(57)【要約】【課題】有機材料と有機溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで、有機ＥＬ素子の積層構造を構築することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に狭持された有機層を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、第１の有機材料の液状体を基材に配して第１の有機層を形成する第１の有機層形成工程と、前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる表面改質工程と、前記表面が改質された前記第１の有機層上に、第２の有機材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第２の有機層を形成する第２の有機層形成工程と、を含むものである。【選択図】        図１
2005302567.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に狭持された有機層を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、
第１の有機材料の液状体を基材に配して第１の有機層を形成する第１の有機層形成工程と、
前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる表面改質工程と、
前記表面が改質された前記第１の有機層上に、第２の有機材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第２の有機層を形成する第２の有機層形成工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記第１の有機層は、正孔注入／輸送層であり、前記第２の有機層は、発光層であ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】
前記第１の有機層は、発光層であり、前記第２の有機層は、電子輸送層であ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４】
前記表面改質工程では、熱源の表面に前記第１の有機層の表面を重ねてその表面を加熱することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項５】
前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に狭持された有機層を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、
第１の有機材料の液状体を前記第１の電極上に配して第１の有機層を形成する第１の有機層形成工程と、
前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる第１の表面改質工程と、
前記表面が改質された前記第１の有機層上に、第２の有機材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第２の有機層を形成する第２の有機層形成工程と、
前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる第２の表面改質工程と、
前記表面が改質された前記第２の有機層上に、第３の有機材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第３の有機層を形成する第３の有機層形成工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項６】
前記第１の有機層は、正孔注入／輸送層であり、前記第２の有機層は、発光層であり、前記第３の有機層は、電子輸送層であることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項７】
請求項１〜請求項６のいずれか１つに記載の有機ＥＬ素子の製造方法で製造されたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【請求項８】
請求項７に記載の有機ＥＬ素子を搭載し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】
有機ＥＬ素子の製造方法、有機ＥＬ素子、および電子機器に関し、有機ＥＬ素子を湿式法で作製する有機ＥＬ素子の製造方法、有機ＥＬ素子、および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ素子は、薄型、全固体型、面状自発光及び高速応答であるといった特徴を有する発光素子であり、フラットディスプレイパネルやバックライトへの応用が期待されることから、近年各方面で盛んに研究が行われている。以前、有機ＥＬ素子は、無機物を用いた無機ＥＬ素子に比べて素子特性が著しく劣っていたが、１９８７年にコダック社のＴａｎｇらが有機物層を積層構成にする方法を発表してから［Ｃ．Ｗ．Ｔａｎｇ  ａｎｄ  Ｓ．Ａ．Ｖａｎｓｌｙｋｅ：Ａｐｐｌ．Ｌｅｔｔ．，５１（１９８７）９１３］素子特性が向上し、急速に発展している。また、近年、有機ＥＬ素子をディスプレイパネルに用いた、商品も発売されつつある。有機ＥＬ素子は、有機材料を含む複数の薄膜を第１の電極と第２の電極で挟んだ構造を有しており、２つの電極から注入したキャリヤが有機薄膜中で再結合することにより発光する素子である。
【０００３】
湿式法で積層型の有機ＥＬ素子を製造する場合に、水溶性と脂溶性の溶液から形成される有機薄膜の溶解性の差を利用する方法がある。具体的には、例えば、正孔注入／輸送層を、陽極上にＰＥＤＯＴやＰＡＮＩなどの水溶性の溶液を塗布して形成する。ＰＥＤＯＴやＰＡＮＩ薄膜はキシレンやトルエン等の溶媒に不溶である。次に、有機ＥＬ材料をキシレンやトルエン等の溶媒に溶解させた脂溶性の溶液を塗布して発光層を形成する。水溶性の導電性高分子は、チオフェン系、アニリン系、ピロール系等と利用できる材料が限られている。
【０００４】
また、特許文献１では、発光層を有機溶媒に溶解させた溶液状態で形成し、つぎに、発光層を構成する有機物に対して溶解範囲外の溶解度パラメータを有する有機溶媒に正孔ブロック層を構成する有機物を溶解してなる溶液状態の正孔ブロック層を、正孔ブロック層に対して陽極側に位置させた溶液状態の発光層に積層する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−３１９４８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術においては、有機層と当該有機層を溶解させない溶媒を選択して使用する必要があるため、使用可能な有機材料および溶媒の組み合わせが限られてしまうという問題がある。例えば、特性が優れた有機材料であっても不溶な溶媒がないため使用できない場合があり、有機材料の選択の幅が狭くなってしまう。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、有機材料と有機溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで、有機ＥＬ素子の積層構造を構築することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決して、上記目的を達成するために、本発明は、第１の電極と、第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に狭持された有機層を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、第１の有機材料の液状体を基材に配して第１の有機層を形成する第１の有機層形成工程と、前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる表面改質工程と、前記表面が改質された前記第１の有機層上に、第２の有機材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第２の有機層を形成する第２の有機層形成工程と、を含むことを特徴とする。
【０００９】
これにより、第１の有機層の表面を、熱源により加熱して有機溶媒に対して不溶化させた後、第１の有機層上に、第２の有機層材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配することとしたので、第１の有機層は、有機溶媒に対して溶け出すことがなく、第２の有機層を好適に積層することができ、有機材料と溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで、有機ＥＬ素子の積層構造を構築することが可能となる。また、第１有機層の表面のみを加熱して改質しているので、第１の有機層の機能を劣化させることもない。
【００１０】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１の有機層は、正孔注入／輸送層であり、前記第２の有機層は、発光層であることが望ましい。これにより、正孔注入／輸送層と発光層の積層構造を、簡単な湿式の製造プロセスで構築することができる。
【００１１】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１の有機層は、発光層であり、前記第２の有機層は、電子輸送層であることが望ましい。これにより、発光層と電子輸送層の積層構造を、簡単な湿式の製造プロセスで構築することができる。
【００１２】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記表面改質工程では、熱源の表面に前記第１の有機層の表面を重ねてその表面の加熱することが望ましい。これにより、第１の有機層の表面のみを加熱して、最表面のみを改質することができ、第１の有機層の機能を劣化させることを防止することができる。
【００１３】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、前記第１の電極と、前記第２の電極と、前記第１の電極と前記第２の電極に狭持された有機層を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、第１の有機材料の液状体を前記第１の電極上に配して第１の有機層を形成する第１の有機層形成工程と、前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる第１の表面改質工程と、前記表面が改質された前記第１の有機層上に、第２の有機材料を前記第１の所定の有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第２の有機層を形成する第２の有機層形成工程と、前記第１の有機層の表面を熱源により加熱してその表面を改質し、有機溶媒に対して不溶化させる第２の表面改質工程と、前記表面が改質された前記第２の有機層上に、第３の有機材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配して、第３の有機層を形成する第３の有機層形成工程と、を含むことが望ましい。
【００１４】
これにより、第１の有機層の表面を、熱源により加熱して有機溶媒に対して不溶化させた後、第１の有機層上に、第２の有機層材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配することとしたので、第１の有機層は、有機溶媒に対して溶け出すことがなく、第２の有機層を好適に積層することができる。また、第２の有機層の表面を、熱源により加熱して有機溶媒に対して不溶化させた後、第２の有機層上に、第３の有機層材料を有機溶媒に溶解させた液状体を配することとしたので、第２の有機層は、有機溶媒に対して溶け出すことがなく、第３の有機層を好適に積層することができる。この結果、有機材料と溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで、有機ＥＬ素子の積層構造を構築することが可能となる。
【００１５】
また、本発明の好ましい態様によれば、前記第１の有機層は、正孔注入／輸送層であり、前記第２の有機層は、発光層であり、前記第３の有機層は、電子輸送層であることが望ましい。これにより、正孔注入／輸送層、発光層、および電子輸送層の積層構造を、簡単な湿式の製造プロセスで構築することができる。
【００１６】
また、本発明の好ましい態様によれば、有機ＥＬ素子は、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法で製造されたことが望ましい。これにより、有機材料と溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで製造された有機ＥＬ素子を提供することができる。
【００１７】
また、本発明の好ましい態様によれば、本発明の有機ＥＬ素子を電子機器に搭載することが望ましい。これにより、有機材料と溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで製造された有機ＥＬ素子を搭載した電子機器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。
【実施例１】
【００１９】
図１は、本発明の実施例１に係る有機ＥＬ素子１００の構成を示す要部断面図である。この有機ＥＬ素子１００は、基体１０１上に陽極（第１電極）１０２と、陰極（第２電極）１０５とを有し、これら陽極１０１と陰極１０５との間に、有機層を備えたものである。有機層は、正孔注入／輸送層１０３と、発光層１０４とが積層されて構成される。この有機ＥＬ素子１００は、発光層１０４で発光した光を基体側から出射するボトムエミッション方式となっている。
【００２０】
基板１０１は、ガラス基板等の透明基板（図示せず）上にＴＦＴ素子からなる駆動素子（図示せず）や各種配線（図示せず）等を形成して構成されたもので、これら駆動素子や各種配線の上に絶縁層や平坦化膜を介して陽極１０２を形成したものである。
【００２１】
陽極１０２は、基板１０１上にパターニングされて形成され、かつ、ＴＦＴ素子からなる駆動素子や前記各種配線等と接続されたもので、本実施例では、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）によって形成されている。
【００２２】
正孔注入／輸送層１０３は、陽極１０２が形成された基板１０１の全面に形成されている。正孔注入／輸送層１０３は、陽極１０２から注入した正孔を発光層１０４に輸送する。正孔注入／輸送層１０３の形成材料としては、アリールアミン誘導体、フタロシアニン誘導体、ポリアニリン誘導体＋有機酸、ポリチオフェン誘導体＋ポリマー酸等を使用することができる。
【００２３】
発光層１０４は、正孔注入／輸送層１０３上に形成されており、陰極１０５から注入される電子と、正孔注入／輸送層１０３から注入される正孔が結合して所定帯域の波長の光を発光する。この発光層１０４の材料としては具体的には、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、プリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などの高分子有機材料が好適に用いられる。
【００２４】
また、これらの高分子有機材料に、ペニレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子有機材料や、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，キナクリドン等の低分子有機材料をドープして用いることもできる。
【００２５】
陰極１０５は、発光層１０４上にＬｉＦ層と、Ｃａ層と、およびＡｌ層とが積層されて形成されたものである。この陰極１０５上には、不図示の封止層が形成される。
【００２６】
上記構成の有機ＥＬ素子１００の製造方法を図２を参照して説明する。図２は、有機ＥＬ素子１００の製造工程を説明するための説明図である。
【００２７】
［基板処理工程］
従来と同様にして、ガラスからなる基板１０１上にＴＦＴ素子や各種配線等を形成し、さらに、層間絶縁層や平坦化膜を形成した後、蒸着法等によってＩＴＯを成膜し、さらにパターニングすることによって陽極１０２を形成する。これにより、図２−１に示すように、基板１０１上に陽極１０１が形成される。この後、陽極１０２が形成された基板を洗浄後、大気圧において酸素プラズマ処理を行い、基板表面を親水性に改質する。これにより、陽極１０２の仕事関数を上げることができる。
【００２８】
［正孔注入／輸送層形成工程］
つぎに、陽極１０２が形成された基板１０１の全面に、正孔注入／輸送層材料を溶媒または分散媒に溶解または分散させた液状体をスピンコーティング法により、所定の膜厚に成膜して、図２−２に示すように、正孔注入／輸送層１０３を形成する。この後、正孔注入／輸送層１０３の表面の改質処理を行う。まず、ホール注入・輸送層１０３を成膜した基板１０１を反転させて、図２−３に示すように、加熱されたホットプレート１２０の表面に、正孔注入／輸送層１０３の表面を重ねて載置して焼成処理を行う。この焼成処理により、図２−４に示すように、正孔注入／輸送層１０３の表面１０３ａは改質されて、正孔注入／輸送層１０３を所定の溶媒に対して不溶化することができる。
【００２９】
［発光層形成工程］
つぎに、表面改質された正孔注入／輸送層１０３上に、発光層材料を溶媒に溶解させた液状体をスピンコーティング法により所定の膜厚により形成した後、焼成処理を行って溶媒を蒸発させて、図２−５に示すように、発光層１０４を形成する。
【００３０】
［陰極形成工程］
つぎに、発光層１０４上に真空蒸着法で、ＬｉＦ、Ｃａ、Ａｌを順次積層させて、図２０６に示すように、ＬｉＦ層、Ｃａ層、Ａｌ層からなる陰極１０５を形成する。
【００３１】
（実験例１）
［基板処理工程］
ガラスからなる基板１０１上にＴＦＴ素子や各種配線等を形成し、さらに、層間絶縁層や平坦化膜を形成した後、蒸着法等によってＩＴＯを成膜し、さらにパターニングすることによって陽極１０２を形成した。この後、陽極１０２が形成された基板を洗浄後、大気圧において酸素プラズマ処理を行い、基板表面を親水性に改質した。
【００３２】
［正孔注入／輸送層形成工程］
つぎに、陽極１０２が形成された基板１０１に、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料をクロロホルムに１．５ｗｔ％の濃度で溶解させた液状体をスピンコーティングして、５０ｎｍの薄膜を形成した。この後、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料を形成した基板１０１を反転させて、約２００℃に加熱されたホットプレート１２０の表面に、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料の表面を重ねて載置し、窒素雰囲気（水分濃度＜１ｐｐｍ、酸素濃度＜１ｐｐｍ）下で、所定時間、焼成処理を行って正孔注入／輸送層１０３を形成した。この焼成処理により、ホットプレート１２０と接する、正孔注入／輸送層１０３の表面が改質されて、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、ＴＨＦ等の有機溶媒に対して不溶な層を数ｎｍ程度形成することができた。［化１］に示す正孔注入／輸送層材料の替わりに、［化２］で示す正孔注入／輸送層材料を使用した場合も同様の効果が得られることを確認した。
【００３３】
【化１】
2005302567.tif 000003
【００３４】
【化２】
2005302567.tif 000004
【００３５】
[発光層形成]
［化３］に示す発光層材料を１．５ｗｔ％のクロロホルムに溶解させた液状体を、スピンコーティングにより、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料で形成された正孔注入／輸送層１０３の表面に約８０ｎｍの膜厚で成膜した。この際、正孔注入／輸送層１０３は相溶することがなかった。この後、窒素雰囲気下において、１３０℃で３０分焼成処理を行い、正孔注入／輸送層１０３上に発光層１０４を成膜した。［化３］に示す発光層材料の替わりに、［化４］に示す発光層材料を使用した場合にも同様の効果が得られることを確認した。
【００３６】
【化３】
2005302567.tif 000005
【００３７】
【化４】
2005302567.tif 000006
【００３８】
［陰極形成］
発光層１０４上に、真空蒸着装置の真空度を１０−７〜１０−８Ｔｏｒｒとして、ＬｉＦを４ｎｍ、Ｃａを１０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍと順に積層して、陰極１０３を形成した。この結果、高い発光輝度の有機ＥＬ素子を得ることができた。
【００３９】
（実験例２）
［基板処理］
ガラスからなる基板１０１上にＴＦＴ素子や各種配線等を形成し、さらに、層間絶縁層や平坦化膜を形成した後、蒸着法等によってＩＴＯを成膜し、さらにパターニングすることによって陽極１０２を形成する。この後、陽極１０２が形成された基板を洗浄後、大気圧において酸素プラズマ処理を行い、基板表面を親水性に改質する。
【００４０】
［正孔注入／輸送層形成］
基板１０１に、ホール注入／輸送層１０３としてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳをスピンコーティングにより、膜厚５０〜６０ｎｍ程度に成膜して正孔注入／輸送層１０３を形成した。この後、正孔注入／輸送層１０３が成膜された基板１０１を反転させて、約１５０℃加熱されたホットプレート１２０の表面に、正孔注入／輸送層１０３の表面を重ねて載置し、大気中で３０分間、焼成処理を行って正孔注入／輸送層１０３を成膜した。この焼成処理により、正孔注入／輸送層１０３の表面が改質されて、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、ＴＨＦ等の有機溶媒に対して不溶化することができた。
【００４１】
[発光層形成]
上記［化３］に示す発光層材料をトルエンに溶解させた液状体を、スピンコーティングにより、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで形成した正孔注入／輸送層１０３の表面に６０〜８０ｎｍの膜厚で成膜した。この際、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳで形成された正孔注入／輸送層１０３は溶解することがなかった。この後、窒素雰囲気下において、１３０℃で３０分焼成処理を行い、正孔注入／輸送層１０３上に発光層１０４を成膜した。
【００４２】
［陰極形成］
真空蒸着装置の真空度を１０−７〜１０−８Ｔｏｒｒとして、ＬｉＦを４ｎｍ、Ｃａを１０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍと順に積層して、陰極１０３を形成した。この結果、高い発光輝度の有機ＥＬ素子を得ることができた。
【００４３】
以上説明したように、実施例１によれば、基板１０１上に形成した正孔注入／輸送層１０３の表面をホットプレート１２０の表面に重ねて載置し、所定時間加熱して、正孔注入／輸送層１０３の表面を改質して溶媒に対して不溶化させた後、正孔注入／輸送層１０３上に、溶媒に発光層形成材料を溶解させた液状体を塗布することとしたので、正孔注入／輸送層１０３は、溶媒に対して溶け出すことがなく、発光層１０５を好適に積層することができ、有機材料と有機溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで、有機ＥＬ素子の積層構造を構築することが可能となる。付言すると、湿式法で作製する有機ＥＬ素子として、正孔注入／輸送層材料として使用できる材料は、ＰＥＤＯＴやポリチオフェン、ポリアニリン等の水溶性材料に限られていたが、本実施例によれば、有機溶媒に可溶な有機材料を使用することが可能となり、材料選択の幅を広げることができる。
【００４４】
また、正孔注入／輸送層の表面を改質する場合に、塗布液中に他の材料を添加していないで、簡単な製造プロセスで正孔注入／輸送層の表面を改質することができる。また、正孔注入／輸送層１０３の最表面のみを加熱して改質しているので、正孔注入／輸送層の正孔注入／輸送機能や電子ブロック機能等の機能を劣化させることを防止することができる。
【実施例２】
【００４５】
図３は、本発明の実施の形態に係る有機ＥＬ素子２００の構成を示す要部断面図である。図３において、図１と同等機能を有する部位には同一符号を付しており、共通する部分の説明は省略する。
【００４６】
実施の形態２の有機ＥＬ素子２００は、発光層１０４の上に、電子輸送層２０１を積層した構成である。電子輸送層２０１は、陰極１０５から注入される電子を発光層１０４まで輸送し、また、陽極１０２側から移動してきた正孔・励起子をブロックする機能を有する。この電子輸送層２０１の材料としては、アルミ錯体、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フェナントロリン誘導体等の有機材料を使用することができる。
【００４７】
上記構成の有機ＥＬ素子２００の製造方法を図４を参照して説明する。図４は、有機ＥＬ素子２００の製造工程を説明するための説明図である。
【００４８】
［基板処理工程］
ガラスからなる基板１０１上にＴＦＴ素子や各種配線等を形成し、さらに、層間絶縁層や平坦化膜を形成した後、蒸着法等によってＩＴＯを成膜し、さらにパターニングすることによって陽極１０２を形成する。これにより、図４−１に示すように、基板１０１上に陽極１０１が形成される。この後、陽極１０２が形成された基板を洗浄後、大気圧において酸素プラズマ処理を行い、基板表面を親水性に改質する。これにより、陽極１０２の仕事関数を上げることができる。
【００４９】
［正孔注入／輸送層形成工程］
つぎに、陽極１０２が形成された基板１０１の全面に、正孔注入／輸送層材料を溶媒または分散媒に溶解または分散させた液状体をスピンコーティング法により、所定の膜厚に成膜して、図４−２に示すように、正孔注入／輸送層１０３を形成する。この後、正孔注入／輸送層１０３の表面の改質処理を行う。まず、ホール注入・輸送層１０３を成膜した基板１０１を反転させて、図４−３に示すように、加熱されたホットプレート１２０の表面に、正孔注入／輸送層１０３の表面を重ねて載置して焼成処理を行う。この焼成処理により、図４−４に示すように、正孔注入／輸送層１０３の表面１０３ａは改質されて、正孔注入／輸送層１０３を所定の溶媒に対して不溶化することができる。
【００５０】
［発光層形成工程］
つぎに、表面改質された正孔注入／輸送層１０３上に、発光層材料を溶媒に溶解させた液状体をスピンコーティング法により所定の膜厚により形成した後、溶媒を蒸発させて、図４−５に示すように、発光層１０４を形成する。この後、発光層１０４の表面の改質処理を行う。まず、発光層１０４を形成した基板１０１を反転させて、図４−６に示すように、加熱されたホットプレート１２０の表面に、発光層１０４の表面を重ねて載置して焼成処理を行う。この焼成処理により、図４−７に示すように、発光層１０４の表面１０４ａは改質されて、発光層を有機溶媒に対して不溶化することができる。
【００５１】
［電子輸送層形成工程］
表面改質された発光層１０４上に、電子輸送層形成材料を溶媒に溶解させた液状体１０３ａをスピンコーティングして所定の膜厚に成膜した後、焼成処理を行って、図４−８に示すように、電子輸送層２０１を形成する。
【００５２】
［陰極形成工程］
つぎに、電子輸送層２０１上に真空蒸着法で、ＬｉＦ、Ｃａ、Ａｌを順次積層させて、図４−９に示すように、ＬｉＦ層、Ｃａ層、Ａｌ層からなる陰極１０５を形成する。
【００５３】
（実験例）
［基板処理工程］
ガラスからなる基板１０１上にＴＦＴ素子や各種配線等を形成し、さらに、層間絶縁層や平坦化膜を形成した後、蒸着法等によってＩＴＯを成膜し、さらにパターニングすることによって陽極１０２を形成する。この後、陽極１０２が形成された基板を洗浄後、大気圧において酸素プラズマ処理を行い、基板表面を親水性に改質する。
【００５４】
［正孔注入／輸送層形成工程］
つぎに、陰極１０２が形成された基板に、上記［化１］に示す正孔注入／輸送層材料をクロロホルムに１．５ｗｔ％の濃度で溶解させた液状体をスピンコーティングして、５０ｎｍの薄膜を形成した。この後、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料が形成された基板１０１を反転させて、約２００℃に加熱されたホットプレート１２０の表面に、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料の表面を重ねて載置し、窒素雰囲気（水分濃度＜１ｐｐｍ、酸素濃度＜１ｐｐｍ）下で、所定時間、焼成処理を行って正孔注入／輸送層１０３を形成した。この焼成処理により、ホットプレート１２０と接する、正孔注入／輸送層１０３の表面が改質されて、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、ＴＨＦ等の有機溶媒に対して不溶化することができた。
【００５５】
[発光層形成]
［化３］に示す発光層材料を１．５ｗｔ％のクロロホルムに溶解させた液状体を、スピンコーティングにより、［化１］に示す正孔注入／輸送層材料で形成された正孔注入／輸送層１０３の表面に約８０ｎｍの膜厚で成膜して発光層１０４を形成した。この際、正孔注入／輸送層１０３は相溶することがなかった。この後、発光層１０４が形成された基板１０１を反転させて、約２００℃に加熱されたホットプレート１２０の表面に、発光層１０４の表面を重ねて載置し、窒素雰囲気（水分濃度＜１ｐｐｍ、酸素濃度＜１ｐｐｍ）下で、１時間、焼成処理を行った。この焼成処理により、ホットプレートと接する、発光層１０４の表面１０４ａが改質されて、トルエン、キシレン、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、ＴＨＦ等の有機溶媒に対して不溶な層を数ｎｍ程度形成することができた。
【００５６】
［電子輸送層形成工程］
［化５］に示す電子輸送材料をトルエンに溶解させた液状体を、発光層１０４上に成膜した。この際、［化３］に示す発光層材料で形成された発光層１０４は相溶することがなかった。この後、窒素雰囲気下において、１３０℃で３０分焼成処理を行い、発光層１０３上に電子輸送層１０４を成膜した。
【００５７】
【化５】
2005302567.tif 000007
【００５８】
［陰極形成］
真空蒸着装置の真空到達度を１０−７〜１０−８Ｔｏｒｒとして、ＬｉＦを４ｎｍ、Ｃａを１０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍと順に積層して、陰極１０３を形成した。この結果、高い発光輝度の有機ＥＬ素子を得ることができた。
【００５９】
以上説明したように、実施例２によれば、基板１０１上に形成された発光層１０４の表面をホットプレート１２０の表面に重ねて載置し、所定時間加熱して、発光層１０４の表面を改質して有機溶媒に対して不溶化させた後、発光層１０４上に、有機溶媒に電子輸送層形成材料を溶解させた液状体を塗布することとしたので、発光層１０４は、有機溶媒に対して溶け出すことがなく、電子輸送層２０１を好適に積層することができ、有機材料と有機溶媒の溶解性を考慮することなく、簡単な湿式の製造プロセスで、正孔注入／輸送層・発光層・電子輸送層からなる有機ＥＬ素子の積層構造を構築することが可能となる。
【００６０】
（実施例の変形例）
図５は、有機層の表面改質を行う加熱機構の他の構成例を示す図である。上記実施例では、有機層の表面改質を行う場合に、有機層が形成された基板を反転させて、加熱されたホットプレート１２０の表面に、有機層の表面を重ねる構成であるが、有機層の表面の加熱方法はこれに限られるものではなない。例えば、図５−１に示すように、不図示の昇降機構で基板加熱装置１３０を下降させて有機層の表面を加熱することにしても良い。また、図５−２に示すように、高温に管理された加熱チャンバー１４０内に有機層が形成された基板を置き、高温雰囲気に曝すことで有機層の表面を加熱することにしても良い。また、図５−３に示すように、基板冷却装置１５０の上に、基板１０１の背面側を載置し、有機層の表面には、基板加熱装置１３０を当接させて、有機層にかかる熱に勾配を設けて、有機層の最表面のみが改質されるようにしても良い。
【００６１】
なお、上記実施例１および実施例２では、ボトムエミッション方式の有機ＥＬ素子について説明したが、トップエミッション方式にしても良い。また、本発明は上記実施例１および実施例２に限定されるものではなく、これらの実施例を組み合わせて実施することが可能である。
【００６２】
（電子機器への適用例）
つぎに、本発明に係る有機ＥＬ素子を適用可能な電子機器の具体例について図６を参照して説明する。図６−１は、本発明に係る有機ＥＬ素子を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）３００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ３００は、キーボード３０１を備えた本体部３０２と、本発明に係る有機ＥＬ素子を適用した表示部３０３とを備えている。図６−２は、本発明に係る有機ＥＬ素子を携帯電話機４００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４００は、複数の操作ボタン４０１のほか、受話口４０２、送話口４０３とともに、本発明に係る有機ＥＬ素子を適用した表示部４０４を備えている。
【００６３】
本発明に係る有機ＥＬ素子は、上述した携帯電話機やノートパソコン以外にも、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）と呼ばれる携帯型情報機器、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、テレビ、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、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明の有機ＥＬ素子は、有機ＥＬ表示装置、エレクトロミック調光ガラス、電子ペーパー、照明装置、およびプリンタヘッド等に広く利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ  Ｄｉｇｉｔａｌ  Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、テレビ、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、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】実施例１に係る有機ＥＬ素子の構成を示す要部断面図。
【図２−１】実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図２−２】実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図２−３】実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図２−４】実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図２−５】実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図２−６】実施例１に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図３】実施例２に係る有機ＥＬ素子の構成を示す要部断面図。
【図４−１】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−２】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−３】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−４】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−５】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−６】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−７】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−８】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図４−９】実施例２に係る有機ＥＬ素子の製造工程を説明するための説明図。
【図５−１】有機層の表面改質を行う加熱機構の他の構成例を示す図。
【図５−２】有機層の表面改質を行う加熱機構の他の構成例を示す図。
【図５−３】有機層の表面改質を行う加熱機構の他の構成例を示す図。
【図６−１】実施例に係る有機ＥＬ素子を備えたパソコンの斜視図。
【図６−２】実施例に係る有機ＥＬ素子を備えた携帯電話機の斜視図。
【符号の説明】
【００６６】
１００  有機ＥＬ素子、１０１  基板、１０２  陽極（第１電極）、１０３  陰極（第２電極）、１０３  正孔注入／輸送層、１０４  有機層、１０５  陰極、１２０  ホットプレート、１３０  基板加熱装置、１４０  加熱チャンバー、１５０  基板冷却装置、２００  有機ＥＬ素子、２０１  電子輸送層、３００  パーソナルコンピュータ、３０１  キーボード、３０２  本体部、３０３  表示部、４００  携帯電話機、４０１  操作ボタン、４０２  受話口、４０３  送話口、４０４  表示部
【図１】
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【図２−１】
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【図２−２】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図３】
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【図４−１】
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【図４−２】
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【図４−３】
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【図４−４】
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【図４−５】
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【図４−６】
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【図４−７】
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【図４−８】
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【図４−９】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図６−１】
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【図６−２】
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