子量を異ならせたものであり、他の層の構成は、実施例３及び実施例７と同じである。具体的には、ＰＶＫの重量平均分子量を５０万とした（図９参照）。
【００９５】
上記実施例１〜実施例１０及び比較例１〜比較例３において、正孔輸送層２３２ｂの成膜時における膜欠陥の有無、有機ＥＬ素子２３０Ｂにおける発光効率（Ｃｄ／Ａ）及び素子寿命（ＬＴ５０）を評価した。発光効率（Ｃｄ／Ａ）及び素子寿命（ＬＴ５０）の評価は、比較例１の水準を「１．０」として、他の実施例１〜実施例１０及び比較例２、比較例３を相対評価した。素子寿命（ＬＴ５０）は、発光輝度が１０００Ｃｄ／ｍ2となるように有機ＥＬ素子２３０Ｂを発光させ、発光輝度が半減するまでの通電時間（発光寿命）を相対評価した。評価結果を図１０に示す。また、図１１（ａ）は比較例１の正孔輸送層の成膜状態を示す写真、図１１（ｂ）は実施例の正孔輸送層の成膜状態を示す写真である。
【００９６】
図１０の評価結果が示すように、低分子材料である正孔輸送材料だけを含む機能液（インク）を塗布して形成した比較例１の正孔輸送層２３２ｂでは、成膜時に図１１（ａ）に示すような膜欠陥が生じた。膜欠陥は、隔壁１３３で囲まれた膜形成領域１３３ａにおいて隔壁１３３との境界部分に複数個所発生した。また、高分子材料であるＰＶＫだけを含む機能液（インク）を塗布して形成した比較例２の正孔輸送層２３２ｂでは、成膜時に膜欠陥は発生しなかったが、発光効率は比較例１の半分、素子寿命は比較例１の１／５となった。また、混合割合においてα−ＮＰＤを６０ｗｔ％、ＰＶＫを４０ｗｔ％とし、ＰＶＫの重量平均分子量を５０万とした比較例３では、機能液（インク）の粘度が上昇して、機能液（インク）を液滴として吐出することができず、評価が可能な程度に正孔輸送層２３２ｂを成膜することができなかった。
【００９７】
これに対して、混合割合においてα−ＮＰＤを１０ｗｔ％〜９０ｗｔ％とし（言い換えれば、ＰＶＫを９０ｗｔ％〜１０ｗｔ％）とし、ＰＶＫの重量平均分子量を１万〜３０万とした実施例１〜実施例１０では、図１１（ｂ）に示すように成膜時に膜欠陥が無く正孔輸送層２３２ｂを形成することができた。発光効率（Ｃｄ／Ａ）や素子寿命（ＬＴ５０）の評価では、比較例２よりも優れた水準を実現できた。特に、低分子材料であるα−ＮＰＤの混合割合を６０ｗｔ％〜９０ｗｔ％とすれば、正孔輸送層２３２ｂの安定的な成膜を実現しつつ、発光効率や素子寿命において比較例１とほぼ同等な水準を実現できた。なお、比較例１の発光効率と素子寿命の評価は、図１１（ａ）に示すように正孔輸送層２３２ｂの成膜に膜欠陥が生じていると適正に行うことができないので、比較例１において用いた機能液（インク）をスピンコート法で塗布して成膜した正孔輸送層２３２ｂを含む有機ＥＬ素子２３０Ｂを用いて評価した。
【００９８】
低分子材料と高分子材料とを混合した材料を含む機能液（インク）を用いて形成される薄膜層は、機能層のうち正孔輸送層に限定されるものではない。正孔注入層、正孔輸送層、発光層の３つの層のうち少なくとも１つの層に適用されていればよい。特に、Ｏ2プラズマ処理やＵＶオゾン処理などの表面処理が施された膜形成領域において最初に形成される薄膜層よりも、その後に形成される薄膜層に適用することが好ましい。
図１２は機能層における正孔注入層、正孔輸送層、発光層に適用可能な低分子材料と高分子材料とを示す表である。
【００９９】
正孔注入層は正孔輸送層と同種の低分子材料と同種の高分子材料とを含む構成を適用できる。具体的には、図１２に示すように、低分子材料としては、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、２Ｔ−ＮＡＴＡ、１Ｔ−ＮＡＴＡ、ＮＡＴＡ、ＮＰＮＰＢ、ＴＰＤ、N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidineが挙げられる。高分子材料としては、Poly(3-hexylthiophene-2,5-diyl)、Poly(thiophene-2,5-diyl)、Poly(N-vinylcarbazole)、Poly[N,N’-bis(4-butylphenyl)-N,N’-bis(phenyl)-benzidine]が挙げられる。
【０１００】
下層としての正孔注入層に積層される上層としての正孔輸送層が、下層の正孔注入層に含まれる高分子材料と同種の高分子材料を含むように構成すれば、正孔注入層と正孔輸送層との密着性を改善できる。言い換えれば、下層としての正孔注入層に上層としての正孔輸送層を液相プロセスで形成する際に密着性の不足に起因する成膜ムラが生ずることを低減することができる。上記「同種」とは同じ材料または同じ骨格を有していることを指す。例えば、正孔注入層に含まれる高分子材料をポリアニリンとした場合、正孔注入層に積層される正孔輸送層は、高分子材料としてポリアニリンまたはポリアニリンの誘導体を含むことが好ましい。
【０１０１】
図１２に示すように、青色の発光層の構成は、低分子材料として、N,N'-Bis(naphthalen-1-yl)-N,N'-bis(phenyl)-benzidine、4,4'-Bis(2,2-diphenyl-ethen-1-yl)biphenyl、2-Tert-butyl-9,10-di(naphth-2-yl)anthracene、4,4'-Bis[2,2-di(4-methylphenyl)-ethen-1-yl]biphenyl、4,4'-Bis[4-(di-p-tolylamino)styryl]biphenyl、Bis(3,5-difluoro-2-(2-pyridyl)phenyl-(2-carboxypyridyl)iridium（III）を挙げることができる。高分子材料として、Poly(methylmethacrylate)、Poly(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)、Poly[(9,9-dioctylfluorenyl-2,7-diyl)-co-(9-hexyl-3,6-carbazole)]を挙げることができる。
【０１０２】
同じく図１２に示すように、緑色の発光層の構成は、低分子材料として、4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl、3-(2-Benzothiazolyl)-7-(diethylamino)coumarin、N,N'-Dimethyl-quinacridone、Tris(2-phenylpyridine)iridium(III)、4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl、4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-2,2'-dimethylbiphenyl、Tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminiumが挙げられる。高分子材料として、Poly[(9,9-dioctylfluorenylene-2,7-diyl)-co-(1,4-phenylenevinylene)]、Poly[(9,9-dioctyl-2,7-divinylenefluorenylene)-alt-co-{2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-phenylene}]、 Poly[(9,9-dioctyl-2,7-bis{2-cyanovinylenefluorenylene})-alt-co-(2-methoxy-5-{2-ethylhexyloxy}-1,4-phenylene)]が挙げられる。
【０１０３】
同じく図１２に示すように、赤色の発光層の構成は、低分子材料として、(E)-2-(2-(4-(dimethylamino)styryl)-6-methyl-4H-pyran-4-ylidene)、Malononitrile、4-(Dicyanomethylene)-2-methyl-6-julolidyl-9-enyl-4H-pyran、4-(Dicyanomethylene)-2-tert-butyl-6-(1,1,7,7-tetramethyljulolidin-4-yl-vinyl)-4H-pyran、Bis(2-benzo[b]thiophen-2-yl-pyridine)(acetylacetonate)iridium(III)、4,4'-Bis(carbazol-9-yl)biphenyl、4,4'-Bis(carbazol-9-yl)-2,2'-dimethylbiphenyl、Tris(8-hydroxy-quinolinato)aluminiumが挙げられる。高分子材料として、Poly[{9,9-dihexyl-2,7-bis(1-cyanovinylene)fluorenylene}-alt-co-{2,5-bis(N,N’-diphenylamino)-1,4-phenylene}]、Poly[{2-methoxy-5-(2-ethylhexyloxy)-1,4-(1-cyanovinylenephenylene)}-co-{2,5-bis(N,N’-diphenylamino)-1,4-phenylene}]、Poly[1-methoxy-4-(2-ethylhexyloxy-2,5-phenylenevinylene)]が挙げられる。
【０１０４】
液相プロセスを用いて正孔注入層、正孔輸送層、発光層のそれぞれを形成する場合、上記低分子材料と上記高分子材料との組み合わせは、より高い発光効率や狙いの色度が得られる組み合わせとすることが望ましい。その点において、低分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ１とし、高分子材料のバンドギャップの大きさをＥｇ２とすると、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす高分子材料を選ぶことが好ましい。
上記低分子材料及び上記高分子材料は有機半導体材料であり、バンドギャップは、電子のエネルギー準位におけるＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位との差に相当する。したがって、発光を導くエネルギーに関連する。低分子材料のバンドギャップＥｇ１よりも小さいバンドギャップＥｇ２の高分子材料を用いると、発光を導くエネルギーの一部がバンドギャップが小さい高分子材料に吸収されたり、エキサイプレックスが形成されたりする。その結果、発光を導くエネルギーが実質的に小さくなって発光波長が狙いの波長よりも長波長となり、発光効率の低下や狙った色度が得られなくなるおそれがある。
ゆえに、Ｅｇ１≦Ｅｇ２の関係を満たす高分子材料を選ぶことによって、発光を導くエネルギーの一部が高分子材料に吸収され難くなったり、エキサイプレックスが形成され難くなったりするので、より高い発光効率や狙いの色度が得られる有機ＥＬ素子を提供あるいは製造することができる。
エキサイプレックスは、電子受容性分子と電子供与性分子との間に形成され、例えば、電子受容性分子は低分子の発光材料であり、電子供与性分子は発光層に接する正孔輸送層に含まれる高分子材料が挙げられる。エキサイプレックスが形成されると発光を導くエネルギーの一部がエキサイプレックスで消費される。
【０１０５】
具体的には、上記実施例に示した青の有機ＥＬ素子２３０Ｂにおいて、正孔輸送層を低分子材料と高分子材料とを含む溶液を用いて液相プロセスで形成する場合、低分子材料に組み合わせる高分子材料を上述したようにバンドギャップを考慮して選択すると、色度が改善された。
また、例えば、図１２に示した青の発光層に用いられる高分子材料を緑の発光層に適用することは、発光効率や色度の点において問題が生じないが、緑の発光層に用いられる高分子材料を青の発光層に適用すると、青の発光色が緑側（長波長側）にシフトして発色が悪化する現象が確認された。このような現象は、上述したバンドギャップに係わる高分子材料の選択方法を裏付けるものである。
【０１０６】
なお、低分子材料や高分子材料におけるバンドギャップ（ＨＯＭＯ準位とＬＵＭＯ準位との差）を測定する方法としては、例えば、光電子分光法（ＨＯＭＯ準位測定）とＵＶ可視吸収スペクトル測定法（ＬＵＭＯ準位測定）の組合せが挙げられる。
【０１０７】
（第３実施形態）
＜電子機器＞
次に、本実施形態の電子機器について、図１３を参照して説明する。図１３（ａ）は電子機器の一例であるノート型のパーソナルコンピューターを示す概略図、図１３（ｂ）は電子機器の一例である薄型テレビ（ＴＶ）を示す概略図である。
【０１０８】
図１３（ａ）に示すように、電子機器としてのパーソナルコンピューター１０００は、キーボード１００２を備えた本体部１００１と、表示部１００４を備える表示ユニット１００３とにより構成され、表示ユニット１００３は、本体部１００１に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピューター１０００において、表示部１００４に上記第１実施形態の有機ＥＬ装置１００または上記第２実施形態の有機ＥＬ装置２００が搭載されている。
【０１０９】
図１３（ｂ）に示すように、電子機器としての薄型テレビ（ＴＶ）１１００は、表示部１１０１に上記第１実施形態の有機ＥＬ装置１００または上記第２実施形態の有機ＥＬ装置２００が搭載されている。
【０１１０】
有機ＥＬ装置１００，２００は、発光効率と発光寿命とが改善され、液相プロセスと気相プロセスとを利用して効率的に製造されているので、コストパフォーマンスに優れたパーソナルコンピューター１０００や薄型ＴＶ１１００を提供することができる。
【０１１１】
なお、有機ＥＬ装置１００または有機ＥＬ装置２００が搭載される電子機器は、上記パーソナルコンピューター１０００や薄型ＴＶ１１００に限定されない。例えば、スマートフォンやＰＯＳなどの携帯型情報端末、ナビゲーター、ビューワー、デジタルカメラ、モニター直視型のビデオレコーダーなどの表示部を有する電子機器が挙げられる。また、表示部に限らず、単色または多色で発光する照明装置、あるいは感光部材を感光させる感光装置としても有機ＥＬ装置１００または有機ＥＬ装置２００を利用することができる。
【０１１２】
本発明は、上記した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う有機ＥＬ素子の製造方法ならびに該有機ＥＬ素子を適用する有機ＥＬ装置や電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。上記実施形態以外にも様々な変形例が考えられる。以下、変形例を挙げて説明する。
【０１１３】
（変形例１）上記実施例における機能液（インク）７０は、高分子材料を溶解させる良溶媒としてテトラリンを用いたが、機能液（インク）７０における溶媒の構成は、これに限定されない。高分子材料を溶解させる良溶媒は、１種に限定されず、２種以上の溶媒を含んでいてもよい。また、機能液（インク）７０の吐出性を確保するため、粘度調整用として、良溶媒以外に貧溶媒を含んでいてもよい。なお、貧溶媒の沸点（ｂｐ）も２００℃以上であることが好ましい。
【符号の説明】
【０１１４】
１００…有機ＥＬ装置、１０７，１０７Ｒ，１０７Ｇ，１０７Ｂ…発光画素、１３０…有機ＥＬ素子、１３１…陽極としての画素電極、１３２…機能層、１３２ａ…正孔注入層、１３２ｂ…正孔輸送層、１３２ｃ…発光層、１３２ｄ…電子輸送層、１３２ｅ…電子注入層、１３４…陰極としての対向電極、２００…有機ＥＬ装置、２３０Ｒ，２３０Ｇ，２３０Ｂ…有機ＥＬ素子、２３１Ｒ，２３１Ｇ，２３１Ｂ…陽極としての画素電極、２３２…機能層、２３２ａ…正孔注入層、２３２ｂ…正孔輸送層、２３２ｃＲ，２３２ｃＧ，２３２ｃＢ…発光層、２３２ｄ…電子輸送層、２３２ｅ…電子注入層、２３４…陰極としての対向電極、１０００…電子機器としてのパーソナルコンピューター、１１００…電子機器としての薄型ＴＶ。
【図１】
2015050094.tif 000005
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１１】
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