(57)【要約】【課題】経時的な特性の劣化が抑制された電子デバイス用基板の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、かかる電子デバイス用基板を備え、特性の経時的劣化を抑制した電子デバイスならびに信頼性の高い電子機器を提供すること。【解決手段】本発明の電子デバイス用基板の製造方法は、基板２上に、無機酸化物を主材料として構成される陽極（電極）３を形成する第１の工程と、陽極３に接触するように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される有機層４１を形成する第２の工程と、有機層４１に対して、キャリア輸送材料からスルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことにより正孔輸送層（キャリアを輸送する機能を有する層）４を得る第３の工程とを有するものである。また、キャリア輸送材料としては、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いるのが好ましい。【選択図】図２
2008211068.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、無機酸化物を主材料として構成される電極を形成する第１の工程と、
前記電極に接触するように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される有機層を形成する第２の工程と、
前記有機層に対して、前記キャリア輸送材料から前記スルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことによりキャリアを輸送する機能を有する層を得る第３の工程とを有することを特徴とする電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項２】
前記第１の工程において、前記無機酸化物として、インジウムティンオキサイドを用いる請求項１に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項３】
前記第２の工程において、前記有機層は、前記キャリア輸送材料を含む液状材料を用いた液相成膜法を用いて形成される請求項１または２に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項４】
前記第２の工程において、前記キャリア輸送材料として、前記スルホン酸基が、当該キャリア輸送材料が備える芳香族炭化水素環に連結するものを用いる請求項１ないし３のいずれかに記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項５】
前記芳香族炭化水素環は、ベンゼン環である請求項４に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項６】
前記キャリア輸送材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）を主材料として構成されるものを用いる請求項５に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項７】
前記キャリアを輸送する機能を有する層において、前記スルホン酸基の含有率は、前記スチレンスルホン酸を構成するベンゼン環の数に対して５〜６０％である請求項５に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項８】
前記第３の工程における前記脱スルホン酸化処理は、前記有機層を、水分子に接触させつつ、加熱するものである請求項１ないし７のいずれかに記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項９】
前記脱スルホン酸化処理における前記有機層の加熱温度は、６０〜２００℃である請求項８に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項１０】
前記脱スルホン酸化処理における前記有機層に対する前記水分子の接触は、前記有機層を水蒸気の流路内に導入することにより行われる請求項８または９に記載の電子デバイス用基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板が備える前記キャリアを輸送する機能を有する層上に、さらに発光層および対向電極をこの順で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。
【請求項１２】
請求項１ないし１０のいずれかに記載の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１３】
請求項１２に記載の電子デバイスを備える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、電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機材料を使用した有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に「有機ＥＬ素子」という。）は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子（発光素子）としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
一般に、有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に発光層を有する構成であり、陰極と陽極との間に電界を印加すると、発光層に陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。
【０００３】
そして、注入された電子と正孔とが発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際の励起エネルギーを光エネルギーとして放出することにより、発光層が発光する。
このような有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子の高効率化、すなわち、高い発光を得るためには、キャリア（電子または正孔）のキャリア輸送性の異なるキャリア輸送材料で構成されるキャリア輸送層を、発光層と、陰極および／または陽極との間に積層する素子構造が有効であることが判っている。
【０００４】
ところで、陽極の材料としては、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料が好適に用いられる。また、特に、有機ＥＬ素子が基板側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）である場合には、陽極として透明性を有するものを用いる必要がある。これらの点を考慮して、陽極の構成材料としては、一般に、ＩＴＯ（インジウムティンオキサイド）が用いられる。
【０００５】
一方、陽極と発光層との間に設けられるキャリア輸送層すなわち正孔輸送層の材料としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適に用いられる。
ここで、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、正孔輸送能に優れるとともに、ドーパントとして共存しているポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）がスルホン酸基を有することにより、ＰＥＤＯＴの水分散性が向上している。そのため、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを水系分散媒に分散した液状材料を用いた、液相成膜法により、正孔輸送層を形成することができる。
【０００６】
ところが、特許文献１に認められるように、ＩＴＯで構成される陽極の表面に、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで構成される正孔輸送層を設けると、ＩＴＯとＰＳＳが有するスルホン酸基とが反応する。これにより、ＩＴＯに含まれるＩｎが陽極から脱離して、周囲に拡散する。その結果、ＥＬ特性の経時的な劣化が引き起こされるという問題が生じる。
しかしながら、液状材料中でのＰＥＤＯＴの水分散性を維持するには、スルホン酸基を備えるＰＳＳと共存させることが必須である。
【０００７】
すなわち、ＩＴＯのような無機酸化物で構成される陽極と、スルホン酸基により水分散性が付与される正孔輸送材料で構成される正孔輸送層とが互いに接触して設けられる構成では、液状材料の調製時における正孔輸送材料の水分散性と、有機ＥＬ素子の長寿命化とを両立させるのが困難であるという問題がある。
また、このような問題は、ＩＴＯで構成されるソース・ドレイン電極を備え、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで構成される有機半導体層を備える有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）においても同様に生じている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−１４２２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、経時的な特性の劣化が抑制された電子デバイス用基板の製造方法および有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法を提供することを目的の一つとする。また、かかる電子デバイス用基板を備え、特性の経時的劣化を抑制した電子デバイスならびに信頼性の高い電子機器を提供することを目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の電子デバイス用基板の製造方法は、基板上に、無機酸化物を主材料として構成される電極を形成する第１の工程と、
前記電極に接触するように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される有機層を形成する第２の工程と、
前記有機層に対して、前記キャリア輸送材料から前記スルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことによりキャリアを輸送する機能を有する層を得る第３の工程とを有することを特徴とする。
これにより、製造される電子デバイス用基板が用いられた電子デバイスの経時的な特性劣化を抑制することができる。
【００１１】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第１の工程において、前記無機酸化物として、インジウムティンオキサイドを用いることが好ましい。
インジウムティンオキサイドは、仕事関数が大きく、導電性に優れる、すなわち正孔輸送能に優れる。そのため、電極（特に、陽極）の構成材料として好適である。また、このものは、実質的に透明であるので、特に、基板側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）の有機ＥＬ素子の製造方法に適用した場合には、発光層で発生した光を効率よく取り出すことができるものとなる。
【００１２】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第２の工程において、前記有機層は、前記キャリア輸送材料を含む液状材料を用いた液相成膜法を用いて形成されることが好ましい。
このように、液状材料を用いて有機層を形成する構成とすることにより、気相成膜法を用いて有機層を形成する場合と比較して、真空チャンバのような大掛かりな装置を用いることなく形成することができるとともに、形成工程の大幅な簡略化を図ることができる。
【００１３】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第２の工程において、前記キャリア輸送材料として、前記スルホン酸基が、当該キャリア輸送材料が備える芳香族炭化水素環に連結するものを用いることが好ましい。
かかる構成のキャリア輸送材料は、キャリア輸送能、および溶液または分散媒に対する溶解性または分散性に優れることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
【００１４】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記芳香族炭化水素環は、ベンゼン環であることが好ましい。
芳香族炭化水素環としてベンゼン環を備えるキャリア輸送材料は、優れたキャリア輸送能を有し、合成も容易で比較的安価に入手できることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
【００１５】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記キャリア輸送材料として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）を主材料として構成されるものを用いることが好ましい。
ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）は、優れたキャリア輸送能（特に、正孔輸送能）を有している。また、このものは、水系分散媒に対する分散性に優れるため、水系分散媒に分散して液状材料とし、液相成膜法によりこの液状材料を用いて有機層を確実に形成することができる。
【００１６】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記キャリアを輸送する機能を有する層において、前記スルホン酸基の含有率は、前記スチレンスルホン酸を構成するベンゼン環の数に対して５〜６０％であることが好ましい。
これにより、製造されるキャリア輸送層において優れたキャリア輸送能を確保しつつ、製造される電子デバイス用基板が用いられた電子デバイスの経時的な特性劣化を確実に抑制または防止することができる。
【００１７】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記第３の工程における前記脱スルホン酸化処理は、前記有機層を、水分子に接触させつつ、加熱するものであることが好ましい。
これにより、有機層に含まれるキャリア輸送材料から、スルホン酸基を確実に離脱させることができる。
【００１８】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記脱スルホン酸化処理における前記有機層の加熱温度は、６０〜２００℃であることが好ましい。
かかる範囲内に設定することにより、形成されるキャリアを輸送する機能を有する層の熱による変質・劣化を防止しつつ、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができる。
【００１９】
本発明の電子デバイス用基板の製造方法では、前記脱スルホン酸化処理における前記有機層に対する前記水分子の接触は、前記有機層を水蒸気の流路内に導入することにより行われることが好ましい。
これにより、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料が加水分解する際に、硫酸が生成する方向に偏らせることができる。その結果、キャリア輸送材料からのスルホン酸基の脱離がより円滑に行われるようになる。
【００２０】
本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法は、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板が備える前記キャリアを輸送する機能を有する層上に、さらに発光層および対向電極をこの順で積層することを特徴とする。
これにより、発光効率等の特性に優れ、特性の経時的劣化が抑制された有機ＥＬ素子が得られる。
【００２１】
本発明の電子デバイスは、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板を備えることを特徴とする。
これにより、特性に優れ、特性の経時的劣化が抑制された電子デバイスが得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子デバイスを備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、以下では、本発明の有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に「有機ＥＬ素子」という。）の製造方法により製造された有機ＥＬ素子について説明する。
【００２３】
＜有機ＥＬ素子＞
図１は、有機ＥＬ素子の実施形態を示した縦断面図である。なお、以下では、説明の都合上、図１中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
図１に示す有機ＥＬ素子１は、陽極３と、陰極７と、陽極３と陰極７との間に、陽極３側から順次積層された、正孔輸送層４と、発光層５とからなる積層体９を備えるものである。すなわち、正孔輸送層６の陽極３と反対側に発光層５が位置するものである。そして、有機ＥＬ素子１は、その全体が基板２上に設けられるとともに、封止部材８で封止されている。
なお、本実施形態では、この有機ＥＬ素子１において、基板２上に設けられた陽極３および正孔輸送層４により本発明の電子デバイス用基板が構成される。
【００２４】
基板２は、有機ＥＬ素子１の支持体となるものである。有機ＥＬ素子１が基板２と反対側から光を取り出す構成（トップエミッション型）である場合、基板２および陽極３には、それぞれ、透明性は、特に要求されない。また、有機ＥＬ素子１が、図１に示すように、基板２側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）である場合、基板２および陽極３には、それぞれ、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）性を有するものが用いられる。
【００２５】
基板２としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマーのような樹脂材料や、石英ガラス、ソーダガラスのようなガラス材料等で構成される透明基板や、アルミナのようなセラミックス材料で構成された基板、ステンレス鋼のような金属基板の表面に酸化膜（絶縁膜）を形成したもの、不透明な樹脂材料で構成された基板のような不透明基板を用いることができる。
このような基板２の平均厚さは、特に限定されないが、０．１〜１０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜５ｍｍ程度であるのがより好ましい。
【００２６】
陽極３は、後述する正孔輸送層４に正孔を注入する電極である。
本発明では、陽極（電極）３は、無機酸化物を主材料として構成されている。
陽極３を構成する無機酸化物としては、正孔を注入するという観点から、仕事関数が大きく、導電性に優れる材料が好適に用いられる。
このような無機酸化物としては、特に限定されないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムティンオキサイド）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、Ｉｎ３Ｏ３、ＳｎＯ２、Ｓｂ含有ＳｎＯ２、Ａｌ含有ＺｎＯ、ＦＴＯ（フッ素ドープした酸化スズ）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。中でも、ＩＴＯは、仕事関数が大きく、導電性に優れる、すなわち正孔輸送性に優れる。さらに、特に高い透明性を有する。そのため、陽極の材料として好適である。また、特に、有機ＥＬ素子１が、図１に示すようなボトムエミッション型である場合には、陽極３がＩＴＯによって構成されていると、発光層５で発生した光を、効率よく取り出すことができる。
【００２７】
このような陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。陽極３の厚さが薄すぎると、陽極３としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陽極３が厚すぎると、有機ＥＬ素子１の発光効率が低下するおそれがある。
また、陽極３の表面抵抗は、低い程好ましく、具体的には、１００Ω／□以下であるのが好ましく、５０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
【００２８】
陰極７は、後述する電子輸送層６に電子を注入する電極である。この陰極７の構成材料としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
陰極７の構成材料としては、例えば、酸化セシウム、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｓｃ、Ｙまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
特に、陰極７の構成材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極７の構成材料として用いることにより、陰極７の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
【００２９】
このような陰極７の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１０００ｎｍ程度であるのが好ましく、１００〜４００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
また、陰極７の表面抵抗も低い程好ましく、具体的には、５０Ω／□以下であるのが好ましく、２０Ω／□以下であるのがより好ましい。表面抵抗の下限値は、特に限定されないが、通常０．１Ω／□程度であるのが好ましい。
【００３０】
さて、陽極３と陰極７との間には、正孔輸送層４と発光層（有機半導体層）５とがこの順で陽極３側から積層された積層体９が陽極３と陰極７とに接触するように形成されている。
正孔輸送層４は、陽極３から注入された正孔（キャリア）を発光層５まで輸送する機能を有するものである。本実施形態では、この正孔輸送層４に、本発明の有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）の製造方法により製造された有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）が備えるキャリアを輸送する機能を有する層が適用される。
【００３１】
すなわち、本実施形態の有機ＥＬ素子１では、この正孔輸送層４が、後述する有機ＥＬ素子１の製造方法で製造される有機層４１に対して、スルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を施すことにより得られたもので構成される。なお、後に詳述するが、この有機層４１が、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成される。
ここで、本明細書において、脱スルホン酸化処理とは、下記式１の反応式で示される加水分解反応により、キャリア輸送材料が有するスルホン酸基を離脱させるものである。
Ｒ−ＳＯ３Ｈ＋Ｈ２Ｏ→Ｒ−Ｈ＋Ｈ２ＳＯ４  ……  式１
（式中、Ｒは、キャリア輸送材料に含まれる構造を表す。）
【００３２】
このような脱スルホン酸化処理としては、例えば、Ｉ：有機層４１を水分子に接触させつつ、加熱する方法、II：酸性ガスを水分子に接触させつつ、加熱する方法等が挙げられるが、これらの中でもＩの方法を用いるのが好ましい。かかる方法を用いることにより、液相成膜法を用いて有機層４１を形成した後に、この有機層４１に含まれるキャリア輸送材料から、スルホン酸基を確実に離脱させることができる。そのため、後に詳述するように、液相成膜法を用いた有機層４１の形成と、有機層４１に含まれるキャリア輸送材料からのスルホン酸基の離脱との双方を確実に行うことができる。
【００３３】
このような脱スルホン酸化処理を施すことにより、正孔輸送層４は、層中に含まれるスルホン酸基を有するキャリア輸送材料からスルホン酸基が実質的に失われているか、スルホン酸基の数が低減している。その結果、正孔輸送層４と陽極３との界面付近において、正孔輸送層４に含まれるスルホン酸基と、陽極３に含まれる無機酸化物（例えば、ＩＴＯ）とが接触する機会が低減する。これにより、導電性酸化物（ＩＴＯ）中に含まれる無機物（インジウム）がスルホン酸基により離脱して、陽極３および正孔輸送層４中に拡散してしまうのを好適に抑制または防止することができる。その結果、有機ＥＬ素子１の経時的な特性の劣化を抑制することができる。すなわち、有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる。
なお、Ｉの方法を用いたスルホン酸基を有するキャリア輸送材料の脱スルホン酸化処理については、後に詳述する。
【００３４】
脱スルホン酸化処理が施される前の正孔輸送層４、すなわち有機層４１に含まれるキャリア輸送材料としては、キャリア輸送能（本実施形態では、正孔輸送能）を有し、かつ、その分子構造中にスルホン酸基を有するものが用いられる。
また、このキャリア輸送材料において、スルホン酸基は、いかなる位置に連結するものであってもよいが、キャリア輸送材料が備える芳香族炭化水素環に連結するのが好ましい。このようなキャリア輸送材料は、キャリア輸送能、および、溶液または分散媒に対する溶解性または分散性に優れることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
【００３５】
芳香族炭化水素環としては、例えば、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環等の縮合芳香族炭化水素環、これら芳香族炭化水素環に各種置換基が導入されたもの等が挙げられ、これらの中でも、ベンゼン環またはベンゼン環に各種置換基が導入されたものを選択するのが好ましい。芳香族炭化水素環としてベンゼン環を備えるキャリア輸送材料は、優れたキャリア輸送能を有し、合成も容易で比較的安価に入手できることから、キャリア輸送材料として好適に用いられる。
【００３６】
このようなキャリア輸送材料としては、具体的には、ポリアニリンスルホン酸、テトラスルホン酸金属フタロシアニン錯体、ポルフィリンスルホン酸およびＮ−アルキルスルホン酸カルバゾールや、ポリ−３，４−エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）、ポリパラフェニレンビニレン、ポリピロールのような導電性高分子にドーパントをドープしたもの等が挙げられる。
【００３７】
また、ドーパントとしては、例えば、ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）、ｐ−トルエンスルホン酸ナトリウム（ＰＴＳ）、ベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＢＳ）、エチルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＥＢＳ）、オクチルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＯＢＳ）、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム（ＤＢＳ）、メシチレンスルホン酸ナトリウム（ＭＳＳ）、ｍ−キシレンスルホン酸ナトリウム（ＭＸＳ）、ｐ−トルエンスルホン酸テトラエチルアンモニウム（Ｅｔ４ＮＰＴＳ）、カンファースルホン酸、ナフタレンスルホン酸、メラミンスルホン酸、アントラキノンスルホン酸、オリゴアニリンスルホン酸、オリゴチオフェンスルホン酸、スルホン化ポリエピクロルヒドリン、パーフルオロカーボンスルホン酸樹脂、ポリエチレンオキシドスルホン酸、リグニンスルホン酸、ビスフェノールスルホン酸、ヒドロキノンスルホン酸等が挙げられる。
以上のようなキャリア輸送材料の中でも、特に、下記化１で表されるポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が好適である。
【００３８】
【化１】
2008211068.tif 000003
【００３９】
ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳは、優れたキャリア輸送能（特に、正孔輸送能）を有している。また、このものは、水系分散媒に対する分散性に優れるため、水系分散媒に分散して液状材料とし、液相成膜法によりこの液状材料を用いて有機層４１を確実に形成することができる。ここで、水系分散媒を含有する液状材料は、無機酸化物を主材料として構成される陽極３に対する濡れ性が高い。そのため、この液状材料を陽極３の表面に塗布して有機層４１を形成する構成とすることにより、有機層４１を均一な膜厚で陽極３上に形成することができる。これにより、キャリア（正孔）を、陽極３から正孔輸送層４を介して発光層５に効率よく注入することができる。
このＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを含有する有機層４１は、上述した脱スルホン酸化処理を施すことにより、下記化２で表されるように、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからスルホン酸基が脱離する。
【００４０】
【化２】
2008211068.tif 000004
【００４１】
このように、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳからスルホン酸基が脱離する構成とすることにより、導電性酸化物（ＩＴＯ）中に含まれる無機物（インジウム）がスルホン酸基により離脱して、陽極３および正孔輸送層４中に拡散してしまうのを好適に抑制または防止することができる。その結果、有機ＥＬ素子１の経時的な特性の劣化を抑制すること、すなわち、有機ＥＬ素子１の長寿命化を図ることができる。
【００４２】
なお、キャリア輸送材料としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを用いた場合、有機層４１において、ＰＳＳに含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基の含有率（数）は、特に限定されないが、このベンゼン環の数に対して、８０〜１００％程度であるのが好ましい。スルホン酸基の数が少ないと、ＰＥＤＯＴを水系分散媒に分散させて液状材料を調製する際に、十分な分散性が得られないおそれがある。
【００４３】
また、正孔輸送層４において、ＰＳＳに含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基の含有率（数）は、このベンゼン環の数に対して、５〜６０％程度であるのが好ましく、２０〜４０％程度であるのがより好ましい。正孔輸送層４に含まれるスルホン酸基の数が少ない程、陽極３の無機酸化物と正孔輸送層４のスルホン酸基との反応は抑えられる。しかしながら、スルホン酸基は正孔輸送層４に導電性を付与するドーパントとしても機能するので、スルホン酸基の数が少ないと、正孔輸送層４のキャリア輸送能が低下するおそれがある。また、スルホン酸基の数が多いと、陽極３に用いる無機酸化物や正孔輸送層４に用いるキャリア輸送材料の種類によっては、このスルホン酸基と、陽極３の無機酸化物とが反応して無機物が離脱し、これが有機ＥＬ素子１の特性を経時的に劣化させるおそれがある。
【００４４】
なお、正孔輸送層４におけるスルホン酸基の含有量は、正孔輸送層４についてＩＲスペクトルを観測し、このスペクトルのスルホン酸基に帰属するピーク強度から求めることができる。
また、正孔輸送層４（有機層４１）は、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料とともに、その他のキャリア（正孔）輸送材料を含有していてもよい。
【００４５】
その他のキャリア輸送材料としては、特に限定されないが、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン：ポリスチレンスルホネート、ポリアニリン：ポリスチレンスルホネート、ポリアリールアミン、フルオレン−アリールアミン共重合体、フルオレン−ビチオフェン共重合体、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００４６】
スルホン酸基を有するキャリア輸送材料と、その他のキャリア輸送材料を組み合わせて用いる場合、その他のキャリア輸送材料の比率は、スルホン酸基を有する正孔輸送材料に対して３０ｗｔ％以下であるのが好ましい。その他のキャリア輸送材料の比率が上記上限値を超えて大きくなると、液相成膜法によって有機層４１を形成するに際して、キャリア輸送材料の水系分散媒または水系溶媒に対する分散性または溶解性が低くなり、所望の濃度の液状材料を調製するのが困難となるおそれがある。
【００４７】
このような正孔輸送層４の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。正孔輸送層４の厚さが薄すぎると、ピンホールが生じるおそれがあり、一方、正孔輸送層４が厚過ぎると、正孔輸送層４の透過率が悪くなる原因となり、有機ＥＬ素子１の発光色の色度（色相）が変化してしまうおそれがある。
なお、陽極３と正孔輸送層４との間には、例えば、陽極３からの正孔注入効率を向上させる正孔注入層を設けるようにしてもよい。この場合、正孔注入層に、本発明の有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）の製造方法により製造された有機ＥＬ素子（電子デバイス用基板）が備えるキャリアを輸送する機能を有する層が適用される。
【００４８】
陽極３と陰極７との間に通電（電圧を印加）すると、正孔輸送層４中を正孔が、また、発光層５中を電子が移動し、主に発光層５の正孔輸送層４側の界面付近において正孔と電子とでエキシトン（励起子）が生成する。このエキシトンは、一定時間で再結合するがその際に、前記エキシトン生成で蓄積された励起エネルギー分を主として蛍光やりん光等の光として放出する。これがエレクトロルミネッセンス発光である。
【００４９】
この発光層５の構成材料としては、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、トリス（８−ヒドロキシキノリノレート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）のような低分子系のものや、オキサジアゾール系高分子、トリアゾール系高分子、カルバゾール系高分子、フルオレン系高分子のような高分子系のものが挙げられ、これらの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
【００５０】
発光層５の厚さ（平均）は、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。発光層５の厚さを前記範囲とすることにより、正孔と電子との再結合が効率よくなされ、発光層５の発光効率をより向上させることができる。
なお、発光層５は、単層のものに限定されず、例えば、陰極７と接触する側に、電子輸送能に優れた電子輸送層を備えた複層のものとすることもできる。発光層５をかかる構成のものとすることにより、発光層５中における電子輸送能をより向上させることができる。
【００５１】
電子輸送層の構成材料（電子輸送材料）としては、特に限定されないが、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン系化合物、フェナントレン系化合物、クリセン系化合物、ペリレン系化合物、アントラセン系化合物、ピレン系化合物、アクリジン系化合物、スチルベン系化合物、ＢＢＯＴのようなチオフェン系化合物、ブタジエン系化合物、クマリン系化合物、キノリン系化合物、ビスチリル系化合物、ジスチリルピラジンのようなピラジン系化合物、キノキサリン系化合物、２，５−ジフェニル−パラ−ベンゾキノンのようなベンゾキノン系化合物、ナフトキノン系化合物、アントラキノン系化合物、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）のようなオキサジアゾール系化合物、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、アントロン系化合物、１，３，８−トリニトロ−フルオレノン（ＴＮＦ）のようなフルオレノン系化合物、ＭＢＤＱのようなジフェノキノン系化合物、ＭＢＳＱのようなスチルベンキノン系化合物、アントラキノジメタン系化合物、チオピランジオキシド系化合物、フルオレニリデンメタン系化合物、ジフェニルジシアノエチレン系化合物、フローレン系化合物、ピロール系化合物、フォスフィンオキサイド系化合物、８−ヒドロキシキノリン  アルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００５２】
封止部材８は、陽極３、正孔輸送層４、発光層５、および陰極７を覆うように設けられ、これらを気密的に封止し、酸素や水分を遮断する機能を有する。封止部材８を設けることにより、特に陰極７の酸化を抑制または防止して、有機ＥＬ素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止（耐久性向上）等の効果が得られる。
封止部材８の構成材料としては、例えば、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｔｉまたはこれらを含む合金、酸化シリコン、各種樹脂材料等を挙げることができる。
また、封止部材８は、平板状として、基板２と対向させ、これらの間を、例えば熱硬化性樹脂等のシール材で封止するようにしてもよい。
【００５３】
このような有機ＥＬ素子１は、陰極７が負、陽極３が正となるようにして、０．５Ｖの電圧を印加したとき、その抵抗値が、１００Ω／ｃｍ２以上となる特性を有するのが好ましく、１ｋΩ／ｃｍ２以上となる特性を有するのがより好ましい。かかる特性は、有機ＥＬ素子１において、陰極７と陽極３との間での短絡（リーク）が好適に防止または抑制されていることを示すものであり、このような特性を有する有機ＥＬ素子１は、発光効率が特に高いものとなる。
【００５４】
以上のような有機ＥＬ素子１は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法により、次のようにして製造することができる。
図２は、有機ＥＬ素子の製造工程を示した縦断面図、図３は、図２に示す製造工程において、脱スルホン酸化処理に用いる処理装置の一例を示した模式図である。なお、以下では説明の都合上、図２および図３中の上側を「上」、下側を「下」として説明を行う。
【００５５】
［１］陽極形成工程（第１の工程）
まず、図２（ａ）に示すように、基板２を用意し、この基板２上に、無機酸化物を主材料として構成される陽極（電極）３を形成する。
陽極３は、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング等の乾式メッキ法等を用いて形成することができる。
【００５６】
［２］正孔輸送層形成工程
［２−１］有機層形成工程（第２の工程）
次に、図２（ｂ）に示すように、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を主材料として構成され、陽極３に接触する有機層４１を陽極３上に形成する。
有機層４１は、例えば、前述したようなキャリア輸送材料（スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を含むもの）を、分散媒または溶媒に、分散または溶解してなる有機層形成用材料（液状材料）を、陽極３上に塗布(供給)し塗膜を形成した後、有機層形成用材料に含まれる分散媒または溶媒を除去することにより形成することができる。
【００５７】
陽極３上に有機層形成用材料を供給する方法としては、各種の液相成膜法が用いられ、例えば、インクジェット法、スピンコート法、液体ミスト化学体積法（ＬＳＭＣＤ法）、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
分散媒または溶媒としては、水を含有するもの（水系分散剤または水系溶媒）を用いるのが好ましい。スルホン酸基は、極性が高く水に対する溶解性が高いため、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料を、水系分散剤または水系溶媒に容易に分散または溶解させることができる。
【００５８】
水系分散剤または水系溶媒は、水単独であってもよく、水と、他の溶媒とを組み合わせた混合分散剤または混合溶媒であってもよい。
水以外の溶媒としては、例えば、過酸化水素、四塩化炭素等の無機溶媒や、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）、アセトン、ジエチルケトン等のケトン系溶媒、メタノール、エタノール等のアルコール系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等のエーテル系溶媒、ヘキサン、ペンタン等の脂肪族炭化水素系溶媒、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）等のアミド系溶媒、ジクロロメタン、クロロホルム等のハロゲン化合物系溶媒、酢酸エチル、酢酸メチル等のエステル系溶媒、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、スルホラン等の硫黄化合物系溶媒、アセトニトリル、アクリロニトリル等のニトリル系溶媒、ギ酸、酢酸、トリクロロ酢酸、トリフルオロ酢酸等の有機酸系溶媒のような各種有機溶媒等が挙げられる。
得られた塗膜には、必要に応じて、例えば大気中、不活性雰囲気中、減圧（または真空）下等において熱処理を施すようにしてもよい。これにより、例えば、塗膜の乾燥（脱溶媒または脱分散媒）等を行うことができる。なお、塗膜は、熱処理によらず乾燥してもよい。
【００５９】
このように、有機層形成用材料すなわち液状材料を用いて有機層４１を形成する構成とすることにより、気相成膜法を用いて有機層を形成する場合と比較して、真空チャンバのような大掛かりな装置を用いることなく形成することができるとともに、形成工程の大幅な簡略化を図ることができる。
また、水系分散媒または水系溶媒を含有する液状材料は、無機酸化物を主材料として構成される陽極３の表面に対して濡れ性が高い。これにより、この液状材料を陽極３の表面にムラなく塗布することができることから、均一な膜厚の有機層４１を陽極３上に形成することができる。
【００６０】
［２−２］脱スルホン酸化処理工程（第３の工程）
次に、有機層４１に対して、キャリア輸送材料からスルホン酸基の少なくとも一部を離脱させる脱スルホン酸化処理を行い、正孔輸送層４を得る。
脱スルホン酸化処理は、前述したように、例えば、有機層４１を水分子に接触させつつ、加熱することにより行うことができるが、具体的には次のようにして行うことができる。
すなわち、１）陽極３上に有機層４１が形成された基板２を、チャンバ内に設けられた、加熱手段を有するステージ上に載置し、チャンバ内に水蒸気を導入しつつ、基板２を加熱する方法、２）陽極３上に有機層４１が形成された基板２を、高温高湿雰囲気中に一定時間放置する方法等により行うことができる。
【００６１】
これらのうち、１）の方法を用いて脱スルホン酸化処理を行うのが好ましい。１）の方法によれば、ステージの加熱により基板２が直接加熱されるため、この基板２と陽極３を介して接触している有機層４１をも効率よく加熱することができる。そのため、高い反応温度が得られ、キャリア輸送材料からスルホン酸基を効率よく脱離させることができる。これにより、脱スルホン酸化処理の処理時間の短縮を図ることができる。また、有機層４１に浸透した水分子が速やかに放出されることから、水による有機層４１の膨潤を抑えることができる。したがって、脱スルホン酸化処理後に得られる正孔輸送層４は、均一な膜厚を有するものとなる。
【００６２】
以下、この１）の方法を用いて脱スルホン酸化処理を行う場合を代表に詳述する。
１）の方法では、例えば、図３に示すような処理装置９００が用いられる。
図３に示す処理装置９００は、チャンバ９１０と、チャンバ９１０内に設けられたステージ９５０と、チャンバ内に水蒸気を供給する水蒸気供給手段９２０と、チャンバ内の排気を行う排気手段９３０とを有している。
また、ステージ９５０には、加熱手段として、例えば、ヒータ等（図示せず）が設けられている。
【００６３】
水蒸気供給手段９２０は、水を蒸発（気化）させて水蒸気Ｓを生成するバブラー９２１と、バブラー９２１で生成された水蒸気Ｓをチャンバ９１０内に導く水蒸気供給ライン９２２と、水蒸気供給ライン９２２の途中に設けられたポンプ９２３およびバルブ９２４とで構成されている。
バブラー９２１は、水が貯留されるバブラー容器９２５と、窒素ボンベ９２６と、窒素ボンベ９２６に連結されたキャリアガス導入ライン９２７とで構成されている。キャリアガス導入ライン９２７の窒素ボンベ９２６側と反対側の端部はバブラー容器９２５内の水９２９中に浸漬されており、また、水蒸気供給ライン９２２のチャンバ９１０側と反対側の端部は、バブラー容器９２５の水蒸気出口９２８に接続されている。
ここで、バブラー容器９２５内に貯留される水９２９としては、蒸留水、純水、イオン交換水、ＲＯ水等の各種水を用いることができる。
排気手段９３０は、ポンプ９３２と、ポンプ９３２とチャンバ９１０とを連通する排気ライン９３１と、排気ライン９３１の途中に設けられたバルブ９３３とで構成されている。
【００６４】
この処理装置９００を用いる脱スルホン酸化処理は、次のようにして行われる。
まず、チャンバ９１０を開放し、陽極３および有機層４１が形成された基板２を搬入して、ステージ９５０上に設置する。
次に、チャンバ９１０を密閉状態とした後、ステージ９５０に設けられた加熱手段を作動させることにより、基板２を加熱する。加熱手段によって加えられた基板２の熱は、陽極３を介して、有機層４１に伝導し、その結果、有機層４１が加熱される。
【００６５】
基板２の加熱温度は、特に限定されないが、６０〜２００℃程度であるのが好ましく、８０〜１５０℃程度であるのがより好ましい。加熱温度が上記下限値よりも低過ぎると、湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、加熱温度が前記上限値を超えて高くなると、キャリア輸送材料の種類によっては、有機層４１（正孔輸送層４）が熱により変質・劣化するおそれがある。
【００６６】
次に、バブラー容器９２５に貯留された水９２９に、キャリアガス導入ライン９２７を介して、窒素ガスを導入する。これにより、バブラー容器９２５内の水９２９が蒸発して水蒸気Ｓが発生する。その後、ポンプ９２３を作動し、この状態でバルブ９２４を開くことにより、水蒸気供給ライン９２２を介して、水蒸気Ｓをバブラー容器９２５からチャンバ９１０内に供給する。そして、チャンバ９１０内が所定の湿度となるように、バルブ９２４の開閉を制御して、チャンバ９１０内に供給される水蒸気の量を調整する。
【００６７】
上記のようにすることにより、チャンバ９１０内に供給された水蒸気Ｓは、加熱状態の有機層４１に付着・浸透する。その結果、有機層４１に含まれるキャリア輸送材料が有するスルホン酸基の少なくとも一部が、上記式１で示したような加水分解反応が進行することにより離脱する。その結果、図２（ｃ）に示すような、脱スルホン酸化処理が施された正孔輸送層４が得られる。
【００６８】
チャンバ９１０内の湿度は、高湿度であるほどスルホン酸基の離脱効率を向上させることができるが、具体的には、４０〜１００ＲＨ％程度であるのが好ましく、８０〜１００ＲＨ％程度であるのがより好ましい。湿度が低過ぎると、加熱温度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。
【００６９】
脱スルホン酸化処理の処理時間は、３０分〜１０時間程度であるのが好ましく、４〜８時間程度であるのがより好ましい。処理時間が前記下限値よりも短過ぎると、加熱温度や湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、処理時間を前記上限値を超えて長くしても、それ以上の効果の増大が見込めない。
【００７０】
この際、すなわち、チャンバ９１０内に水蒸気を供給する際には、ポンプ９３２を作動し、この状態で、バルブ９３３を開くことにより、チャンバ９１０内の水蒸気を、排気ライン９３１を介して外部に排出する。このように、水蒸気Ｓを、水蒸気供給手段９２０によりチャンバ９１０内に供給しつつ、排気手段９３０によりチャンバ９１０外に排出する構成、換言すれば、有機層４１を水蒸気Ｓの流路内に導入する構成とすることにより、次のような効果が得られる。
【００７１】
すなわち、上記式１の反応式で示したように、有機層４１中において、スルホン酸基が脱離すると層中に硫酸が生成する。この硫酸は、有機層４１が加熱されていることから、水と無水硫酸（三酸化硫黄）とに分解されて、有機層４１外にガス成分として排出される。そして、この時、排気手段９３０によりチャンバ９１０内のガス成分をチャンバ９１０外に排出する構成となっていることから、チャンバ９１０内に存在する無水硫酸を確実にチャンバ９１０外に排出することができる。その結果、上記式１の反応式が進行することにより生成された硫酸が分解して気化すると、直ちに気化物をチャンバ９１０外に排出することができる。そのため、上記式１の反応式を硫酸が生成する方向に偏らせることができ、キャリア輸送材料からのスルホン酸基の脱離がより円滑に行われるようになるという利点が得られる。
【００７２】
なお、チャンバ９１０内の圧力は、０．０１〜１０ＭＰａ程度であるのが好ましく、０．１〜１ＭＰａ程度であるのがより好ましい。かかる範囲内に設定することにより、有機層４１中に生成した硫酸を水と無水硫酸（三酸化硫黄）とに分解して、有機層４１外にガス成分として確実に排出することができる。
そして、バルブ９２４を閉じて、９２０からの水蒸気Ｓの供給を停止した後、加熱手段により基板２を加熱することにより、正孔輸送層４を乾燥する。その後、チャンバ９１０内から水蒸気Ｓのほぼ全てが排出されると、ポンプ９３２を停止するとともに、バルブ９３３を閉じる。
【００７３】
以上のような工程を経ることにより、平坦面で構成される均一な膜厚の正孔輸送層４を形成することができる。その結果、この正孔輸送層４を介して、陽極３から注入された正孔を発光層５に効率よく注入することができる。
なお、脱スルホン酸化処理を、２）の方法、すなわち、有機層４１が形成された基板２を、高温高湿雰囲気中に一定時間放置する方法は、一般的な恒温恒湿槽を用い、その槽内を高温高湿雰囲気とし、この恒温恒湿槽内に、基板２を放置することによって行うことができる。したがって、前述したような処理装置９００の使用を省略することができ、有機ＥＬ素子１の製造工程の簡略化や、製造コストの低減を図ることができる。
【００７４】
この場合、雰囲気の温度は、特に限定されないが、６０〜２５０℃程度であるのが好ましく、８０〜１５０℃程度であるのがより好ましい。雰囲気の温度が上記下限値よりも低過ぎると、湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、雰囲気の温度が前記上限値を超えて高くなると、正孔輸送材料の種類によっては、有機層４１（正孔輸送層４）が熱により変質・劣化するおそれがある。
【００７５】
雰囲気の湿度は、高湿度であるほどスルホン酸基の離脱効率を向上させることができるが、具体的には、６０〜１００ＲＨ％程度であるのが好ましく、８０〜１００ＲＨ％程度であるのがより好ましい。湿度が低過ぎると、雰囲気の温度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。
脱スルホン酸化処理の処理時間は、３〜１０時間程度であるのが好ましく、６〜８時間程度であるのがより好ましい。処理時間が前記下限値よりも短過ぎると、雰囲気の温度や湿度等の他の条件によっては、キャリア輸送材料からスルホン酸基を十分に離脱させることができないおそれがある。一方、処理時間を前記上限値を超えて長くしても、それ以上の効果の増大が見込めない。
【００７６】
［３］発光層形成工程
次に、図２（ｄ）に示すように、正孔輸送層４上に発光層５を形成する。
発光層５は、前述したような発光材料を用いて、前記有機層形成工程［２−１］で説明した液相成膜法により形成することができる。
［４］陰極形成工程
次に、発光層５上に陰極７を形成する。
陰極７は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、金属箔の接合等を用いて形成することができる。
【００７７】
［５］封止部材形成工程
次に、陽極３、正孔輸送層４、発光層５、および陰極７を覆うように、封止部材８を形成する。
封止部材８は、例えば、前述したような材料で構成される箱状の保護カバーを、各種硬化性樹脂（接着剤）で接合すること等により形成する（設ける）ことができる。
硬化性樹脂には、熱硬化性樹脂、光硬化性樹脂、反応性硬化樹脂、嫌気性硬化樹脂のいずれも使用可能である。
また、この封止部材形成工程は、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性雰囲気下で行うのが好ましい。
【００７８】
以上のような工程を経て、図１に示す有機ＥＬ素子１が製造される。
この有機ＥＬ素子１は、例えば、ディスプレイ装置用として用いることができるが、その他にも光源等としても使用可能であり、種々の光学的用途等に用いることが可能である。
また、有機ＥＬ素子１をディスプレイ装置用に用いる場合、複数の有機ＥＬ素子１がディスプレイ装置に設けられるが、このようなディスプレイ装置は、例えば、次のようなものが挙げられる。
【００７９】
図４は、有機ＥＬ素子を複数備えるディスプレイ装置を示す縦断面図である。
図４に示すディスプレイ装置１００は、基体２０と、この基体２０上に設けられた複数の有機ＥＬ素子１とを有している。
基体２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
回路部２２は、基板２１上に形成された、例えば酸化シリコン層からなる保護層２３と、保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
【００８０】
駆動用ＴＦＴ２４は、シリコンからなる半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、有機ＥＬ素子１が設けられている。また、隣接する有機ＥＬ素子１同士は、第１隔壁部３１および第２隔壁部３２により区画されている。
【００８１】
本実施形態では、各有機ＥＬ素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、各有機ＥＬ素子１の陰極７は、共通電極とされている。
そして、各有機ＥＬ素子１を覆うように封止部材（図示せず）が基体２０に接合され、各有機ＥＬ素子１が封止されている。
ディスプレイ装置１００は、単色表示であってもよく、各有機ＥＬ素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
【００８２】
＜電子機器＞
前述したような、有機ＥＬ素子１（本発明の電子デバイス）を備えるディスプレイ装置１００は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図５は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００８３】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４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１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部がディスプレイ装置１００により構成されている。
【００８４】
図６は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部がディスプレイ装置１００により構成されている。
【００８５】
図７は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００８６】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部がディスプレイ装置１００により構成されている。
【００８７】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【００８８】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００８９】
なお、本発明の電子機器は、図５のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図６の携帯電話機、図７のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【００９０】
以上、本発明の電子デバイス用基板の製造方法、有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法、電子デバイスおよび電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
例えば、本発明の電子デバイス用基板の製造方法には、任意の目的の工程が１または２以上追加されてもよい。
【００９１】
また、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板を備える本発明の電子デバイスは、上述した有機ＥＬ素子に適用することができる他、例えば、無機酸化物を主材料として構成されるソース・ドレイン電極と、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料で構成される有機半導体層とを備える有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）等に適用することができる。また、本発明の電子デバイス用基板の製造方法により製造された電子デバイス用基板は、無機酸化物を主材料として構成される端子（電極）と、スルホン酸基を有するキャリア輸送材料で構成される配線とを備える配線基板等に適用することができる。
【実施例】
【００９２】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．有機ＥＬ素子の製造
以下、各実施例および比較例において、有機ＥＬ素子を５個ずつ製造した。
（実施例１Ａ）
−１Ａ−  まず、平均厚さ０．５ｍｍの透明なガラス基板上に、真空蒸着法により、平均厚さ１５０ｎｍのＩＴＯ電極（陽極）を形成した。
【００９３】
−２Ａ−  次に、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（バイエル社製、「バイトロンＰ」）を、２．０ｗｔ％となるように、純水に分散して、有機層形成用材料を調製した。
なお、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）としては、３，４−エチレンジオキシチオフェンとスチレンスルホン酸との比率が、重量比で１：２０のものを用いた。
そして、ＩＴＯ電極上に、この有機層形成用材料を、スピンコート法により、４４００ｒｐｍ×３０秒の条件で塗布した後、乾燥して、平均厚さ５５ｎｍの有機層を形成した。
【００９４】
−３Ａ−  次に、図３に示す処理装置９００内に、陽極上に有機層が形成された基板を搬入し、ステージ上に、有機層が上側となるようにして設置した。そして、チャンバを密閉した後、ステージの加熱手段を作動させることにより、基板を１５０℃に加熱した。
また、この際、バブラーに窒素ガスを供給することにより発生させた水蒸気をチャンバ内に供給し、チャンバ内の湿度および圧力をそれぞれ１００ＲＨ％および０．２ＭＰａとした。この状態を、４時間保持した。これにより、水蒸気が付着した状態の有機層が加熱され、有機層に含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基が加水分解反応により脱離する。
【００９５】
以上のような工程を経ることにより、正孔輸送層を得た。
その後、基板を、ホットプレート上で、２００℃×１０分の条件で加熱することにより、正孔輸送層を乾燥させた。
この正孔輸送層と、脱スルホン酸化処理を施す前の有機層について、それぞれ、多重反射ＡＴＲ（attenuated total reflection）法を用いてＩＲスペクトルを観測し、スルホン酸基に帰属するピーク強度からスルホン酸基の含有率を求めた。
【００９６】
すなわち、スルホン酸基に帰属するピークは、１２３２ｃｍ−１付近に認められることから、１１８６ｃｍ−１付近のＩＲスペクトルの強度をベースラインとして用いることにより、正孔輸送層とおよび脱スルホン酸化処理を施す前の有機層のスルホン酸基に帰属するピーク強度をそれぞれ求め、これらピーク強度の大きさの差に基づいて、スルホン酸基の含有率を求めた。
その結果、正孔輸送層におけるスルホン酸の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、２８％であった。
【００９７】
−４Ａ−  次に、正孔輸送層上に、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）（重量平均分子量２０００００）の１．７ｗｔ％キシレン溶液を、スピンコート法により、２５００ｒｐｍ×２０秒の条件で塗布した後、ホットプレート上で、２００℃×１０分の条件で乾燥して、平均厚さ５０ｎｍの発光層を形成した。
−５Ａ−  次に、発光層上に、真空蒸着法により、平均厚さ２００ｎｍのＡｌ膜および平均厚さ１０ｎｍのＣａ膜を形成し、２層構成の電極（陰極）を形成した。
−６Ａ−  次に、窒素雰囲気下で、形成した各層を覆うように、ポリカーボネート製の保護カバーを被せ、紫外線硬化性樹脂により固定、封止して、有機ＥＬ素子を製造した。
【００９８】
（実施例２Ａ）
前記工程−３Ａ−において、図３に示す成膜装置によって脱スルホン酸化処理を行うに際し、基板の加熱温度を２００℃、処理時間を６時間とした以外は、前記実施例１Ａと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、７％であった。
【００９９】
（実施例３Ａ）
前記工程−３Ａ−において、図３に示す成膜装置によって脱スルホン酸化処理を行うに際し、基板の加熱温度を７０℃、チャンバ内の湿度を９０％、処理時間を２時間とした以外は、前記実施例１Ａと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、５８％であった。
【０１００】
（実施例１Ｂ）
前記工程−３Ａ−の代わりに、下記工程−３Ｂ−を行う以外は、前記実施例１Ａと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。
−３Ｂ−  恒温恒湿槽内に、有機層を形成した基板を設置した。そして、恒温恒湿槽を密閉した後、その内部を１００℃、１００ＲＨ％の高温高湿状態とした。この状態を８時間保持した。これにより、水蒸気が付着した状態の有機層が加熱され、有機層に含まれるベンゼン環に連結するスルホン酸基が加水分解反応により脱離して、正孔輸送層が得られる。
【０１０１】
その後、基板を、ホットプレート上で、２００℃×１０分の条件で加熱することにより、正孔輸送層を乾燥させた。
この正孔輸送層について、ＩＲスペクトルを観測し、スルホン酸基に帰属するピーク強度からスルホン酸の含有率を求めた。その結果、正孔輸送層におけるスルホン酸の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、３６％であった。
【０１０２】
（実施例２Ｂ）
前記工程−３Ｂ−において、恒温恒湿槽によって脱スルホン酸化処理を行うに際して、恒温恒湿槽内を２５０℃、１００ＲＨ％とし、処理時間を１０時間とした以外は、前記実施例１Ｂと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、９％であった。
【０１０３】
（実施例３Ｂ）
前記工程−３Ｂ−において、恒温恒湿槽によって脱スルホン酸化処理を行うに際して、恒温恒湿槽内を８０℃、９０ＲＨ％とし、処理時間を５時間とした以外は、前記実施例１Ｂと同様にして有機ＥＬ素子を製造した。なお、ＩＲスペクトルから求められた正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］は、５３％であった。
（比較例）
前記工程−３Ａを省略し、前記工程−２Ａ−で形成した有機層を正孔輸送層として用いた以外は、前記実施例１Ａと同様にして、有機ＥＬ素子を製造した。
【０１０４】
２．評価
各実施例および比較例の有機ＥＬ素子について、それぞれ、初期輝度が１６００ｃｄとなるように、陽極と陰極との間に電圧を印加し、この状態で、輝度が初期値（１６００ｃｄ）の半分（８００ｃｄ）になる時間（半減期）を測定した。
なお、各実施例および比較例において、半減期の値をそれぞれ５個の有機ＥＬ素子について測定した。
そして、比較例で測定された半減期を基準値として、実施例１Ａ〜実施例３Ａおよび実施例１Ｂ〜実施例３Ｂで測定された半減期を、それぞれ、以下の４段階の基準に従って評価した。
【０１０５】
◎：比較例の半減期に対し、６．０倍以上である
○：比較例の半減期に対し、３．０倍以上、６．０倍未満である
△：比較例の半減期に対し、１．０倍以上、３．０倍未満である
×：比較例の半減期に対し、１．０倍未満である
この評価結果を、脱スルホン酸化処理の条件および正孔輸送層におけるスルホン酸基の含有率と併せて、表１に示す。
【０１０６】
【表１】
2008211068.tif 000005
【０１０７】
表１に示すように、各実施例の有機ＥＬ素子は、いずれも、比較例の有機ＥＬ素子と比較して、長い半減期が得られた。これにより、本発明の有機ＥＬ素子では、正孔輸送層が、正孔輸送材料を含有する有機層に対して脱スルホン酸化処理を施してなるものであることにより、経時的な特性の劣化が抑制されていることが明らかとなった。
特に、このような傾向は、実施例１Ａおよび実施例１Ｂの有機ＥＬ素子において認められた。これにより、正孔輸送層のスルホン酸基の含有率［（スルホン酸基の数／ＰＳＳに含まれるベンゼン環の数）×１００（％）］を適正な範囲内（２０〜４０％）とすることにより、半減期特性に優れた有機ＥＬ素子が得られることが判った。
【０１０８】
さらに、処理時間を４時間とした実施例１Ａと、処理時間を８時間とした実施例１Ｂとでは、正孔輸送層のスルホン酸基の含有率が実施例１Ａの方が低くなっていた。このことから、実施例１Ａで用いた脱スルホン酸化処理によると、有機層に含まれるスルホン酸基を効率よく脱離させることができ、処理時間の短縮を図り得ることが明らかとなった。
また、実施例１Ａ〜３Ａで形成された正孔輸送層は、実施例１Ｂ〜実施例３Ｂで形成された正孔輸送層と比較して均一な膜厚で形成されている傾向を示した。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】有機ＥＬ素子の一例を示した縦断面図である。
【図２】図１に示す有機ＥＬ素子の製造工程を示す縦断面図である。
【図３】図１に示す有機ＥＬ素子が有する正孔輸送層を形成するために用いる処理装置の構成を示す模式図である。
【図４】有機ＥＬ素子を備えるディスプレイ装置の実施形態を示す縦断面図である。
【図５】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１１０】
１……有機ＥＬ素子  ２……基板  ３……陽極  ４……正孔輸送層  ５……発光層  ６……電子輸送層  ７……陰極  ８……封止部材  ９……積層体  １００……ディスプレイ装置  ２０……基体  ２１……基板  ２２……回路部  ２３……保護層  ２４……駆動用ＴＦＴ  ２４１……半導体層  ２４２……ゲート絶縁層  ２４３……ゲート電極  ２４４……ソース電極  ２４５……ドレイン電極  ２５……第１層間絶縁層  ２６……第２層間絶縁層  ２７……配線  ３１……第１隔壁部  ３２……第２隔壁部  ４１……有機層  ９００……処理装置  ９１０……チャンバ  ９２０……水蒸気供給手段  ９２１……バブラー  ９２２……水蒸気供給ライン  ９２３……ポンプ  ９２４……バルブ  ９２５……バブラー容器  ９２６……窒素ボンベ  ９２７……キャリアガス導入ライン  ９２８……水蒸気出口  ９２９……水  ９３０……排気手段  ９３１……排気ライン  ９３２……ポンプ  ９３３……バルブ  ９５０……ステージ  Ｓ……水蒸気  １１００……パーソナルコンピュータ  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース（ボディー）  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥回路基板  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥データ通信用の入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【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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【図７】
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