(57)【要約】【課題】有機ＥＬ装置の寿命を長くする。【解決手段】本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、第１電極２と、第２電極５と、第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層４とを備える有機ＥＬ装置１０の製造方法であって、第１電極が形成された基板を用意する工程と、第１電極の上に有機ＥＬ層を形成する工程であって、第１電極上に有機ＥＬ材料層を堆積する工程と、有機ＥＬ材料層の少なくとも一部の表面を第１有機溶剤に暴露する工程とを包含する工程と、有機ＥＬ層の少なくとも一部の表面４ｓに直接接触する第２電極を形成する工程とを包含する。【選択図】  図３
2004281251.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、
（ａ）第１電極が形成された基板を用意する工程と、
（ｂ）前記第１電極の上に有機ＥＬ層を形成する工程であって、
（ｂ−１）前記第１電極上に有機ＥＬ材料層を堆積する工程と、
（ｂ−２）前記有機ＥＬ材料層の少なくとも一部の表面を第１有機溶剤に暴露する工程とを包含する工程と、
（ｃ）前記有機ＥＬ層の前記少なくとも一部の表面に直接接触する第２電極を形成する工程とを包含する、有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記工程（ｂ−２）は、前記第１有機溶剤の蒸気に前記有機ＥＬ層の前記少なくとも一部の表面を暴露する工程を包含する、請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記工程（ｂ）は、前記工程（ｂ−２）の後に、前記有機ＥＬ材料層中に含まれる前記第１有機溶剤を除去する工程をさらに包含する、請求項１または２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
前記工程（ｂ−１）は、有機ＥＬ材料を第２有機溶剤に溶解および／または分散した有機ＥＬ材料溶液を前記第１電極の上に付与する工程を包含し、
前記第１有機溶剤は、前記第２有機溶剤よりも前記有機ＥＬ材料に対する良溶剤である、請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ装置。
【請求項５】
前記工程（ｂ）は、前記工程（ｂ−２）の前に、前記有機ＥＬ材料層中に含まれる前記第２有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程をさらに包含する、請求項４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項６】
前記第２有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程および前記第１有機溶剤を除去する工程は、それぞれ前記有機ＥＬ材料層を加熱する工程を包含し、前記第１有機溶剤を除去する工程は、前記第２有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程よりも高い温度で実行される、請求項５に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項７】
前記第１有機溶剤は前記第２有機溶剤よりも低い沸点を有する請求項４から６のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項８】
前記有機ＥＬ材料溶液を付与する工程は、インクジェット法によって実行される、請求項４から７のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】
前記工程（ｂ−１）は、前記第１電極上に第１有機材料層を形成する工程と、前記第１有機材料層の上に第２有機材料層を形成する工程とを包含し、
前記工程（ｂ−２）は、前記第２有機材料層の少なくとも一部の表面を前記第１有機溶剤に暴露する工程を含み、前記工程（ｃ）は、前記第２有機材料層の前記少なくとも一部の表面に直接接触する前記第２電極を形成する工程を含む、請求項１から８のいずれかに記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１０】
前記工程（ｂ−１）は、前記第２有機材料層を形成する前に、前記第１有機材料層の少なくとも一部の表面を有機溶剤に暴露する工程をさらに包含し、前記第２有機材料層を形成する工程は、前記第１有機材料層の前記少なくとも一部の表面に直接接触する前記第２有機材料層を形成する工程を包含する、請求項９に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１１】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、
（ａ）第１電極が形成された基板を用意する工程と、
（ｂ）前記第１電極の上に有機ＥＬ層を形成する工程であって、
（ｂ−１）前記第１電極上に有機ＥＬ材料層を堆積する工程と、
（ｂ−２）前記有機ＥＬ材料層の少なくとも一部の領域に、他の領域よりも凝集構造が安定化された表面層を形成する工程と、
（ｃ）前記有機ＥＬ層上に前記表面層に直接接触する第２電極を形成する工程と、
を包含する、有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の製造方法によって製造された有機ＥＬ装置。
【請求項１３】
第１電極と、第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層とを備える有機ＥＬ装置であって、
前記有機ＥＬ層は、前記第２電極と直接接触する表面を含む領域に、他の領域よりも凝集構造が安定化された表面層を有する、有機ＥＬ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は有機ＥＬ装置およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ装置は、薄型で軽量な自発光型の表示装置への応用が注目されている。現在、有機ＥＬ装置を構成する有機ＥＬ層（少なくとも有機発光層を含み、正孔輸送層および電子輸送層をさらに含んでもよく、また有機発光層が電子輸送層を兼ねることもある。）を形成する方法によって２つに大別される。一方は真空蒸着などの薄膜堆積技術を用いたドライプロセスであり、他方はインクジェット法やスピンコート法に代表されるウェットプロセスである。ドライプロセスは主に有機ＥＬ層を低分子材料で形成する場合に用いられ、ウェットプロセスは主に有機ＥＬ層を高分子材料で形成する場合に用いられる。なお、複数の異なる材料から形成される有機ＥＬ層を備える有機ＥＬ装置（例えばカラー表示装置）を製造するプロセスでは、例えば材料に応じて、ウェットプロセスとドライプロセスとが併用される場合もある。
【０００３】
【非特許文献１】
Ｙ．Ｓｈｉ  ｅｔ  ａｌ．，”Ｄｅｖｉｃｅ  ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ  ａｎｄ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ  ｉｎ  ｐｏｌｙｍｅｒ  ｌｉｇｈｔ  ｅｍｉｔｔｉｎｇ  ｄｉｏｄｅｓ：  Ｔｈｅ  ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  ｄｅｖｉｃｅ  ｑｕａｎｔｕｍ  ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ”  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ａｐｐｌｉｅｄ  Ｐｈｙｓｉｃｓ，  ８７（９），  ４２５４（２０００）．
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
有機ＥＬ装置の問題点の１つは、その寿命が短いことにある。特に、ウェットプロセスで形成された有機ＥＬ層を有する有機ＥＬ装置は、寿命が短い傾向にある。ウェットプロセス、特にインクジェット法は、ドライプロセスに比べて量産性に優れるので、その欠点を解決する意義は大きい。
【０００５】
本発明は、上記諸点に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機ＥＬ装置の寿命を長くすることにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、（ａ）第１電極が形成された基板を用意する工程と、（ｂ）前記第１電極の上に有機ＥＬ層を形成する工程であって、（ｂ−１）前記第１電極上に有機ＥＬ材料層を堆積する工程と、（ｂ−２）前記有機ＥＬ材料層の少なくとも一部の表面を第１有機溶剤に暴露する工程とを包含する工程と、（ｃ）前記有機ＥＬ層の前記少なくとも一部の表面に直接接触する第２電極を形成する工程とを包含することを特徴とし、そのことによって上記目的が達成される。
【０００７】
ある実施形態において、前記工程（ｂ−２）は、前記第１有機溶剤の蒸気に前記有機ＥＬ層の前記少なくとも一部の表面を暴露する工程を包含する。
【０００８】
ある実施形態において、前記工程（ｂ）は、前記工程（ｂ−２）の後に、前記有機ＥＬ材料層中に含まれる前記第１有機溶剤を除去する工程をさらに包含する。
【０００９】
ある実施形態において、前記工程（ｂ−１）は、有機ＥＬ材料を第２有機溶剤に溶解および／または分散した有機ＥＬ材料溶液を前記第１電極の上に付与する工程を包含し、前記第１有機溶剤は前記第２有機溶剤よりも、前記有機ＥＬ材料に対する良溶剤である。前記第１有機溶剤は、例えば、芳香族系溶剤、複素環を含む溶剤、極性溶剤、または塩基性溶剤である。
【００１０】
ある実施形態において、前記工程（ｂ）は、前記工程（ｂ−２）の前に、前記有機ＥＬ材料層中に含まれる前記第２有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程をさらに包含する。
【００１１】
ある実施形態において、前記第２有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程および前記第１有機溶剤を除去する工程は、それぞれ前記有機ＥＬ材料層を加熱する工程を包含し、前記第１有機溶剤を除去する工程は、前記第２有機溶剤の少なくとも一部を除去する工程よりも高い温度で実行される。
【００１２】
ある実施形態において、前記第１有機溶剤は前記第２有機溶剤よりも低い沸点を有する。
【００１３】
ある実施形態において、前記有機ＥＬ材料溶液を付与する工程は、インクジェット法によって実行される。
【００１４】
ある実施形態において、前記工程（ｂ−１）は、前記第１電極上に第１有機材料層を形成する工程と、前記第１有機材料層の上に第２有機材料層を形成する工程とを包含し、前記工程（ｂ−２）は、前記第２有機材料層の少なくとも一部の表面を前記第１有機溶剤に暴露する工程を含み、前記工程（ｃ）は、前記第２有機材料層の前記少なくとも一部の表面に直接接触する前記第２電極を形成する工程を含む。
【００１５】
ある実施形態において、前記工程（ｂ−１）は、前記第２有機材料層を形成する前に、前記第１有機材料層の少なくとも一部の表面を有機溶剤に暴露する工程をさらに包含し、前記第２有機材料層を形成する工程は、前記第１有機材料層の前記少なくとも一部の表面に直接接触する前記第２有機材料層を形成する工程を包含する。
【００１６】
本発明の他の局面による有機ＥＬ装置の製造方法は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、（ａ）第１電極が形成された基板を用意する工程と、（ｂ）前記第１電極の上に有機ＥＬ層を形成する工程であって、（ｂ−１）前記第１電極上に有機ＥＬ材料層を堆積する工程と、（ｂ−２）前記有機ＥＬ材料層の少なくとも一部の領域に、他の領域よりも凝集構造が安定化された表面層を形成する工程と、（ｃ）前記有機ＥＬ層上に前記表面層に直接接触する第２電極を形成する工程とを包含し、そのことによって上記目的が達成される。
【００１７】
本発明の有機ＥＬ装置は、上記のいずれかに記載の製造方法によって製造されることを特徴とする。
【００１８】
本発明の有機ＥＬ装置は、第１電極と、第２電極と、前記第１電極と第２電極との間に設けられた有機ＥＬ層とを備える有機ＥＬ装置であって、前記有機ＥＬ層は、前記第２電極と直接接触する表面を含む領域に、他の領域よりも凝集構造が安定化された表面層を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施形態の有機ＥＬ装置およびその製造方法を説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されることはない。
【００２０】
図１は、本発明による実施形態の有機ＥＬ装置１０の模式的な断面図である。有機ＥＬ装置１０は、カラー表示装置であり、図１はその一部を模式的に示している。
【００２１】
有機ＥＬ装置１０は、基板１と、基板１上に形成された第１電極（下部電極）２と、第１電極２上に形成された有機ＥＬ層４と、有機ＥＬ層４上に形成された第２電極（上部電極）５とを有している。有機ＥＬ層４は、例えば、赤色光を発光する第１有機ＥＬ層４Ｒと、緑色光を発光する第２有機ＥＬ層４Ｇと、青色光を発光する第３有機ＥＬ層４Ｂとを有しており、それぞれが第１電極４と第２電極５との間に設けられている。第１電極２は、第１有機ＥＬ層４Ｒ、第２有機ＥＬ層４Ｇおよび第３有機ＥＬ層４Ｂに対してそれぞれに対して独立に設けられ、第２電極５は、第１有機ＥＬ層４Ｒ、第２有機ＥＬ層４Ｇおよび第３有機ＥＬ層４Ｂは共通に設けられている。すわなち、有機ＥＬ装置１０は表示装置の１画素分に相当する。
【００２２】
有機ＥＬ装置１０は、隣接する有機ＥＬ層４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの間に隔壁３を有している。この隔壁３は、例えば、インクジェット法を用いて有機ＥＬ層を形成する際に、異なる色用の有機ＥＬ材料が混ざることを防止することができる。また、有機ＥＬ装置１０は、有機ＥＬ層４の全体を覆うように設けられた封止部６を有している。基板１の表面（または第１電極２の表面）と封止部６とで形成する密閉空間内に有機ＥＬ層４を配置することによって、有機ＥＬ層４を外部環境から保護する。
【００２３】
次に、図２を参照しながら、本実施形態の有機ＥＬ装置１０の製造方法を説明する。有機ＥＬ装置１０は、有機ＥＬ層４の形成工程から第２電極５の形成工程までのプロセスを除き、公知の材料を用いて公知の製造方法で製造できるので、説明の簡単のためにそれらを省略する。また、以下の説明では、簡単さのために、有機ＥＬ層４Ｒ、４Ｇおよび４Ｂの内の任意の１つを有機ＥＬ層４として説明する。
【００２４】
本発明の実施形態の製造方法は、図２に示すように、第１電極２が形成された基板１を用意する工程（ａ）と、第１電極２の上に有機ＥＬ層４を形成する工程（ｂ）と、有機ＥＬ層４の表面に直接接触する第２電極５を形成する工程（ｃ）とを包含し、工程（ｂ）は、第１電極２上に有機ＥＬ材料層を堆積する工程（ｂ−１）と、有機ＥＬ材料層の表面を第１有機溶剤に暴露する工程（ｂ−２）とを包含する。すなわち、本発明による実施形態の製造方法は、有機ＥＬ材料層の表面を有機溶剤に暴露する工程を包含することに特徴がある。なお、有機溶剤に暴露する有機ＥＬ材料層の表面は有機ＥＬ材料層の表面全体である必要は無く、最終的に得られる有機ＥＬ層の表面の内の第２電極５と直接接触する表面を含んでいればよい。
【００２５】
なお、本明細書において、「有機ＥＬ材料層」とは、例えば有機ＥＬ材料と有機溶剤とを含む層であり、最終的に得られる有機ＥＬ装置が有する「有機ＥＬ層」と区別することにする。また、有機ＥＬ材料層は、例えば、有機ＥＬ材料と有機溶剤とを含む有機ＥＬ材料溶液（液状材料）を用いてウェットプロセス（例えばスピンコート法やインクジェット法）で堆積され、有機ＥＬ材料溶液中の有機溶剤の少なくとも一部が除去され、その後有機溶剤に暴露され、再びこの有機溶剤を除去する工程を経て、有機ＥＬ層となる。この一連の過程で、有機ＥＬ材料層の状態は変化するが、ここではこれらを特に区別せず、「有機ＥＬ材料層」と呼ぶことにする。また、ウェットプロセスに限られず、ドライプロセスで堆積した場合も、最終的な「有機ＥＬ層」となるまで（上部電極が形成されるまで）は、「有機ＥＬ材料層」と呼ぶ。
【００２６】
「有機ＥＬ層」は、一対の電極間に形成される有機ＥＬ発光分子（蛍光発光性分子および燐光発光性分子を含む）を含む有機層を指す。有機ＥＬ層は、もっとも単純には発光層のみであるが、正孔輸送層／発光層、発光層／電子輸送層や正孔輸送層／発光層／電子輸送層などの積層構造（多層構造）を有してもよい。さらに、上記の積層構造は、必要に応じて、正孔注入層および／または電子注入層を有しても良い。これに対応して、「有機ＥＬ材料」は、正孔輸送材料、発光材料、電子輸送材料などを包含するものとし、それぞれの材料から形成される層を「正孔輸送材料層」、「発光材料層」および「電子輸送材料層」とする。
【００２７】
有機ＥＬ材料層の表面を有機溶剤に暴露する工程は、例えば、有機溶剤の蒸気に有機ＥＬ材料層の表面を暴露することによって行われる。有機溶剤の蒸気を含む雰囲気中に有機ＥＬ材料層の表面を露出した状態で放置してもよいし、有機溶剤の蒸気を含む気体を有機ＥＬ材料層の表面に吹きつけてもよい。また、有機溶剤の液体を直接、有機ＥＬ材料層の表面に接触させてもよい。例えば、有機溶剤の液体を有機ＥＬ材料層の表面にスプレイなどを用いて噴霧してもよいし、種々の塗布装置を用いて有機溶剤の液膜を有機ＥＬ材料層の表面上に形成してもよい。また、有機ＥＬ材料層の一部の表面を選択的に有機溶剤に暴露する場合は、暴露する前に、有機ＥＬ材料層の所定の領域だけを露出する開口部を有するマスクを設ければ良い。
【００２８】
本発明者は、種々の実験を行った結果、有機ＥＬ材料層の表面を有機溶剤に暴露する工程を付加することによって、有機ＥＬ装置の寿命を長くできるという新たな知見を得た結果、本発明に想到した。また、この効果は有機溶剤の種類によって異なることがわかった。以下に実験例を説明する。
【００２９】
ここで説明する実験例は、有機ＥＬ材料溶液を用いてウェットプロセスで有機ＥＬ層（ここでは、正孔輸送層と発光層とを含む）を形成した。
【００３０】
約２ｍｍ幅にパターニングされたＩＴＯ電極（図１の第１電極２に対応）を有する基板をＩＰＡで超音波洗浄した後、ＩＰＡで蒸気洗浄を行った。この後、ＵＶオゾン洗浄（３０分）行った。この基板上にスピンコート法により正孔輸送層として、ポリチオフェン誘導体（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）を成膜（水溶液、濃度３質量％）した後、窒素中にて２００℃、５分乾燥を行った。得られた正孔輸送材料層の膜厚は６５ｎｍであった。
【００３１】
続いて、ポリフルオレン系の有機発光高分子を１，２，３，４−テトラメチルベンゼン（沸点２０５℃）に溶解した上記有機発光材料溶液を用いて、スピンコート法にて有機発光材料層を形成した。ここで、１，２，３，４−テトラメチルベンゼンを用いた理由は、インクジェット法を用いて量産するためであり、ノズルが詰まらない、また、膜厚が安定するまで適度な流動性を保つ、という要求を満足するために、揮発性が低い（沸点が高い）１，２，３，４−テトラメチルベンゼンを選択した。
【００３２】
従来の製造方法では、この後、窒素中にて２１０℃（Ｔ１）で１時間乾燥することによって発光層を得る。ここでは、これを参照例とする。得られた発光層の膜厚は７２ｎｍであった。上記正孔輸送層とその上に形成されたこの発光層が有機ＥＬ層（図１の有機ＥＬ層４）となる。
【００３３】
有機ＥＬ層が形成された基板を金属チャンバーに移動し、陰極（図１の第２電極５）としてカルシウムを１．２５ｎｍ、銀を１００ｎｍ成膜した。陰極の幅は２ｍｍとした。得られた基板をグローボックス内にて封止を行い、有機ＥＬ装置を得た。
【００３４】
本発明の実施例による有機ＥＬ装置は、図３に示す基本的なフォローで有機ＥＬ層を形成した。すなわち、有機溶剤Ａを含む有機ＥＬ材料溶液を用いて、有機材料溶液層を形成した後、この有機溶剤Ａを温度Ｔ１に加熱しながら除去し、有機溶剤Ａと異なる有機溶Ｂに暴露した後、有機溶剤Ｂを温度Ｔ２に加熱しながら除去した。なお、有機ＥＬ層を正孔輸送層と発光層との２層構造としたが、ここで示す実施例では、正孔輸送層の形成までは上記の参照例と同じ工程で形成し、有機溶剤に暴露する工程は発光層についてのみ行った。具体的には以下のようにして、実施例１から４の有機ＥＬ装置を作製した。
【００３５】
（実施例１）
上記発光材料溶液を用いてスピンコート法で発光材料層を形成した後、窒素中（常圧）にて９０℃で１時間加熱することよって、１，２，３，４−テトラメチルベンゼンの一部を除去した。ここでは、１，２，３，４−テトラメチルベンゼンを完全に除去せず、一部だけを除去した。
【００３６】
一方、トルエン（沸点１１１℃）を少量入れたシャーレを用意し、シャーレ内がトルエン雰囲気となるようにした後、その中に発光材料層が形成された基板を、発光材料層がトルエンに直接触れないように保持しつつ、１時間、室温で保持した。その後、窒素雰囲気下（常圧）にて２１０℃、１時間加熱することによって、溶剤を除去した。
【００３７】
この後の工程も、上記参照例と同様にして、実施例１の有機ＥＬ装置を作製した。
【００３８】
（実施例２）
発光材料層を暴露する溶剤をキシレン（沸点１４１℃）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例２の有機ＥＬ装置を得た。
【００３９】
（実施例３）
発光材料層を暴露する溶剤をＴＨＦ（沸点６６℃）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例３の有機ＥＬ装置を得た。
【００４０】
（実施例４）
発光材料層を暴露する溶剤をピリジン（沸点１１５℃）に変えた以外は、実施例１と同様にして、実施例４の有機ＥＬ装置を得た。
【００４１】
参照例および実施例１から４の有機ＥＬ装置の発光効率と寿命を評価した結果をまとめて表１に示す。なお、有機ＥＬ装置の駆動条件は、定電流駆動とした。寿命は、特定輝度からの輝度が初期値の５０％以下となった時間とした。
【００４２】
【表１】
2004281251.tif 000003
【００４３】
表１からわかるように、発光材料層を溶媒に暴露する工程を付加した実施例１から４ではいずれも、寿命が長くなっている。ＴＨＦを用いた実施例３で約４０％程度長寿命化し、ピリジンを用いた実施例４では約１００％の寿命が延びた。
【００４４】
溶剤暴露によって長寿命化が起こるメカニズムは、以下のように考えられる。
【００４５】
ウェットプロセスを用いて有機ＥＬ層を形成する場合、有機ＥＬ装置の特性（量子効率）が有機溶剤の種類に依存することが見出されている（例えば非特許文献１）。これは有機ＥＬ層を構成する有機ＥＬ高分子の凝集構造（モフォロジーやパッキング状態）が溶剤の種類によって異なるためと考えられている。有機ＥＬ装置の寿命も同様に有機ＥＬ層を構成する高分子の凝集構造の影響を受けていると考える。さらに、有機ＥＬ層と電極との界面における電気的な接合の良し悪しが、界面における有機ＥＬ高分子の凝集構造に依存し、これが有機ＥＬ装置の寿命に影響すると考えられる。
【００４６】
本発明による製造法によって製造された有機ＥＬ装置の寿命が長くなるのは、有機ＥＬ層の電極と直接接触する領域の凝集状態が、溶剤に暴露する工程によって安定化したためと考えられる。すなわち、本発明による有機ＥＬ装置の有機ＥＬ層４は、図４に模式的に示すように、溶剤に暴露されることによって凝集状態がバルク層４ａよりも安定化された表面層４ｓを有する。もちろん、有機ＥＬ層４の全体の凝集構造が安定化されてもよいが、電極と直接接触する表面層４ｓの凝集構造が安定化されるだけで、長寿命化の効果が得られる。
【００４７】
特に、上記実施例で例示した１，２，３，４−テトラメチルベンゼンのように沸点が比較的高い有機溶剤は、特性の観点から最適な溶剤ではないことが多く、従来の方法で有機ＥＬ層を形成すると、例えば、有機ＥＬ高分子のコンフォメーションなどが好ましいもと異なったり、パッキング状態が疎であったりするため、凝集構造の安定性が低く、その結果として、有機ＥＬ装置の寿命が短くなっていたと考えられる。
【００４８】
このように凝集構造の安定性が低い有機ＥＬ層の表面を有機溶剤に暴露すると、表面近傍の有機ＥＬ高分子がよりエネルギー的に安定な凝集構造をとるように高分子鎖が動き（コンフォメーション変化やパッキング密度の上昇など）、凝集構造の安定性が向上するものと考えられる。この過程を「再配列」ということがある。なお、ここでいう「再配列」は、高分子鎖が動き、一旦形成された凝集構造がより安定な凝集構造へと変化することを広く意味し、配向度（配向秩序度）の向上を意味するものではない。また、ここでは、有機ＥＬ高分子を例に凝集構造の安定化を説明したが、低分子材料を用いた場合にも再配列による凝集構造の安定は起こる。
【００４９】
なお、有機溶剤に暴露された結果得られる表面層４ｓがバルク層４ａと異なる凝集構造を有することは、例えば、有機ＥＬ層４の反射ＩＲスペクトル測定装置を用いて特定の分子の伸縮振動を測定することによって、暴露工程の前後における伸縮振動の強度を測定することにより確認することができる。また、接触角を測定することにより、表面層４ｓがバルク層４ａと異なる凝集構造を有することを確認することができる場合もある。
【００５０】
この再配列による凝集構造の安定性の向上効果は、暴露する有機溶剤の種類に依存し、有機ＥＬ高分子に対する良溶剤であることが好ましい。上述したように、有機ＥＬ層をウェットプロセスで形成する際に用いられる有機溶剤は比較的高い沸点を有することが好ましいので、有機ＥＬ高分子に対する良溶剤を選択することが難しいが、暴露する溶剤には特に制限が無いので、多様な有機溶剤から選択され得る。
【００５１】
これら暴露する有機溶剤は、再配列されるべき有機ＥＬ層を構成する分子（例えばＰＰＶ誘動体やポリフルオレン誘導体を含むπ共役系高分子、ＮＰＤやＡｌｑ３などの低分子系により異なり、再配列を行なう有機材料の分子構造（例えば、芳香族環や複素環、炭化水素部位を含むなど）や極性の強弱、さらに、再配列によって安定化された表面層上に堆積される材料（例えば、陰極材料であるＣａ、Ａｌ、Ａｇ、ＬｉＦ、ＣａＦ２、Ｌｉ２Ｏ、ＮａＦやＢａＦ２などの無機材料やポリアニリン、ポリチオフェン、ペンタセン、テトラセンなどの導電性有機材料）の種類に応じて、適宜選択される。
【００５２】
例えば、芳香族系溶剤としては、トルエン、キシレン、ベンゼンが挙げられる。また複素環を含む溶剤（例えばＴＨＦ、ピリジン、）やアルキル、アルカン、アルケンなどの炭化水素系溶剤（例えば、ヘキサン、シクロヘキサン）などが挙げられる。またた、極性を示す溶剤としては、ピリジン、ＤＭＦ、ＤＭＳＯなどが挙げられる。また、ＮＭＰなどの高沸点溶剤でもよく、エーテル類などでもよい。また、塩基性溶剤（例えばピリジン）が好ましい場合もある。
【００５３】
また、実施例１から４で示したように、高沸点溶剤を含む有機ＥＬ材料溶液を用いた場合には、再配列のための溶媒暴露工程の前に、高沸点溶剤の一部を除去することが好ましい。溶剤の除去は、例えば、加熱することによって実行され、除去する溶剤の量（乾燥の程度）は、加熱温度と加熱時間によって制御される。必要に応じて、減圧してもよく、加熱と減圧とを組み合わせてもよい。
【００５４】
高沸点溶媒の除去は、実施例１から４で例示したように、完全に除去するよりも一部を除去することが好ましい。すなわち、例えば高沸点溶剤の沸点よりも低い温度に加熱し高沸点溶剤の一部が残存した状態で溶剤に暴露した方が、再配列が起こり易いと考えられる。また、高沸点溶剤を全く除去しないと、溶剤が有機ＥＬ材料層内に拡散し難く、溶剤暴露による再配列が起こり難くなる。
【００５５】
溶剤暴露を行った後は、暴露した溶剤を除去することが好ましい。有機ＥＬ層中に溶剤が残存すると特性や信頼性が低下することがある。暴露に用いる有機溶剤の沸点は、典型的には有機ＥＬ材料溶液に用いられる溶剤の沸点よりも低いので、比較的低い温度で加熱することによって除去できる。しかしながら、上述したように、有機ＥＬ材料溶液の高沸点溶剤を完全に除去することなく、次の溶剤暴露工程を行った場合には、溶剤暴露工程の後で高沸点溶剤を除去することが好ましい。従って、溶剤暴露工程前の加熱工程の温度よりも、溶剤暴露工程後の加熱工程の温度を高く設定することが好ましい。実施例１から４で例示したように、何れの加熱工程も常圧で実行する場合には、溶剤暴露工程前の加熱工程の温度（Ｔ１）は高沸点溶剤の沸点よりも低く設定され、溶剤暴露工程後の加熱工程の温度（Ｔ２）は高沸点溶剤の沸点よりも高く設定されることが好ましい。
【００５６】
また、暴露する有機溶剤は、単一の種類の有機溶剤である必要は無く、混合溶剤であってもよい。また、異なる種類の有機溶剤に複数回暴露してもよい。例えば、沸点の高い有機溶剤から沸点の低い有機溶剤に順次暴露してもよい。また、混合溶剤を用いる場合には、混合溶剤中に含まれる沸点の高い有機溶剤の分率を変化させてもよい。
【００５７】
上記の実施例では、発光層についてのみ溶剤暴露工程を実行したが、正孔輸送層についても溶剤暴露工程を行っても良い。また、例えば、カラー表示装置を形成する場合など、異なる有機ＥＬ層を場合、有機ＥＬ層毎に違う条件で溶剤暴露工程を実行してもよい。
【００５８】
また、実施例１から４では、有機溶剤の蒸気を含む雰囲気中に有機ＥＬ材料層の表面を露出した状態で放置したが、有機溶剤の蒸気を含む気体を有機ＥＬ材料層の表面に吹きつけてもよい。また、有機溶剤の液体を直接、有機ＥＬ材料層の表面に接触させてもよい。例えば、有機溶剤の液体を有機ＥＬ材料層の表面にスプレイなどを用いて噴霧してもよいし、種々の塗布装置を用いて有機溶剤の液膜を有機ＥＬ材料層の表面上に形成してもよい。
【００５９】
溶剤暴露工程を室温で行った実施例を例示したが、溶剤に暴露しながら加熱、あるいは加熱／除冷などの熱処理と組み合わせても良い。また、有機溶剤の雰囲気を加圧状態としてもよい。
【００６０】
このように、有機溶剤に暴露するという簡単な工程を付加するだけで、有機ＥＬ層の構成分子（高分子および／または低分子）の凝集構造を安定化させ、有機ＥＬ装置の寿命を延ばすことができる。なお、有機ＥＬ層の凝集構造を安定化、言い換えると、構成分子の再配列を起こさせることができれば、有機溶剤に暴露する工程以外の工程であっても、本発明の効果を得ることができる。
【００６１】
本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によると、有機ＥＬ装置の寿命を長くできるので、図１に示したような有機ＥＬ表示装置の製造に好適に適用される。有機ＥＬ表示装置の構成は特に限定されるものではなく、例えば、以下のような材料を用いることができる。
【００６２】
基板１の材料としては、例えば、石英、ソーダガラス、セラミック材料等の無機材料、ポリイミド、ポリエステル等の有機材料が挙げられる。また、基板１には、ＴＦＴなどの駆動用ドライバを配していもよい。
【００６３】
第１電極２および第２電極５の材料は、例えば、インジウム−錫酸化物（ＩＴＯ）、ＳｎＯ２や、Ａｕなどの金属の単体または合金もしくは積層構造などでもよい。具体的には、マグネシウム、リチウム、カルシウム、銀、アルミニウム、インジウム、セシウム、銅、Ｌｉ−Ａｌ合金、Ｍｇ−Ａｇ合金、Ｃａ／Ａｌ、Ｃａ／Ａｇ、Ｂａ／Ａｌ、Ｂａ／Ａｇ、Ｙｂ／Ａｌ、Ｙｂ／Ａｇ、Ｌｉ／Ａｇ、Ｌｉ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｇ、ＢａＦ２／Ｃａ／Ａｇ、ＢａＦ２／Ｃａ／Ａｌ、Ｌｉ２Ｏ／Ｃａ／Ａｌ、Ｌｉ２Ｏ／Ｃａ／Ａｇなどを挙げることができる。更に、ポリアニリン、ポリチオフェン薄膜などの有機導電性材料を用いることもできる。なお、第１電極２または第２電極５の少なくとも一方は透明性を有していることが好ましい。
【００６４】
これらの電極の形成方法は特に限定するものではなく、例えばスパッタ法やＥＢ法、ＭＯＣＶＤ法、抵抗加熱法、印刷法、インクジェット法、メッキ法などが挙げられる。また、電極のパターニングは特に限定するものではなく、公知の方法、例えばフォトグラフィー法、インクジェット法、メタルマスク法などにより行うことができる。
【００６５】
隔壁３は、必ずしも必要ではないが、上下リーク、クロストークの防止、画素間における有機材料混合防止のためのブロック膜、メタルマスクの支台として機能し、画素部の周囲または一部に存在しすることが望ましい。また、隔壁３のその大きさ、形状に限定するものではなく、撥水性、撥油性などを持たせてもよい。
【００６６】
隔壁３の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＮｘなどの無機材料やポリイミドやフォトレジストなどの有機材料など特に限定するものではなく、これらを組み合わせて用いてもよい。また、發水性、發油性を持たせるためにＣＦ４プラズマなどの処理をしても良い。
【００６７】
これら隔壁３の成膜は特に限定するものではなく、例えば、スパッタ法やＥＢ法、ＭＯＣＶＤ法、抵抗加熱法、印刷法、インクジェット法、スピンコート法などが挙げられ、パターニングにおいても特に限定するものではない。また、發水性、發油性を付与するための処理方法も特に限定するものではなく、例えば、プラズマ処理や表面改質剤による化学的な処理などが挙げられる。
【００６８】
有機ＥＬ層４は、単層構造または積層構造のいずれでもよい。また、注入材料、電荷制限材料などの無機材料を導入することもでき、特に限定するものではない。
【００６９】
高分子発光材料としては、ポリパラフィニレンビニレン（ＰＰＶ）誘動体やポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリフルオレン誘動体、ポリチオフェン誘動体が挙げられるがこれに限定するものではない。また、これらの材料を組み合わせたり、ドーパント材料（例えばクマリン誘動体やキナクリドン誘動体、公知のレーザー用色素が挙げられるがこれに限定するものではない。）などの添加剤を組み合わせても良く、特に限定するものではない。
【００７０】
低分子発光材料としては、例えば、８−ヒドロキシキノリロール誘動体やチアゾール誘動体、ベンズオキサゾール誘動体、キナクリドン誘動体、スチリルアリーレン誘動体、ペリレン誘動体、オキサゾール誘動体、オキサジアゾール誘動体、トリアゾール誘動体、トリフェニルアミン誘動体、蛍光性金属錯体が挙げられるがこれに限定するものではない。
【００７１】
正孔輸送材料としては、例えばトリフェニルアミン誘動体やＰＰＶ誘動体、ＰＶＫ、ポリアニリン、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳなどの有機材料、ｐ型半導体材料などが挙げられるがこれに限定するものではない。
【００７２】
電子輸送性材料としては、オキサジアゾール誘動体や有機金属錯体、ＰＰＶ誘動体が挙げられるがこれに限定するものではない。
【００７３】
もちろん、上述した低分子、高分子、無機材料を組み合わせて用いても良いし、単独に用いても良い。少なくとも電極に接触する表面に対して凝集構造を安定化させる工程（溶剤暴露工程）を行えば本発明の効果を得ることができる。有機ＥＬ層（積層構造を有する場合は有機ＥＬ層を構成する個々の有機層）の堆積方法は特に限定するのではなく、また、抵抗加熱蒸着法、スパッタ法、ＥＢ法などのドライプロセスやスピンコート法やインクジェット法、印刷法などのウェットプロセスなどを用いることができる。但し、本発明の製造方法は、ウェットプロセスに適用することによってその欠点である寿命を改善できるので、その効果が顕著に得られる。
【００７４】
封止部６の構成は、特に限定するものではなく、防水性、防湿性に優れた有機物、無機物を成膜したり、ガラスキャップやメタルキャップを貼り付けたりしてもよい。また、封止部６内の空間に吸湿材などを入れてもよく、吸湿材としては、例えば、酸化バリウム、酸化カルシウム、シリカゲルなどがあげられるが特に限定するものではない。
【００７５】
【発明の効果】
本発明によると、有機ＥＬ装置の寿命を長くすることができる。特に、インクジェット法を用いた製造方法に本発明を適用すると、量産性に優れ、且つ、寿命の長い有機ＥＬ表示装置を提供することがきる。
【００７６】
上記の実施形態では、有機ＥＬ表示装置を例示したが、本発明はこれに限られず、有機ＥＬ層を備える種々の装置、例えば、照明装置や液晶表示装置のバックライトなどに広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による実施形態の有機ＥＬ装置の模式的な断面図である。
【図２】本発明による実施形態の有機ＥＬ装置の製造プロセスを説明するためのフローチャートである。
【図３】本発明による実施形態の有機ＥＬ装置の製造プロセスにおける有機ＥＬ層を形成する工程を説明するためのフローチャートである。
【図４】本発明による実施形態の有機ＥＬ装置の模式的な断面図である。
【符号の説明】
１  基板
２  電極
３  隔壁
４  有機ＥＬ層
４ａ  バルク層
４ｓ  表面層
５  電極
６  封止
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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