(57)【要約】【課題】本発明は、ポリチオフェン誘導体を用いた正孔注入層を有する有機ＥＬ素子およびその製造方法であって、絶縁層をパターン状に形成することなく、特定のパターンを発光表示することが可能な有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供することを主目的とする。【解決手段】本発明は、基板と、上記基板上に形成された陽極層と、上記陽極層上に形成されたポリチオフェン層と、上記ポリチオフェン層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極層とを有する有機ＥＬ素子であって、上記ポリチオフェン層が、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有する正孔注入部と、変性された上記ポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有さない絶縁部とを有し、上記正孔注入部が所定のパターン状に形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子を提供することにより、上記目的を達成する。【選択図】図１
2008098583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板上に形成された陽極層と、前記陽極層上に形成されたポリチオフェン層と、前記ポリチオフェン層上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された陰極層とを有する有機エレクトロルミネッセンス素子であって、
前記ポリチオフェン層が、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有する正孔注入部と、変性された前記ポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有さない絶縁部とを有し、前記正孔注入部が所定のパターン状に形成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２】
前記ポリチオフェン層が、シランカップリング剤の重合体を含有することを特徴とする請求項１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項３】
基板と、前記基板上に形成された陽極層と、前記陽極層上に所定のパターン状に形成され、導電性を有するポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する正孔注入部と、前記正孔注入部上に形成された発光層と、前記発光層上に形成された陰極層とを有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。
【請求項４】
前記ポリチオフェン誘導体が、酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体であり、前記シランカップリング剤が、重縮合可能な重合性基と、前記ポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基とを有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項５】
前記シランカップリング剤が、下記構造式（１）で示されるものであることを特徴とする請求項４に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【化１】
2008098583.tif 000008
（ここで、式（１）中、Ｘはアルコキシル基を表し、Ｙはエポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。)
【請求項６】
前記ポリチオフェン誘導体が、スルホン酸がドーピングされたポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）であることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項７】
前記正孔注入部が、発光領域を画定することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子。
【請求項８】
陽極層が形成された基板上に、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層を形成する導電性高分子層形成工程と、
前記導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射して、前記導電性高分子層の照射部分の導電性を低下させ、導電性を有する正孔注入部および導電性を有さない絶縁部を形成する電磁波照射工程と
を有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９】
前記電磁波照射工程後に、前記導電性高分子層を現像して前記導電性高分子層の照射部分を除去する現像工程を行う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の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性高分子層形成工程が、前記基板上に、前記ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤が溶剤に溶解もしくは分散された導電性高分子層形成用塗工液を塗布し、加熱処理を施して前記シランカップリング剤を重合させ、前記導電性高分子層を形成する工程であることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１１】
前記ポリチオフェン誘導体が、酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体であり、前記シランカップリング剤が、重縮合可能な重合性基と、前記ポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基とを有することを特徴とする請求項１０に記載の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】
前記シランカップリング剤が、下記構造式（１）で示されるものであることを特徴とする請求項１１に記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【化２】
2008098583.tif 000009
（ここで、式（１）中、Ｘはアルコキシル基を表し、Ｙはエポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。)
【請求項１３】
前記ポリチオフェン誘導体が、スルホン酸がドーピングされたポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）であることを特徴とする請求項８から請求項１２までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１４】
前記電磁波が、５００ｎｍ以下の可視光、または紫外線であることを特徴とする請求項８から請求項１３までのいずれかに記載の有機エレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１５】
前記電磁波照射工程が、酸素雰囲気下で行われることを特徴とする請求項８から請求項１４までのいずれかに記載の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、ポリチオフェン誘導体を用いた正孔注入層を有する有機エレクトロルミネッセンス素子およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロルミネッセンス（以下、エレクトロルミネッセンスをＥＬと略す場合がある。）素子は、対向する２つの電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光もしくは燐光物質を励起し、蛍光もしくは燐光物質に応じた色の発光を行うものであり、自発光の面状表示素子として注目されている。その中でも、有機物質を発光材料として用いた有機ＥＬ素子は、印加電圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光を実現できるなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能であり、特定のパターンを発光表示させる広告その他低価格の簡易表示ディスプレイへの応用が期待されている。
【０００３】
簡易表示ディスプレイに用いられる有機ＥＬ素子としては、絶縁層で発光領域が画定されるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。このような有機ＥＬ素子の製造方法の一例を図９に示す。まず、透明電極層５３がパターン状に形成された基板５２上に絶縁層５４を形成し（図９（ａ））、絶縁層５４をプリベイクした後、露光、現像してパターニングし（図９（ｂ）、（ｃ））、さらにポストベイクする。次いで、絶縁層５４がパターン状に形成された基板５２上に、正孔注入層５５、発光層５６および背面電極層（陰極）５７を順に形成して（図９（ｄ）〜（ｆ））、有機ＥＬ素子を得ることができる。このようにして得られる有機ＥＬ素子では、絶縁層５４で発光領域５８が画定され、特定のパターンを発光表示することができる。
しかしながら、上記の方法では、工程数が非常に多く、生産性が低い。したがって、工程数の少ない有機ＥＬ素子の製造方法が求められている。
【０００４】
そこで、正孔輸送性および光分解性を有する直鎖状ポリシランを用いて正孔輸送層を形成し、この正孔輸送層にパターン状に光を照射して、照射部分におけるポリシランを劣化させて正孔輸送性を失活させることにより、照射部分を非発光部とし、未照射部分を発光部として、発光部を微細にパターニングする方法が提案されている（非特許文献１参照）。この方法によれば、絶縁層をパターン状に形成することなく、特定のパターンの発光表示が可能となる。
しかしながら、この直鎖状ポリシランは、有機ＥＬ素子に用いる材料としては耐久性に欠けるため、実用的ではない（非特許文献２参照）。
【０００５】
また、アリールアミンを用いて正孔輸送層を形成し、この正孔輸送層にパターン状に光を照射して、照射部分の正孔輸送性や正孔注入性を失活させることにより、照射部分の輝度を未照射部分の輝度よりも低くして、発光部の明るさを部分的に調整する方法が提案されている（特許文献２参照）。この方法によれば、上記の方法と同様に、絶縁層をパターン状に形成することなく、特定のパターンの発光表示が可能となる。
【０００６】
近年、正孔注入層に用いられる材料としては、ポリチオフェン誘導体が注目されている。このポリチオフェン誘導体は、アリールアミン等のアミン系の材料よりも高い性能（素子特性、塗工性）を示す。また、発光層に高分子系の発光材料を用いる場合は、正孔注入層にはポリチオフェンが好ましく用いられる。
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−１１１１５８号公報
【特許文献２】特許第３５９９０７７号公報
【非特許文献１】坂田、平本、横山、第４１回応用物理学関係連合講演会、予稿集p.1078(1994)
【非特許文献２】J. Kido, K. Nagai, Y. Okamoto and T. Skotheim, Appl. Phys. Lett., 59, 2760(1991)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、ポリチオフェン誘導体を用いた正孔注入層を有する有機ＥＬ素子およびその製造方法であって、絶縁層をパターン状に形成することなく、特定のパターンを発光表示することが可能な有機ＥＬ素子およびその製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは、上記実情に鑑み鋭意検討した結果、ポリチオフェン誘導体、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）は、電磁波が照射されると、光化学的に反応し、照射部分の導電性や溶剤に対する可溶性が変化することを見出し、本発明に到達した。
【００１０】
すなわち、本発明は、基板と、上記基板上に形成された陽極層と、上記陽極層上に形成されたポリチオフェン層と、上記ポリチオフェン層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極層とを有する有機ＥＬ素子であって、上記ポリチオフェン層が、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有する正孔注入部と、変性された上記ポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有さない絶縁部とを有し、上記正孔注入部が所定のパターン状に形成されていることを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。
【００１１】
本発明においては、上述したような電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の導電性の変化を利用して、電磁波が照射されて導電性が低下した領域（絶縁部）と、電磁波が照射されずに導電性が維持された領域（正孔注入部）とを形成することができる。本発明によれば、正孔注入部は導電性を有し、絶縁部は導電性を有さないので、正孔注入部のみに陽極層から正孔を安定的に注入させることができる。したがって、正孔注入部が所定のパターン状に形成されていることにより、所定の表示パターンの発光表示が可能となる。また本発明によれば、正孔注入部と絶縁部とで段差が生じることがないので、段差による電極の短絡や断線を抑制することができる。さらに、ポリチオフェン層上に発光層および陰極層等を均一に形成することができる。
【００１２】
上記発明においては、上記ポリチオフェン層が、シランカップリング剤の重合体を含有していてもよい。これにより、膜強度、密着性、耐食性等を向上させることができるからである。
【００１３】
また本発明は、基板と、上記基板上に形成された陽極層と、上記陽極層上に所定のパターン状に形成され、導電性を有するポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する正孔注入部と、上記正孔注入部上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極層とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子を提供する。
【００１４】
一般に、有機ＥＬ素子では、陽極層および発光層の界面での接合性がよくないため、陽極層および発光層が直接接触している場合、陽極層から発光層に正孔が注入されにくい。本発明によれば、正孔注入部がパターン状に形成されているので、正孔注入部のみに陽極層から正孔を安定的に注入させることができる。この正孔注入部は所定のパターンで形成されているので、所定の表示パターンの発光表示が可能である。また本発明によれば、正孔注入部がシランカップリング剤の重合体を含有するので、膜強度、密着性、耐食性等を向上させることができる。
【００１５】
さらに本発明においては、上記ポリチオフェン誘導体が、酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体であり、上記シランカップリング剤が、重縮合可能な重合性基と、上記ポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基とを有することが好ましい。この場合、上記シランカップリング剤が、下記構造式（１）で示されるものであることがより好ましい。
【００１６】
【化１】
2008098583.tif 000003
【００１７】
ここで、式（１）中、Ｘはアルコキシル基を表し、Ｙはエポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。
このようなシランカップリング剤を用いることにより、膜強度、密着性、耐食性等をより一層高めることができるからである。
【００１８】
また本発明においては、上記ポリチオフェン誘導体が、スルホン酸がドーピングされたポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）であることが好ましい。ポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）とスルホン酸との配合比を変えることによって、容易に導電性を変化させることができるからである。また、正孔注入部がシランカップリング剤の重合体を含有する場合には、スルホン酸が所定のシランカップリング剤と反応しやすいので、膜強度、密着性、耐食性等がさらに向上するからである。
【００１９】
さらに本発明においては、上記正孔注入部が、発光領域を画定することが好ましい。正孔注入部は所定のパターン状に形成されているので、所定の表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子とすることができるからである。
【００２０】
また本発明は、陽極層が形成された基板上に、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層を形成する導電性高分子層形成工程と、上記導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射して、上記導電性高分子層の照射部分の導電性を低下させ、導電性を有する正孔注入部および導電性を有さない絶縁部を形成する電磁波照射工程とを有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法を提供する。
【００２１】
本発明によれば、上述したような電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の導電性の変化を利用して、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することによって、正孔注入部をパターン状に形成することができる。この正孔注入部は導電性を有し、絶縁部は導電性を有さないので、正孔注入部のみに陽極層から正孔を安定的に注入させることができる。したがって、正孔注入部を所定のパターン状に形成することにより、所定の表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子を得ることができる。
また本発明によれば、特殊な添加剤を要することなく、また発光領域に対応する部分に直接に電磁波を照射することがなく、正孔注入部をパターン状に形成することができる。したがって、特殊な添加剤や電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の特性の劣化を回避することが可能である。さらに、フォトリソグラフィー法を利用して、正孔注入部をパターン状に形成することができるので、パターニング精度を向上させることが可能である。
【００２２】
上記発明においては、上記電磁波照射工程後に、上記導電性高分子層を現像して上記導電性高分子層の照射部分を除去する現像工程を行ってもよい。上述したような電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の溶剤に対する可溶性の変化を利用して、照射部分のみを除去することができる。
【００２３】
また本発明においては、上記導電性高分子層形成工程が、上記基板上に、上記ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤が溶剤に溶解もしくは分散された導電性高分子層形成用塗工液を塗布し、加熱処理を施して上記シランカップリング剤を重合させ、上記導電性高分子層を形成する工程であってもよい。上述したような電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の溶剤に対する可溶性の変化を利用して、導電性高分子層の照射部分を水、アルコール類、ケトン類に対して可溶性、未照射部分を不溶性とすることができ、現像工程にて、安定的に現像することができるからである。また、水を用いて現像することができるので、環境への負荷を軽減させることもできる。
【００２４】
さらに本発明においては、上記ポリチオフェン誘導体が、酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体であり、上記シランカップリング剤が、重縮合可能な重合性基と、上記ポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基とを有することが好ましい。この場合、上記シランカップリング剤が、下記構造式（１）で示されるものであることがより好ましい。
【００２５】
【化２】
2008098583.tif 000004
【００２６】
ここで、式（１）中、Ｘはアルコキシル基を表し、Ｙはエポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。このようなシランカップリング剤を用いることにより、膜強度、密着性、耐食性等をより一層高めることができ、現像性を向上させることができるからである。
【００２７】
また本発明においては、上記ポリチオフェン誘導体が、スルホン酸がドーピングされたポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）であることが好ましい。ポリ（３，４−アルキレンジオキシチオフェン）とスルホン酸との配合比を変えることによって、容易に導電性を変化させることができるからである。また、シランカップリング剤を用いて導電性高分子層を形成する場合には、スルホン酸が所定のシランカップリング剤と反応しやすいので、膜強度、密着性、耐食性等をさらに向上させることができ、これにより現像性を高めることができる。
【００２８】
さらに本発明においては、上記電磁波が、５００ｎｍ以下の可視光、または紫外線であることが好ましい。このような電磁波を照射することにより、ポリチオフェン誘導体の光化学的な反応を良好に進行させることができるからである。
【００２９】
また本発明においては、上記電磁波照射工程が、酸素雰囲気下で行われることが好ましい。これにより、ポリチオフェン誘導体の光化学的な反応、特に光分解反応が、酸化作用によって促進されるからである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明においては、上述したような電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の導電性および溶剤に対する可溶性の変化を利用することで、所定の表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の有機ＥＬ素子およびその製造方法について詳細に説明する。
【００３２】
Ａ．有機ＥＬ素子
まず、本発明の有機ＥＬ素子について説明する。本発明の有機ＥＬ素子は、正孔注入部の構成によって２つの態様に分けることができる。以下、各態様について説明する。
【００３３】
１．第１態様
本発明の有機ＥＬ素子の第１態様は、基板と、上記基板上に形成された陽極層と、上記陽極層上に形成されたポリチオフェン層と、上記ポリチオフェン層上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極層とを有する有機ＥＬ素子であって、上記ポリチオフェン層が、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有する正孔注入部と、変性された上記ポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有さない絶縁部とを有し、上記正孔注入部が所定のパターン状に形成されていることを特徴とするものである。
【００３４】
本態様の有機ＥＬ素子について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本態様の有機ＥＬ素子の一例を示す概略平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面図である。図１および図２に例示する有機ＥＬ素子１は、基板２と、この基板２上に形成された陽極層３と、陽極層３上に形成され、ポリチオフェン誘導体を含有する正孔注入部５および変性されたポリチオフェン誘導体を含有する絶縁部６を有するポリチオフェン層４と、ポリチオフェン層４上に形成された発光層７と、発光層７上に形成された陰極層８とを有している。正孔注入部５は所定のパターン状に形成されており、図１においては文字「Ａ」のパターンで形成されている。なお、図１において、発光層および陰極層の一部は省略されている。
【００３５】
ポリチオフェン誘導体、例えば下記構造式（２）
【００３６】
【化３】
2008098583.tif 000005
【００３７】
に示すポリ（３,４−アルキレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（PEDOT/PSS）は、電磁波が照射されると、照射部分の物性が変化し、例えば導電性が低下する。これは、電磁波の照射によって、PEDOT/PSSが光化学的に反応して変性し、導電性が変化するものと想定される。例えば、Synthetic Metals, 141 (2004) p67,S. Marciniak et al.には、チオフェン骨格が酸化分解されることが示されている。このことから、電磁波の照射によって、PEDOTのチオフェン骨格が光酸化、光分解等されて、導電性が変化するものと思料される。
【００３８】
このように、ポリチオフェン誘導体は、電磁波が照射されると、照射部分の導電性が低下するので、ポリチオフェン誘導体を含有する層にパターン状に電磁波を照射することにより、照射部分を、導電性が低下した領域（導電性を有さない絶縁部）、未照射部分を、導電性が維持された領域（導電性を有する正孔注入部）とすることができる。
【００３９】
正孔注入部は、導電性が維持された領域であり、導電性を有するのに対し、絶縁部は、導電性が低下した領域であり、導電性を有さない。このため、例えば図１および図２においては、正孔注入部５のみに陽極層３から正孔が安定的に注入され、絶縁部６では正孔の注入、輸送が遮断されるので、正孔注入部５が設けられている領域のみが発光する。図１および図２に例示するように、陽極層３、発光層７および陰極層８が基板２上に略全面に形成されている場合であっても、絶縁部６では正孔の注入、輸送が遮断されるので、絶縁部６が設けられている領域での発光は妨げられる。すなわち、正孔注入部５が設けられている領域は発光領域１０となり、絶縁部６が設けられている領域は非発光領域となり、正孔注入部５が発光領域１０を画定する。
【００４０】
本発明における正孔注入部は所定のパターン状に形成されているので、所定の表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子とすることができる。例えば、正孔注入部が文字、図形、記号またはそれらの結合からなるパターンで形成されている場合には、文字、図形、記号またはそれらの結合からなる表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子とすることができる。
【００４１】
また本態様によれば、ポリチオフェン層が正孔注入部および絶縁部を有し、正孔注入部および絶縁部がひとつの層として形成されているので、正孔注入部と絶縁部とで段差が生じることがない。このため、段差による陽極層および陰極層間の短絡や、陰極層の断線の発生を抑制することが可能である。また、ポリチオフェン層上に発光層および陰極層等を均一に形成することができる。
【００４２】
さらに本態様によれば、上述したように、ポリチオフェン誘導体を含有する層にパターン状に電磁波を照射することにより、正孔注入部をパターン状に形成することができるので、すなわちフォトリソグラフィー法を利用して正孔注入部をパターン状に形成することができるので、正孔注入部を高精細なパターンとすることが可能である。
以下、本態様の有機ＥＬ素子における各構成について説明する。
【００４３】
（１）ポリチオフェン層
本態様におけるポリチオフェン層は、陽極層上に形成され、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有する正孔注入部と、変性されたポリチオフェン誘導体を含有し、導電性を有さない絶縁部とを有するものである。
【００４４】
ここで、絶縁部とは、正孔注入部よりも導電性が低い領域をいう。
正孔注入部と絶縁部との導電性の差は、特に限定されるものではないが、正孔注入部における導電率（単位：Ｓ／ｃｍ）に対する絶縁部における導電率の割合が、正孔注入部における導電率を１００としたときに、７０以下であることが好ましく、より好ましくは５０以下、さらに好ましくは３０以下である。
【００４５】
絶縁部は、正孔注入部よりも導電性が低い領域であれば特に限定されるものではないが、所定の絶縁性を有することが好ましい。具体的には、絶縁部における電気抵抗が、１０４Ω・ｃｍ以上であることが好ましく、より好ましくは１０５Ω・ｃｍ以上、さらに好ましくは１０６Ω・ｃｍ以上である。絶縁部の電気抵抗が上記範囲であれば、絶縁部にその機能を十分に発揮させることができるからである。
【００４６】
また、正孔注入部は、所定の導電性を有することが好ましい。具体的には、正孔注入部における電気抵抗が、１０４Ω・ｃｍ未満であることが好ましく、より好ましくは１０２Ω・ｃｍ以下である。正孔注入部の電気抵抗が上記範囲であれば、正孔注入部にその機能を十分に発揮させることができるからである。
【００４７】
なお、上記の導電率および電気抵抗の測定方法としては、一般的な抵抗率計を用いて、正孔注入部および絶縁部を構成する材料自体を測定する方法や、層の全面が正孔注入部である素子と層の全面が絶縁部である素子とを作製し、これらの素子についてソースメーター等を用いて電流−電圧特性を測定して、得られた電流−電圧特性からそれぞれの導電率および電気抵抗を算出する方法を用いることができる。
【００４８】
また、絶縁部は、上述したように、正孔注入部よりも導電性が低い領域であればよく、絶縁部内の導電性が均一であっても不均一であってもよい。
【００４９】
本発明に用いられるポリチオフェン誘導体としては、導電性を有するものであれば特に限定されるものではないが、通常は、酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体が用いられる。酸がドーピングされていることによって、ポリチオフェン誘導体の導電性が向上するからである。また、ポリチオフェン層がシランカップリング剤の重合体を含有する場合には、ポリチオフェン層を形成する際に、ポリチオフェン誘導体に含まれる酸によってポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤を含有する塗工液を酸性にすることができ、シランカップリング剤同士の重合反応性や、シランカップリング剤とポリチオフェン誘導体との反応性を向上させることができるからである。
【００５０】
酸がドーピングされるポリチオフェン誘導体としては、ポリチオフェン単体、および、ポリチオフェン骨格に官能基が付加されている誘導体のいずれであってもよい。ポリチオフェン骨格に官能基が付加されている誘導体としては、例えば、ポリ（３,４−アルキレンジオキシチオフェン）が挙げられる。このポリ（３,４−アルキレンジオキシチオフェン）におけるアルキレン基としては、エチレン、１，２−シクロへキシレン、フェニルエチレン、プロピルエチレン、メチレン、１，３−プロピレン等を例示することができる。
【００５１】
また、ドーピングされる酸としては、例えば、ポリスチレンスルホン酸、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリパーフルオロスルホン酸等が挙げられる。後述するようにポリチオフェン層がシランカップリング剤の重合体を含有する場合には、中でも、ドーピングされる酸としては、ポリスチレンスルホン酸、ポリビニルスルホン酸、ポリパーフルオロスルホン酸等のスルホン酸が好ましい。スルホン酸は、後述する所定のシランカップリング剤と反応しやすく、強固な膜を得ることができるからである。
【００５２】
酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体としては、ポリ（３,４−アルキレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸（PEDOT/PSS）等が好ましく用いられる。このPEDOT/PSSは、市販されており、入手が容易である。また、PEDOTおよびPSSの配合比を変えることによって、容易に導電性を変化させることができる。さらに、PEDOT/PSSはスルホン酸であるポリスチレンスルホン酸がドーピングされたものであるので、上述したように、強固な膜を得ることができる。
【００５３】
また、ポリチオフェン誘導体として、例えばポリスチレンスルホン酸ナトリウム等の、上記の酸の金属塩がドーピングされたポリチオフェン誘導体を用いることもできる。
【００５４】
正孔注入部はポリチオフェン誘導体を含有し、絶縁部は変性されたポリチオフェン誘導体を含有している。
ここで、変性されたポリチオフェン誘導体とは、電磁波が照射されることによって、光化学的に反応して変性し、物性（例えば、導電性や溶剤に対する可溶性）が変化したものをいう。すなわち、変性されたポリチオフェン誘導体とは、光変性されたポリチオフェン誘導体をさす。
絶縁部に含まれるポリチオフェン誘導体は光変性されたものであるので、絶縁部では導電性が変化しており、正孔注入部と絶縁部とで導電性に差をつけることができるのである。
【００５５】
また、ポリチオフェン層は、シランカップリング剤の重合体を含有していてもよい。ポリチオフェン層が、ポリチオフェン誘導体に加えて、シランカップリング剤の重合体を含有することによって、ポリチオフェン層を不溶化させることができるとともに、膜強度、密着性、耐食性等を高めることができるからである。
【００５６】
シランカップリング剤としては、ポリチオフェン誘導体と反応しうるものであることが好ましく、中でも、ポリチオフェン誘導体に含まれる酸（ドーピングされる酸）と反応しうるものであることが好ましい。すなわち、シランカップリング剤は、重縮合可能な重合性基と、ポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基とを有するものであることが好ましい。このようなシランカップリング剤を用いることにより、シランカップリング剤を重縮合させることができるとともに、シランカップリング剤とポリチオフェン誘導体とを反応させることができ、膜強度を高めることができるからである。また、シランカップリング剤とポリチオフェン誘導体とを反応させることができるので、少量のシランカップリング剤を添加するだけで膜強度を高めることができ、多量のシランカップリング剤の添加によるポリチオフェン誘導体の特性の劣化、特に導電性の低下を防ぐことができるからである。
【００５７】
上記の重縮合可能な重合性基としては、シランカップリング剤の重縮合反応をおこさせることができる官能基であれば特に限定されるものではなく、例えば、アルコキシル基、ハロゲン、水酸基等を挙げることができる。上記アルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００５８】
また、上記のポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基としては、ポリチオフェン誘導体に含まれる酸との間で化学結合や水素結合を形成することができる官能基であることが好ましく、中でも、ポリチオフェン誘導体に含まれる酸との間で化学結合を形成することができる官能基であることが好ましい。これにより、ポリチオフェン誘導体とシランカップリング剤とを架橋させて、膜強度をより一層向上させることができるからである。このような官能基としては、例えば、エポキシ基、アクリロイル基等を挙げることができる。
【００５９】
さらに、シランカップリング剤は、アルキル基を有していてもよい。このアルキル基は、溶剤への溶解性によって適宜選択される。
【００６０】
シランカップリング剤は、上記の重合性基と、上記のポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基とを有するものであればよく、下記構造式（３）で表すことができる。
【００６１】
【化４】
2008098583.tif 000006
【００６２】
ここで、式（３）中、Ｘ１は上記の重合性基を示し、Ｙ１は上記のポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基を示し、Ｒ１は上記のアルキル基を示す。また、ｊは１〜３までの整数、ｋは０〜２までの整数であり、ｊ＋ｋ≦３である。
【００６３】
上記式（３）においては、ｋが０または１であることが好ましく、より好ましくは０である。すなわち、シランカップリング剤がアルキル基を有さないことが好ましい。これにより、シランカップリング剤同士が重縮合しやすくなるからである。
【００６４】
また、上記式（３）においては、ｊが１であることが好ましい。すなわち、シランカップリング剤は上記のポリチオフェン誘導体に含まれる酸と反応しうる官能基を１つ有することが好ましい。このようなシランカップリング剤であれば、合成しやすく、また入手しやすいからである。
【００６５】
特に、シランカップリング剤は、下記構造式（１）で示されるものであることが好ましい。
【００６６】
【化５】
2008098583.tif 000007
【００６７】
ここで、式（１）中、Ｘはアルコキシル基を表し、Ｙはエポキシ基またはアクリロイル基を表し、ｎは０〜２の整数を表す。Ｘで示されるアルコキシル基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。また、ｎは０または１であることが好ましく、より好ましくは０である。シランカップリング剤がメチル基を有さない場合には、上述したように、シランカップリング剤同士が重縮合しやすくなるからである。
【００６８】
ポリチオフェン層がシランカップリング剤の重合体を含有する場合、このシランカップリング剤の重合体がポリチオフェン層中に含まれることは、ポリチオフェン層中に含まれる重合Ｓｉ量によって確認することができる。
ポリチオフェン層中に含まれる重合Ｓｉ量としては、０．５重量％〜２０重量％程度であることが好ましく、より好ましくは１重量％〜１０重量％の範囲内、さらに好ましくは３重量％〜５重量％の範囲内である。重合Ｓｉ量が多いということは、ポリチオフェン層中に含まれるシランカップリング剤の重合体の含有量が多いということであり、重合Ｓｉ量が少ないということは、ポリチオフェン層中に含まれるシランカップリング剤の重合体の含有量が少ないということである。重合Ｓｉ量が多すぎると、導電性が低下したり、撥液性が高くなりすぎて均一な膜を形成するのが困難になったりするおそれがある。一方、重合Ｓｉ量が少なすぎると、膜強度、密着性、耐食性等を高める効果が十分に得られなかったり、正孔注入部を不溶化させることが困難になったりする場合がある。
【００６９】
上記重合Ｓｉ量は、次にようにして測定することができる。ポリチオフェン層のみを加熱し燃焼させ灰化させると、重合ＳｉがＳｉＯ２に変換される。このポリチオフェン層の灰分をアルカリ融解させ、純水に溶解させた後、定容し、高周波プラズマ発光分析装置（（株）島津製作所製  ICPS8100）を用いてＩＣＰ発光分析法により重合Ｓｉ量の定量を行う。このようにして、重合Ｓｉ量を測定することができる。
【００７０】
また、上記重合Ｓｉ量は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定することもできる。
さらに、シランカップリング剤の重合体がポリチオフェン層中に含まれることは、ＩＣＰ発光分析法およびＸ線光電子分光法を組み合わせて確認することもできる。
【００７１】
なお、一般に、塗工液にはレベリング剤として界面活性剤が添加されることがあり、この界面活性剤にはＳｉを含むものもある。しかしながら、塗工液に添加される界面活性剤の量は微量であり、塗工液を用いて形成された膜中に含まれる界面活性剤の量はさらに微量となるので、重合Ｓｉ量が所定量よりも多ければ、ポリチオフェン層中にシランカップリング剤の重合体が含有されているということができる。すなわち、重合Ｓｉ量が上記範囲であれば、ポリチオフェン層中にシランカップリング剤の重合体が含有されているといえる。
【００７２】
正孔注入部のパターン形状としては、有機ＥＬ素子の用途等に応じて適宜選択されるものであるが、有機ＥＬ素子を広告等の簡易表示ディスプレイに適用する場合であって、正孔注入が発光領域を画定する場合には、例えば、文字、図形、記号またはそれらの結合からなるパターン、あるいは、文字、図形、記号またはそれらの結合からなるパターンを切り抜いたパターンであることが好ましい。例えば、図１においては正孔注入部５が文字「Ａ」のパターンで形成されており、図３においては正孔注入部５が文字「Ａ」を切り抜いたパターンで形成されている。この図１および図３では、正孔注入部のパターンと絶縁部のパターンとが逆になっている。なお、図１および図３において、発光層および陰極層の一部は省略されている。
【００７３】
ポリチオフェン層の厚みとしては、電磁波の照射によって光化学的な反応が起こりうる厚みであれば特に限定されるものではないが、具体的には０．５ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である。ポリチオフェン層の厚みが厚すぎると、ポリチオフェン誘導体を含有する層に電磁波をパターン状に照射して、正孔注入部をパターン状に形成する際に、電磁波が層の深部まで到達せず、光化学的な反応が起こりにくくなったり、層の深部まで光化学的に反応させるために長時間を要し、生産効率が低下したりする可能性があるからである。また、ポリチオフェン層の厚みが薄すぎると、基板上にポリチオフェン誘導体を含有する層を均一に形成したり、正孔注入部や絶縁部にその機能を十分に発揮させたりするのが困難になるからである。
【００７４】
（２）発光層
本発明における発光層は、上記ポリチオフェン層上に形成されるものである。
【００７５】
発光層に用いられる発光材料としては、蛍光または燐光を発する材料を含み、発光するものであれば特に限定されるものではなく、発光機能と正孔輸送機能もしくは電子輸送機能とを兼ねていてもよい。
【００７６】
発光材料としては、色素系発光材料、金属錯体系発光材料、および高分子系発光材料を挙げることができる。
【００７７】
色素系発光材料としては、例えば、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【００７８】
金属錯体系発光材料としては、例えば、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、あるいは、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、Ｂｅ等またはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙ等の希土類金属を有し、配位子に、オキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【００７９】
高分子系発光材料としては、例えば、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体（酸がドーピングされていないもの）、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体等、あるいは、上記の色素系発光材料や金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を挙げることができる。
【００８０】
中でも、ポリチオフェン層に用いられるポリチオフェン誘導体との相性から、高分子系発光材料が好ましく用いられる。
【００８１】
また、上記発光材料には、種々の添加剤を添加することが可能である。例えば、上記発光材料には、発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピング剤を添加してもよい。このようなドーピング剤としては、例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン、キノキサリン誘導体、カルバゾール誘導体、フルオレン誘導体を挙げることができる。
【００８２】
発光層の膜厚としては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、具体的には１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができる。
【００８３】
発光層は、基板の全面に形成されていてもよく、基板上にパターン状に形成されていてもよい。また、発光層が基板上にパターン状に形成されている場合には、発光層の各パターンの発光色は、単一色であってもよく、複数色であってもよい。例えば図４に示すように、正孔注入部５が図形「花」のパターンで形成されている場合、正孔注入部５を覆うように発光層７ａ，７ｂがパターン状に形成されていてもよい。この場合、発光層７ａおよび７ｂで、発光色が同じであってもよく異なっていてもよい。なお、図４において、陰極層の一部は省略されている。
【００８４】
また、発光層の形成方法としては、例えば蒸着法、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法、および自己組織化法（交互吸着法、自己組織化単分子膜法）等を挙げることができる。中でも、蒸着法、スピンコート法およびインクジェット法が好ましく用いられる。発光層をパターニングする際には、マスキング法により塗り分けや蒸着を行ってもよい。
【００８５】
（３）陽極層
本発明における陽極層は、基板とポリチオフェン層との間に形成されるものである。
【００８６】
陽極層には、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料が好ましく用いられる。仕事関数の大きい導電性材料としては、例えば、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、Ａｕ等が挙げられる。導電性材料としては、一般に金属材料が用いられるが、有機物や無機化合物を用いてもよい。また、複数の材料を混合して用いてもよい。
【００８７】
また、陽極層は、透明性を有していても有さなくてもよく、光の取り出し面に応じて適宜選択される。例えば図２に示す有機ＥＬ素子において、ボトムエミッション型とする場合、および両面から光を取り出す場合には、陽極層３は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図２に示す有機ＥＬ素子においてトップエミッション型とする場合、陽極層３に透明性は要求されない。
【００８８】
透明性を有する導電性材料としては、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、Ｚｎ−Ｏ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ等を好ましいものとして例示することができる。また、透明性が要求されない場合、導電性材料としては、金属を用いることができ、具体的にはＡｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、あるいは、Ａｌ合金、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金等を挙げることができる。
【００８９】
また、陽極層の厚みとしては、１０ｎｍ〜２００ｎｍ程度で設定することができる。
【００９０】
陽極層は、基板の全面に形成されていてもよく、基板上にパターン状に形成されていてもよい。
【００９１】
陽極層の形成方法としては、一般的な電極の形成方法を用いることができ、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等を挙げることができる。
【００９２】
（４）陰極層
本発明における陰極層は、発光層上に形成されるものである。
【００９３】
陰極層には、電子が注入し易いように仕事関数の小さい導電性材料が好ましく用いられる。仕事関数の小さい導電性材料としては、例えば、ＭｇＡｇ等のＭｇ合金、ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ等のＡｌ合金、Ｃａなどが挙げられる。導電性材料としては、一般に金属材料が用いられるが、有機物や無機化合物を用いてもよい。また、複数の材料を混合して用いてもよい。
【００９４】
また、陰極層は、透明性を有していても有さなくてもよく、光の取り出し面に応じて適宜選択される。例えば図２に示す有機ＥＬ素子において、トップエミッション型とする場合、および両面から光を取り出す場合には、陰極層８は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図２に示す有機ＥＬ素子においてボトムエミッション型とする場合、陰極層８に透明性は要求されない。
【００９５】
なお、陰極層の厚みおよび形成方法等、その他の点については、上記陽極層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００９６】
（５）基板
本発明に用いられる基板としては、一般的に有機ＥＬ素子に用いられる基板を使用することができる。
【００９７】
基板は、透明性を有していてもよく有さなくてもよい。基板の透明性については、有機ＥＬ素子の用途や、後述する「Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法」の項に記載するように、電磁波照射工程における電磁波の照射方向等に応じて適宜選択される。
例えば図２に示す有機ＥＬ素子において、ボトムエミッション型とする場合、および両面から光を取り出す場合には、基板２は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図２に示す有機ＥＬ素子においてトップエミッション型とする場合、基板２に透明性は要求されない。
また例えば、有機ＥＬ素子の製造過程にて、基板側から電磁波が照射される場合、基板には透明性が要求される。一方、ポリチオフェン層側（導電性高分子層側）から電磁波が照射される場合、基板には透明性は要求されない。
【００９８】
基板は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよく、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。中でも、基板は可撓性を有するものであることが好ましい。ポリチオフェン層は、高分子材料であるポリチオフェン誘導体を含有するものであり、可撓性を有するので、基板が可撓性を有していれば、フレキシブルな有機ＥＬ素子とすることができるからである。
【００９９】
また、基板の厚みとしては、０．１ｍｍ〜２ｍｍ程度で設定することができる。
【０１００】
（６）その他の構成
（ｉ）正孔輸送層
本態様においては、ポリチオフェン層と発光層との間に正孔輸送層が形成されていてもよい。
【０１０１】
正孔輸送層に用いられる材料としては、陽極層から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、アリールアミン類；フタロシアニン類；酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム、酸化チタン等の酸化物；アモルファスカーボン；ポリアニリン、ポリフェニレンビニレンおよびこれらの誘導体等の導電性高分子；などを挙げることができる。具体的には、ビス（Ｎ−（１−ナフチル−Ｎ−フェニル）ベンジジン（α−ＮＰＤ）、４，４，４−トリス（３−メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
【０１０２】
また、正孔輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではなく、具体的には０．５ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすることができ、中でも１０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましい。
【０１０３】
なお、正孔輸送層の形成方法については、上記発光層の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０４】
（ii）電子注入層
本発明においては、発光層と陰極層との間に電子注入層が形成されていてもよい。
【０１０５】
電子注入層に用いられる材料としては、陰極層から発光層への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、アルミリチウム合金、リチウム、セシウム等のアルカリ金属やその合金；フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属のハロゲン化物；ストロンチウム、カルシウム等のアルカリ土類金属；フッ化マグネシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム等のアルカリ土類金属のハロゲン化物；酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム、酸化アルミニウム等の酸化物；ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム；などが挙げられる。
【０１０６】
電子注入層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されるものではない。
【０１０７】
なお、電子注入層の形成方法については、上記発光層の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１０８】
（iii）電子輸送層
本発明においては、発光層と陰極層との間に電子注入層が形成されていてもよい。上記電子注入層が形成されている場合には、電子輸送層は、発光層と電子注入層との間に形成される。
【０１０９】
電子輸送層に用いられる材料としては、陰極から注入された電子を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、オキサジアゾール類；トリアゾール類；バソキュプロイン、バソフェナントロリン等のフェナントロリン類；トリス（８−キノリノラト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のアルミキノリノール錯体；などが挙げられる。
【０１１０】
また、電子輸送層は、電子輸送機能と電子注入機能とを兼ねるものであってもよい。このような電子輸送層に用いられる材料としては、例えば、アルカリ金属またはアルカリ土類金属がドープされた電子輸送性の有機材料が挙げられる。電子輸送性の有機材料としては、例えば、バソキュプロイン、バソフェナントロリン等のフェナントロリン類を挙げることができる。また、ドープする金属としては、例えば、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等が挙げられる。
【０１１１】
電子輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される厚みであれば特に限定されない。
【０１１２】
なお、電子輸送層の形成方法については、上記発光層の形成方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１３】
（iv）発光領域
本発明においては、発光領域が正孔注入部で画定されることが好ましい。正孔注入部が所定のパターンで形成されていることだけで、表示パターンを構成することができるからである。
【０１１４】
この場合、図１に例示するように、発光領域１０が、文字、図形、記号またはそれらの結合からなる表示パターンを構成していてもよく、また図３に例示するように、発光領域１０以外の非発光領域が文字、図形、記号またはそれらの結合からなる表示パターンを構成していてもよい。
【０１１５】
（７）用途
本発明の有機ＥＬ素子は、広告等の簡易表示ディスプレイに好適に用いることができる。
【０１１６】
なお、本態様の有機ＥＬ素子の製造方法については、後述する「Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。
【０１１７】
２．第２態様
本発明の有機ＥＬ素子の第２態様は、基板と、上記基板上に形成された陽極層と、上記陽極層上に所定のパターン状に形成され、導電性を有するポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する正孔注入部と、上記正孔注入部上に形成された発光層と、上記発光層上に形成された陰極層とを有することを特徴とするものである。
【０１１８】
本態様の有機ＥＬ素子について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本態様の有機ＥＬ素子の一例を示す概略平面図であり、図６は図５のＢ−Ｂ線断面図である。図５および図６に例示する有機ＥＬ素子１は、基板２と、この基板２上に形成された陽極層３と、陽極層３上に形成され、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する正孔注入部５と、正孔注入部５上に形成された発光層７と、発光層７上に形成された陰極層８とを有している。正孔注入部５は所定のパターン状に形成されており、図５においては文字「Ａ」のパターンで形成されている。なお、図５において、発光層および陰極層の一部は省略されている。
【０１１９】
ポリチオフェン誘導体、例えばPEDOT/PSSは、電磁波が照射されると、照射部分の物性が変化し、上述したような導電性だけでなく、例えば溶剤に対する可溶性も変化する。ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する層は、水、アルコール類、ケトン類、さらには多くの溶剤に対して不溶であるが、電磁波が照射されることによって、水、アルコール類、ケトン類に溶解するようになる。これは、電磁波の照射によって、PEDOT/PSSが光化学的に反応して変性し、水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化するものと想定される。具体的には、PEDOTのチオフェン骨格が光酸化、光分解等されて、水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化するものと思料される。
【０１２０】
このように、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する層は、電磁波が照射されると、照射部分の水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化するので、照射部分を可溶性、未照射部分を不溶性とすることができる。したがって、水、アルコール類、ケトン類を用いて照射部分のみを溶解させ、未照射部分である正孔注入部のみを残存させて、パターン状の正孔注入部を得ることができる。
【０１２１】
一般に、陽極層にはＩＴＯ、ＩＺＯ、Ａｕ等の金属材料が用いられることが多い。また、有機ＥＬ素子では、有機物質を発光材料として用いる。この金属材料と発光材料とでは仕事関数の差が比較的大きいため、陽極層上に発光層を直接形成して有機ＥＬ素子を作製すると、陽極層から発光層へ正孔が注入されにくくなる。
【０１２２】
本発明によれば、正孔注入部がパターン状に形成されているので、正孔注入部のみに陽極層から正孔が安定的に注入され、陽極層に直接接触している発光層の部分には陽極層から正孔が注入されにくい。このため、印加電圧を比較的低くすることによって、陽極層に直接接触している発光層の部分には陽極層から正孔が注入されないようにすることができる。例えば図５および図６においては、正孔注入部５のみに陽極層３から正孔が安定的に注入され、陽極層３に直接接触している発光層７の部分には陽極層３から正孔が注入されない。陽極層３に直接接触している発光層７の部分では正孔の注入が遮断されるので、正孔注入部５が設けられている領域のみが発光する。図５および図６に例示するように、陽極層３、発光層７および陰極層８が基板２上に略全面に形成されている場合であっても、陽極層３に直接接触している発光層７の部分では正孔の注入が遮断されるので、正孔注入部５が設けられていない領域での発光は妨げられる。すなわち、正孔注入部５が設けられている領域は発光領域１０となり、正孔注入部５が設けられていない領域は非発光領域となり、正孔注入部５が発光領域１０を画定する。
【０１２３】
本発明における正孔注入部は所定のパターン状に形成されているので、所定の表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子とすることができる。例えば、正孔注入部が文字、図形、記号またはそれらの結合からなるパターンで形成されている場合には、文字、図形、記号またはそれらの結合からなる表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子とすることができる。
【０１２４】
また本態様によれば、上述したように、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体を含有する層にパターン状に電磁波を照射して、現像することにより、正孔注入部をパターン状に形成することができるので、すなわちフォトリソグラフィー法を利用して正孔注入部をパターン状に形成することができるので、正孔注入部を高精細なパターンとすることが可能である。
【０１２５】
なお、基板、陽極層、発光層、陰極層、その他の構成および用途等については、上記第１態様の記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。また、本態様の有機ＥＬ素子の製造方法については、後述する「Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。以下、本態様の有機ＥＬ素子における正孔注入部について説明する。
【０１２６】
（１）正孔注入部
本態様における正孔注入部は、陽極層上にパターン状に形成され、導電性を有するポリチオフェン誘導体とシランカップリング剤の重合体とを含有するものである。
【０１２７】
本態様においては、正孔注入部のみに陽極層から安定的に正孔が注入されるので、正孔注入部は、所定の導電性を有することが好ましい。具体的には、正孔注入部における電気抵抗が、１０５Ω・ｃｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１０４Ω・ｃｍ以下、さらに好ましくは１０３Ω・ｃｍ以下である。正孔注入部の電気抵抗が上記範囲であれば、正孔注入部にその機能を十分に発揮させることができるからである。
なお、正孔注入部における電気抵抗の測定方法については、上記第１態様に記載したものと同様である。
【０１２８】
また、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤の重合体については、上記第１態様に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２９】
シランカップリング剤の重合体が正孔注入部中に含まれることは、正孔注入部中に含まれる重合Ｓｉ量によって確認することができる。
正孔注入部中に含まれる重合Ｓｉ量としては、０．５重量％〜２０重量％程度であることが好ましく、より好ましくは１重量％〜１０重量％の範囲内、さらに好ましくは３重量％〜８重量％の範囲内である。重合Ｓｉ量が多いということは、正孔注入部中に含まれるシランカップリング剤の重合体の含有量が多いということであり、重合Ｓｉ量が少ないということは、正孔注入部中に含まれるシランカップリング剤の重合体の含有量が少ないということである。重合Ｓｉ量が多すぎると、導電性が低下するおそれがある。また、後述する「Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法」に記載するように、フォトリソグラフィー法を利用して正孔注入部をパターン状に形成する場合には、重合Ｓｉ量が多すぎると、現像性が悪くなったり、導電性高分子層形成用塗工液の撥液性が高くなりすぎて塗工性が悪くなったりするおそれがある。一方、重合Ｓｉ量が少なすぎると、膜強度、密着性、耐食性等を高める効果が十分に得られなかったり、正孔注入部を不溶化させることが困難になったりする場合がある。
【０１３０】
上記重合Ｓｉ量は、次にようにして測定することができる。正孔注入部のみを加熱し燃焼させ灰化させると、重合ＳｉがＳｉＯ２に変換される。この正孔注入部の灰分をアルカリ融解させ、純水に溶解させた後、定容し、高周波プラズマ発光分析装置（（株）島津製作所製  ICPS8100）を用いてＩＣＰ発光分析法により重合Ｓｉ量の定量を行う。このようにして、重合Ｓｉ量を測定することができる。
【０１３１】
また、上記重合Ｓｉ量は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）により測定することもできる。
さらに、シランカップリング剤の重合体が正孔注入部中に含まれることは、ＩＣＰ発光分析法およびＸ線光電子分光法を組み合わせて確認することもできる。
【０１３２】
なお、正孔注入部のパターン形状については、上記第１態様に記載したものと同様であり、正孔注入部の厚みについては、上記第１態様のポリチオフェン層の厚みと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３３】
Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、陽極層が形成された基板上に、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層を形成する導電性高分子層形成工程と、上記導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射して、上記導電性高分子層の照射部分の導電性を低下させ、導電性を有する正孔注入部および導電性を有さない絶縁部を形成する電磁波照射工程とを有することを特徴とするものである。
【０１３４】
ポリチオフェン誘導体は、上記「Ａ．有機ＥＬ素子」の項に記載したように、電磁波が照射されると、照射部分の導電性が低下するので、ポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することにより、導電性が低下した領域（導電性を有さない絶縁部）と、導電性が維持された領域（導電性を有する正孔注入部）とを形成することができる。
【０１３５】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について、図面を参照しながら説明する。
図７は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、陽極層３が形成された基板２上に、ポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層４´を形成する（図７（ａ）、導電性高分子層形成工程）。次に、導電性高分子層４´側に、必要とされるパターンが描かれたフォトマスク２１を配置し、このフォトマスク２１を介して紫外線２２を照射する（図７（ｂ））。これにより、導電性高分子層の照射部分の導電性が低下して、正孔注入部５および絶縁部６が形成され、正孔注入部３をパターン状に形成することができる（図７（ｃ））。なお、図７（ｂ）および（ｃ）は電磁波照射工程である。
次いで、正孔注入部５および絶縁部６の上に発光層７を形成し（図７（ｄ））、さらに発光層７上に陰極層８を形成して（図７（ｅ））、有機ＥＬ素子が得られる。
【０１３６】
本発明においては、上述したように、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することにより、正孔注入部および絶縁部を形成することができる。これにより、正孔注入部を所定のパターン状に形成することができる。
【０１３７】
正孔注入部は、導電性が維持された領域であり、導電性を有するのに対し、絶縁部は、導電性が低下した領域であり、導電性を有さない。このため、例えば図７（ｅ）においては、正孔注入部５のみに陽極層３から正孔が安定的に注入され、絶縁部６では正孔の注入、輸送が遮断されるので、正孔注入部５が設けられている領域のみが発光する。すなわち、正孔注入部が設けられている領域は発光領域となり、絶縁部が設けられている領域は非発光領域となり、発光領域が正孔注入部で画定される。したがって、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射し、正孔注入部を所定のパターン状に形成することによって、所定の表示パターンを発光表示する有機ＥＬ素子を得ることができる。
【０１３８】
また本発明によれば、特殊な添加剤を要することなく、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することによって、導電性高分子層の照射部分の導電性が低下することを利用して、正孔注入部をパターン状に形成することができる。また、導電性高分子層の照射部分が絶縁部、未照射部分が正孔注入部となるので、正孔注入部に直接に電磁波を照射することがない。そのため、特殊な添加剤や電磁波の照射によるポリチオフェン誘導体の特性の劣化を回避することができる。
【０１３９】
さらに本発明によれば、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することによって、すなわちフォトリソグラフィー法を利用して、正孔注入部をパターン状に形成することができる。したがって、高精細なパターニングが可能となる。
【０１４０】
また、図７に例示するような有機ＥＬ素子の製造方法においては、絶縁部を除去せずに残存させるので、正孔注入部と絶縁部とで段差が生じることがない。このため、段差によって陽極層および陰極層間が短絡したり、陰極層が断線したりするのを回避することができる。
【０１４１】
ポリチオフェン誘導体、例えばPEDOT/PSSは、電磁波が照射されると、照射部分の物性が変化し、上述したような導電性だけでなく、例えば溶剤に対する可溶性も変化する。本来、PEDOT/PSSは、水、エタノール等の一部のアルコール類など、非常に極性の高い溶剤にのみ溶解する。しかしながら、PEDOT/PSSは、電磁波が照射されることによって、水、アルコール類より極性の低い溶剤に溶解するようになる。これは、電磁波の照射によって、PEDOT/PSSが光化学的に反応して変性し、溶剤に対する可溶性が変化するものと想定される。具体的には、PEDOTのチオフェン骨格が光酸化、光分解等されて、溶剤に対する可溶性が変化するものと思料される。
【０１４２】
このように、ポリチオフェン誘導体は、電磁波が照射されると、照射部分の溶剤に対する可溶性が変化するので、照射部分と未照射部分とで溶剤の溶解度に差をつけることができる。これにより、所定の溶剤を用いて現像することによって、照射部分のみを除去することが可能となる。
【０１４３】
図８は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。まず、陽極層３が形成された基板２上にポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層４´を形成する（図８（ａ）、導電性高分子層形成工程）。次に、導電性高分子層４´側に、必要とされるパターンが描かれたフォトマスク２１を配置し、このフォトマスク２１を介して紫外線２２を照射する（図８（ｂ））。これにより、導電性高分子層の照射部分の導電性が低下して、正孔注入部５および絶縁部６が形成される（図８（ｃ））。このとき、導電性高分子層の照射部分の溶剤に対する可溶性も変化し、照射部分（絶縁部６）が、水やアルコール類より極性の低い溶剤に溶解するようになる。なお、図８（ｂ）および（ｃ）は電磁波照射工程である。次いで、現像液として例えばアセトンを用いて、照射部分である絶縁部６のみを溶解させる（図８（ｄ）、現像工程）。
次に、正孔注入部５上に発光層７を形成し（図８（ｅ））、さらに発光層７上に陰極層８を形成して（図８（ｆ））、有機ＥＬ素子が得られる。
【０１４４】
本発明においては、図８に例示するように、電磁波照射工程後に、導電性高分子層を現像して導電性高分子層の照射部分を除去する現像工程を行ってもよい。上述したように、照射部分と未照射部分とで溶剤の溶解度に差をつけることができるので、所定の溶剤を用いて現像することにより、照射部分のみを除去することができる。
【０１４５】
また本発明においては、陽極層が形成された基板上に、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤が溶剤に溶解もしくは分散された導電性高分子層形成用塗工液を塗布し、加熱処理を施してシランカップリング剤を重合させ、導電性高分子層を形成してもよい。シランカップリング剤を用いて導電性高分子層を形成することにより、膜強度、密着性、耐食性等を向上させることができるからである。
【０１４６】
上述したように、ポリチオフェン誘導体、例えばPEDOT/PSSは、本来、水、エタノール等の一部のアルコール類など、非常に極性の高い溶剤にのみ溶解する。PEDOT/PSSは、例えばアセトン等のケトン類には溶解しにくい。本発明において、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤を含有する導電性高分子層形成用塗工液を用いた場合には、シランカップリング剤を重合させて導電性高分子層を形成するので、導電性高分子層を、水、アルコール類、ケトン類に対して不溶化させることができ、また多くの溶剤に対して不溶化させることができる。上述したように、ポリチオフェン誘導体は、電磁波が照射されると、照射部分の溶剤に対する可溶性が変化する。これに伴い、導電性高分子層は、電磁波が照射されることによって、水、アルコール類、ケトン類に溶解するようになる。これは、電磁波の照射によって、PEDOT/PSSが光化学的に反応して変性し、水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化するものと想定される。具体的には、PEDOTのチオフェン骨格が光酸化、光分解等されて、水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化するものと思料される。
【０１４７】
このように、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤を含有する導電性高分子層形成用塗工液を用いた場合、導電性高分子層は、電磁波が照射されると、照射部分の水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化するので、照射部分を可溶性、未照射部分を不溶性とすることができる。したがって、水、アルコール類、ケトン類を用いて現像することによって、照射部分のみを除去することが可能となる。
【０１４８】
例えば図８（ｂ）〜（ｄ）においては、導電性高分子層４´に、フォトマスク２１を介して紫外線２２を照射することより、導電性高分子層の照射部分の水、アルコール類、ケトン類に対する可溶性が変化し、照射部分（絶縁部６）が、水、アルコール類、ケトン類に溶解するようになる。したがって、現像液として例えば水を用いて、照射部分である絶縁部６のみを溶解させることができる。
【０１４９】
ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤を含有する導電性高分子層形成用塗工液を用いた場合には、図８に例示するように、電磁波照射工程後に、導電性高分子層を現像して導電性高分子層の照射部分を除去する現像工程を行うことが好ましい。未照射部分は不溶性であるので、安定して現像することができるからである。例えば、現像時間を比較的長くしたとしても、未照射部分である正孔注入部は不溶性であるので、正孔注入部のパターンを良好に維持することができる。また、水を用いて現像することができるので、環境への負荷を軽減させることができる。
以下、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法における各工程について説明する。
【０１５０】
１．導電性高分子層形成工程
本発明における導電性高分子層形成工程は、陽極層が形成された基板上に、導電性を有するポリチオフェン誘導体を含有する導電性高分子層を形成する工程である。
【０１５１】
導電性高分子層の形成方法としては、ポリチオフェン誘導体を溶剤に溶解もしくは分散させて導電性高分子層形成用塗工液を調製し、この導電性高分子層形成用塗工液を基板上に塗布する方法、あるいは、ポリチオフェン誘導体を基板上に電着させる方法等を用いることができる。中でも、生産性の観点から、導電性高分子層形成用塗工液を塗布する方法が好ましく用いられる。
【０１５２】
上記導電性高分子層形成用塗工液は、シランカップリング剤を含有していてもよい。この場合には、基板上に、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤が溶剤に溶解もしくは分散された導電性高分子層形成用塗工液を塗布し、加熱処理を施してシランカップリング剤を重合させ、導電性高分子層を形成する。
【０１５３】
導電性高分子層形成用塗工液に使用される溶剤としては、ポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤を溶解もしくは分散させることが可能なものであれば特に限定されるものではなく、例えば、水、および、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類を挙げることができる。水およびアルコール類は混合して用いてもよい。
【０１５４】
また、導電性高分子層形成用塗工液がシランカップリング剤を含有する場合には、導電性高分子層形成用塗工液は酸性であることが好ましい。導電性高分子層形成用塗工液が酸性であれば、シランカップリング剤同士の重合反応性や、シランカップリング剤とポリチオフェン誘導体との反応性を向上させることができるからである。本発明においては、導電性高分子層形成用塗工液が、酸がドーピングされたポリチオフェン誘導体を含有する場合には、このポリチオフェン誘導体に含まれる酸によって、導電性高分子層形成用塗工液を酸性にすることができる。また、ポリチオフェン誘導体にシランカップリング剤を添加した後に、重合反応を促進するための酸を添加してもよい。後者の場合には、ポリチオフェン誘導体として、例えばポリスチレンスルホン酸ナトリウム等の、酸の金属塩がドーピングされたポリチオフェン誘導体を用いることができる。
【０１５５】
導電性高分子層形成用塗工液の調製方法としては、特に限定されるものではないが、シランカップリング剤を添加する際には、通常、あらかじめシランカップリング剤を加水分解させた加水分解液が用いられる。この加水分解液とポリチオフェン誘導体の溶液とを混合して、導電性高分子層形成用塗工液を調製することができる。
【０１５６】
この導電性高分子層形成用塗工液の固形分濃度としては、導電性高分子層形成用塗工液の塗布方法等に応じて適宜調整される。
【０１５７】
また、導電性高分子層形成用塗工液がシランカップリング剤を含有する場合、導電性高分子層形成用塗工液中のシランカップリング剤の濃度は、後述する現像工程を行うか否かによって適宜調整される。
現像工程を行う場合には、導電性高分子層形成用塗工液中のシランカップリング剤の濃度としては、全固形分に対して、０．５重量％〜２０重量％程度であることが好ましく、より好ましくは１重量％〜１０重量％の範囲内、さらに好ましくは３重量％〜８重量％の範囲内である。シランカップリング剤の濃度が高すぎると、導電性高分子層形成用塗工液の撥液性が高くなりすぎて塗工性が悪くなったり、現像性が悪くなったり、導電性が低下したりするおそれがあるからである。一方、シランカップリング剤の濃度が低すぎると、膜強度、密着性、耐食性等を高める効果が十分に得られなかったり、導電性高分子層を不溶化させる、特に水、アルコール類、ケトン類に不溶にさせることが困難になったり場合があるからである。
一方、現像工程を行わない場合には、導電性高分子層形成用塗工液中のシランカップリング剤の濃度としては、全固形分に対して、０．５重量％〜２０重量％程度であることが好ましく、より好ましくは１重量％〜１０重量％の範囲内、さらに好ましくは３重量％〜５重量％の範囲内である。シランカップリング剤の濃度が高すぎると、導電性高分子層形成用塗工液の撥液性が高くなりすぎて塗工性が悪くなったり、導電性が低下したりするおそれがあるからである。一方、シランカップリング剤の濃度が低すぎると、膜強度、密着性、耐食性等を高める効果が十分に得られない場合があるからである。
【０１５８】
導電性高分子層形成用塗工液の塗布方法としては、基板の全面に導電性高分子層形成用塗工液を塗布することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、使用されるポリチオフェン誘導体や、導電性高分子層形成用塗工液の粘度等に応じて適宜選択される。具体的には、導電性高分子層形成用塗工液の塗布方法としては、スピンコート法、スクリーン印刷、グラビア印刷、オフセット印刷、フレキソ印刷等を挙げることができる。
【０１５９】
導電性高分子層形成用塗工液は、基板の全面に塗布してもよく、基板上にパターン状に塗布してもよいが、後述する電磁波照射工程にて導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することによって、正孔注入部をパターン状に形成することができるため、通常は、基板の全面に導電性高分子層形成用塗工液を塗布する。
【０１６０】
また、導電性高分子層形成用塗工液がシランカップリング剤を含有する場合、導電性高分子層形成用塗工液を塗布して得られる塗膜には、加熱処理を施して、塗膜中のシランカップリング剤を重合させる。この加熱処理の際に、シランカップリング剤同士の重縮合反応が進行するとともに、シランカップリング剤とポリチオフェン誘導体に含まれる酸との架橋反応も進行すると想定される。
【０１６１】
加熱処理の際の温度としては、ポリチオフェン誘導体が劣化しない程度の温度であればよいが、中でも８０℃〜２５０℃程度であることが好ましく、より好ましくは１００℃〜２００℃の範囲内である。上記温度範囲であれば、シランカップリング剤の重縮合反応や、シランカップリング剤とポリチオフェン誘導体に含まれる酸との架橋反応が進行しやすくなるからである。
【０１６２】
導電性高分子層の膜厚としては、電磁波の照射によって光化学的な反応が起こりうる厚みであれば特に限定されるものではなく、有機ＥＬ素子の用途等に応じて適宜選択される。具体的には、導電性高分子層の膜厚は、１０ｎｍ〜１０００ｎｍ程度であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内、さらに好ましくは５０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内である。導電性高分子層の膜厚が厚すぎると、電磁波が導電性高分子層の深部まで到達せず、光化学的な反応が起こりにくくなったり、導電性高分子層の深部まで光化学的に反応させるために長時間を要し、生産効率が低下したりする可能性があるからである。また、導電性高分子層の膜厚が薄すぎると、正孔注入部や絶縁部にその機能を十分に発揮させたり、基板上に導電性高分子層形成用塗工液を均一に成膜したりするのが困難になるからである。
【０１６３】
なお、ポリチオフェン誘導体、シランカップリング剤、基板および陽極層については、上記「Ａ．有機ＥＬ素子」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１６４】
２．電磁波照射工程
本発明における電磁波照射工程は、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射して、導電性高分子層の照射部分の導電性を低下させ、導電性を有する正孔注入部および導電性を有さない絶縁部を形成する工程である。
【０１６５】
本発明における電磁波とは、導電性高分子層の導電性を変化させることが可能な、いかなる電磁波をも含む概念であり、紫外線および可視光に限定されるものではない。
【０１６６】
電磁波としては、５００ｎｍ以下の可視光、または紫外線であることが好ましい。すなわち、電磁波の波長としては、１００ｎｍ〜５００ｎｍ程度であることが好ましい。電磁波の波長が上記範囲であれば、ポリチオフェン誘導体の光化学的な反応が良好に進行するからである。中でも、電磁波の波長としては、１００ｎｍ〜３５０ｎｍの範囲内または４００ｎｍ〜５００ｎｍの範囲内であることが好ましく、特に２００ｎｍ〜３００ｎｍの範囲内であることが好ましい。ポリチオフェン誘導体は、これらの波長の光に対して特に感度が高いからである。
【０１６７】
電磁波の照射方法としては、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、フォトマスクを介してパターン状に電磁波を照射する方法であってもよく、レーザーで描画照射する方法であってもよい。
【０１６８】
電磁波の照射の際に使用される光源としては、ポリチオフェン誘導体を劣化させるおそれがないものであれば特に限定されるものではなく、電磁波の照射方法に応じて適宜選択される。フォトマスクを用いる場合は、光源としては、例えば、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ等を挙げることができる。また、描画照射する場合は、光源としては、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザーを用いることができる。レーザーを使用する場合は、ポリチオフェン誘導体を劣化させないように、比較的低いエネルギーで描画照射することが好ましい。
【０１６９】
電磁波の照射量としては、導電性高分子層の導電性および溶剤に対する可溶性を変化させるのに必要な照射量であればよい。
【０１７０】
また、電磁波の照射時間としても、導電性高分子層の導電性および溶剤に対する可溶性を変化させるのに必要な時間であればよい。例えば、導電性高分子層の膜厚が比較的厚い場合には、電磁波の照射時間を比較的長くすることにより、導電性高分子層の深部までポリチオフェン誘導体の光化学的な反応を起こさせることができる。
【０１７１】
電磁波の照射方向としては、基板側および導電性高分子層側のいずれの方向であってもよい。
【０１７２】
また、電磁波の照射は、通常、大気下（酸素雰囲気下）で行われる。大気下（酸素雰囲気下）であれば、ポリチオフェン誘導体の光化学的な反応、特に光分解反応が、酸化作用によって促進されるからである。
【０１７３】
本工程においては、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することにより、導電性高分子層の照射部分の導電性を低下させ、導電性を有する正孔注入部および導電性を有さない絶縁部を形成する。すなわち、導電性高分子層にパターン状に電磁波を照射することにより、導電性を変化させ、正孔注入部をパターン状に形成することができる。
【０１７４】
本発明においては、電磁波の照射によって導電性高分子層の照射部分の導電性が低下するので、導電性高分子層の照射部分が絶縁部となり、導電性高分子層の未照射部分が正孔注入部となる。
なお、正孔注入部および絶縁部については、上記「Ａ．有機ＥＬ素子」の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１７５】
３．現像工程
本発明においては、上記電磁波照射工程後に、導電性高分子層を現像して導電性高分子層の照射部分を除去する現像工程を行ってもよい。例えば、導電性高分子層の照射部分である絶縁部の絶縁性が比較的低い場合には、正孔注入部だけでなく絶縁部にも正孔が注入される可能性がある。このような場合には、現像工程を行って絶縁部を除去することが好ましいのである。
【０１７６】
現像方法としては、導電性高分子層の照射部分を除去することが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば、電磁波の照射後の導電性高分子層が形成された基板を現像液に浸漬する方法、電磁波の照射後の導電性高分子層が形成された基板に現像液をスプレー状に噴出させる方法等を用いることができる。
【０１７７】
また、現像時間としては、導電性高分子層の未照射部分が溶解されずに、導電性高分子層の照射部分のみが溶解されるのに必要な時間であればよい。また、導電性高分子層にシランカップリング剤を用いる場合には、正孔注入部が不溶性となるので、現像時間が比較的長い場合であっても、正孔注入部のパターンを良好に維持することができる。
【０１７８】
現像の際に使用される現像液としては、導電性高分子層の未照射部分を溶解せずに、導電性高分子層の照射部分のみを溶解するものであれば特に限定されるものではなく、シランカップリング剤の使用の有無により適宜選択される。
【０１７９】
導電性高分子層形成用塗工液がポリチオフェン誘導体のみを含有する場合には、現像液としては、導電性高分子層形成用塗工液に使用される溶剤よりも極性の低い溶剤が用いられ、例えば、水、および、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類よりも極性の低い溶剤が用いられる。このような現像液としては、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸ブチル、乳酸エチル等のエステル類などを挙げることができる。これらの溶剤は、単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。
【０１８０】
一方、導電性高分子層形成用塗工液がポリチオフェン誘導体およびシランカップリング剤を含有する場合には、現像液としては、水；エタノール、イソプロパノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類が用いられる。これらは、単独で用いてもよく、混合して用いてもよい。
【０１８１】
本発明においては、上述したように高精細なパターニングが可能である。具体的には、線幅１０μｍ以下、さらには線幅５μｍ以下の正孔注入部のパターンを得ることも可能である。
【０１８２】
４．その他の工程
本発明においては、電磁波照射工程および現像工程後に、通常、発光層および陰極層を形成する工程が行われる。また、電磁波照射工程および現像工程後に、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を形成する工程を行ってもよい。なお、発光層、陰極層、正孔輸送層、電子輸送層および電子注入層については、上記「有機ＥＬ素子」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。
【０１８３】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【０１８４】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
［実験例１］
（評価用素子１の作製）
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）の水分散体（Baytron P CH8000；スタルク社製）に、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン（TSL8350；東芝シリコーン社製）を、全固形分に対するシランカップリング剤の濃度が５％になるように添加し、導電性高分子層形成用塗工液を調製した。
【０１８５】
透明電極としてＩＴＯ膜がパターン状に形成された、１インチ□、板厚１．１ｍｍの基板を洗浄した。次に、上記導電性高分子層形成用塗工液を０．５ｍｌとり、基板の中心部に滴下して、２５００ｒｐｍで２０秒間のスピンコーティングを行った。これにより、膜厚８００Åの導電性高分子層を形成した。
【０１８６】
次に、導電性高分子層に、石英ガラスを介して、高圧水銀灯にて２５４ｎｍの紫外線を照射した。
【０１８７】
次に、赤色の発光を示すポリフルオレン誘導体（American Dye Source社製、ADS100RE）の１ｗｔ％トルエン溶液を調製し、赤色発光層形成用塗工液を得た。この赤色発光層形成用塗工液を１ｍｌとり、導電性高分子層が形成された基板の中心部に滴下して、２０００ｒｐｍで１０秒間のスピンコーティングを行った。これにより、膜厚８００Åの発光層を形成した。続いて、１００℃で１時間乾燥させた。
【０１８８】
次いで、紫外線照射後の導電性高分子層上に、Ｃａを１００Å、Ａｇを３０００Åの厚みで蒸着して、金属電極を形成した。
このようにして、評価用素子を作製した。
【０１８９】
（評価用素子２の作製）
上記の評価用素子１の作製にて、導電性高分子層に紫外線を照射しなかった以外は、同様にして評価用素子を作製した。
【０１９０】
（輝度−電圧特性の評価）
評価用素子１，２について、ＩＴＯ電極側を正極、Ａｇ電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。０Ｖから８Ｖまで電圧を印加し、輝度−電圧特性を評価した。結果を図１０に示す。
図１０より、評価用素子１（照射）と比較して、評価用素子２（未照射）では、輝度−電圧特性が高くなった。このことから、紫外線照射によって、ＥＬ特性が低下することがわかった。
【０１９１】
［実験例２］
１００ｍｍ□、板厚０．７ｍｍのガラス基板上に、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）の水分散体（Baytron P CH8000；スタルク社製）に、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン（TSL8350；東芝シリコーン社製）を、全固形分に対するシランカップリング剤の濃度が５％になるように添加し、導電性高分子層形成用塗工液を調製した。この導電性高分子層形成用塗工液をスピンコーティングにより成膜し、導電性高分子層を形成した。
【０１９２】
次いで、分光照射装置（分光計器株式会社製、ＩＵＶ−２５ＣＰ）を用いて、２４０ｎｍから４８０ｎｍまでの電磁波を導電性高分子層に照射した。照射後、純水にて処理したところ、２４０ｎｍ〜３５０ｎｍ付近および４２０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近の電磁波が照射された部分の層が除去された。
【０１９３】
このことから、上記の導電性高分子層は、２４０ｎｍ〜３５０ｎｍ付近および４２０ｎｍ〜４７０ｎｍ付近の電磁波に対して感度が高く、そのような電磁波の照射部分の純水に対する可溶性が変化することがわかった。この結果から、上記波長範囲にて電磁波を照射することで、導電性高分子層の照射部分のPEDOT/PSSが変性され、得られた有機ＥＬ素子において特性変化が起きると考えられる。
【０１９４】
［実施例１］
（正孔注入部の形成）
透明電極としてＩＴＯ膜がパターン状に形成された、１インチ□、板厚１．１ｍｍの基板を準備し、洗浄した。
次に、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）の水分散体（Baytron P CH8000；スタルク社製）を０．５ｍｌとり、基板の中心部に滴下して、２５００ｒｐｍで２０秒間のスピンコーティングを行った。これにより、膜厚８００Åの導電性高分子層を形成した。次に、導電性高分子層を１５０℃で１０分間乾燥した。次いで、導電性高分子層に、所定のパターンを有するフォトマスクを介して、高圧水銀灯にて２５４ｎｍの紫外線を照射し、正孔注入部（未照射部分）および絶縁部（照射部分）を形成した。
【０１９５】
（発光層の形成）
次に、赤色の発光を示すポリフルオレン誘導体（American Dye Source社製、ADS100RE）の１ｗｔ％トルエン溶液を調製し、赤色発光層形成用塗工液を得た。この赤色発光層形成用塗工液を１ｍｌとり、正孔注入部および絶縁部が形成された基板の中心部に滴下して、２０００ｒｐｍで１０秒間のスピンコーティングを行った。これにより、膜厚８００Åの発光層を形成した。続いて、１００℃で１時間乾燥させた。
【０１９６】
（陰極層の形成）
次いで、発光層上に、Ｃａを５００Åの厚みで蒸着し、さらにＡｇを２５００Åの厚みで蒸着して、金属電極を形成した。
このようにして、有機ＥＬ素子を作製した。
【０１９７】
（有機ＥＬ素子の発光特性の評価）
ＩＴＯ電極側を正極、Ａｇ電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。１０Ｖ印加時に正孔注入部（未照射部分）が形成されている領域のみから発光が認められた。紫外線照射工程（電磁波照射工程）を含む全パターニング工程を経ても、素子特性の劣化は見られなかった。
【０１９８】
［実施例２］
下記のようにして正孔注入部を形成した以外は、実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子を作製した。
（正孔注入部の形成）
透明電極としてＩＴＯ膜がパターン状に形成された、１インチ□、板厚１．１ｍｍの基板を準備し、洗浄した。
次に、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）の水分散体（Baytron P CH8000；スタルク社製）を０．５ｍｌとり、基板の中心部に滴下して、２５００ｒｐｍで２０秒間のスピンコーティングを行った。これにより、膜厚８００Åの導電性高分子層を形成した。次に、導電性高分子層を１５０℃で１０分間乾燥した。次いで、導電性高分子層に、所定のパターンを有するフォトマスクを介して、高圧水銀灯にて２５４ｎｍの紫外線を照射し、正孔注入部（未照射部分）および絶縁部（照射部分）を形成した。
次いで、アセトンにてスピン現像を５秒間行った。これにより、絶縁部（照射部分）が完全に除去された。
【０１９９】
（有機ＥＬ素子の発光特性の評価）
実施例１と同様にして、発光特性の評価を行ったところ、１０Ｖ印加時に正孔注入部が形成されている領域のみから発光が認められた。紫外線照射工程（電磁波照射工程）を含む全パターニング工程を経ても、素子特性の劣化は見られなかった。
【０２００】
［実施例３］
下記のようにして正孔注入部を形成した以外は、実施例１と同様にして、有機ＥＬ素子を作製した。
（正孔注入部の形成）
透明電極としてＩＴＯ膜がパターン状に形成された、１インチ□、板厚１．１ｍｍの基板を準備し、洗浄した。
また、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）の水分散体（Baytron P CH8000；スタルク社製）に、シランカップリング剤としてγ−グリシドキシプロピルメトキシシラン（TSL8350；東芝シリコーン社製）を、全固形分に対するシランカップリング剤の濃度が５％になるように添加し、導電性高分子層形成用塗工液を調製した。
【０２０１】
次に、導電性高分子層形成用塗工液を０．５ｍｌとり、基板の中心部に滴下して、２５００ｒｐｍで２０秒間のスピンコーティングを行った。これにより、膜厚８００Åの導電性高分子層を形成した。次に、導電性高分子層を１５０℃で１０分間乾燥した。
次いで、導電性高分子層に、所定のパターンを有するフォトマスクを介して、発光領域以外の非発光領域に対応する部分に高圧水銀灯にて２５４ｎｍの紫外線を照射し、正孔注入部（未照射部分）および絶縁部（照射部分）を形成した。
次に、純水中に３０秒間浸漬して、絶縁部（照射部分）を除去し、発光領域のみに正孔注入部を形成した。
【０２０２】
（有機ＥＬ素子の発光特性の評価）
実施例１と同様にして、発光特性の評価を行ったところ、１０Ｖ印加時に正孔注入部が形成されている領域のみから発光が認められた。紫外線照射工程（電磁波照射工程）を含む全パターニング工程を経ても、素子特性の劣化は見られなかった。
【図面の簡単な説明】
【０２０３】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の一例を示す概略平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す概略平面図である。
【図４】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す概略平面図である。
【図５】本発明の有機ＥＬ素子の他の例を示す概略平面図である。
【図６】図５のＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図８】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図９】従来の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図１０】実験例１における素子の輝度−電圧特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【０２０４】
１  …  有機ＥＬ素子
２  …  基板
３  …  陽極層
４  …  ポリチオフェン層
４´  …  導電性高分子層
５  …  正孔注入部
６  …  絶縁部
７  …  発光層
８  …  陰極層
１０  …  発光領域
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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