JP2007287537A - エレクトロルミネッセント素子の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】フォトリソグラフィー法によるＥＬ素子の製造方法において、ＥＬ素子の発光効率を向上できる方法を提供する。
【解決手段】少なくとも電極層が形成された基板上に、エレクトロルミネッセント層を形成する工程、前記エレクトロルミネッセント層上に、フォトレジスト層を被覆する工程、前記フォトレジスト層を、フォトマスクを介して露光し、現像することによりフォトレジスト層をパターニングする工程、前記パターニングによりフォトレジスト層が被覆されていない部分のエレクトロルミネッセント層を除去して、前記エレクトロルミネッセント層をパターニングする工程、前記フォトレジスト層が被覆されている部分のフォトレジストを除去する工程、および前記フォトレジストが除去されたエレクトロルミネッセント層部分の表面を、洗浄する工程、
を含んでなる。
【選択図】図１

Description

発明の分野

本発明は、エレクトロルミネッセント素子の製造方法に関し、より詳細には、フォトリソグラフィー法によっても高発光効率のエレクトロルミネッセント素子が得られるエレクトロルミネッセント素子の製造方法に関する。

エレクトロルミネッセント（以下、ＥＬと略す）素子は、対向する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物質を励起し、蛍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薄膜ＥＬディスプレイは、印加電圧が１０Ｖ弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能で、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。

このような有機ＥＬ素子は、一般的に、有機ＥＬ層を介して第１電極層と第２電極層とが積層された基本構造を有し、通常、第１電極層や有機ＥＬ層にパターニングを施すことにより、異なる発光色を有する素子を形成する。

これらＥＬ素子のパターニング方法としては、発光材料をシャドウマスクを介して蒸着する方法、インクジェット記録方式を用いた塗り分け方法、紫外線照射により特定の発光色素を破壊する方法、スクリーン印刷による方法、等種々のものが提案されている。しかしながら、上記のような方法では、発光効率や光の取り出し効率が高く、かつ簡便な製造工程により高精細なパターニングを実現するＥＬ素子を実現することができなかった。

このような問題に対して、発光層をフォトリソグラフィー法によりパターニングしてＥＬ素子を製造する方法が提案されている（例えば、特開２００２−１７０６７３号公報：特許文献１）。この方法によれば、従来の蒸着による発光層のパターニングに比較して、高精度のアライメント機能を備えた真空設備等が不要なことから、ＥＬ素子を比較的容易かつ安価に製造することができる。また、インクジェット記録方法を使用した場合と比較しても、パターニングする際の補助構造物の形成や基板の前処理等を行う必要がないため、製造工程が簡易であるとともに、インクジェット記録ヘッドの吐出精度よりもフォトリソグラフィー法によるパターニングの方が高精度である、と言った利点がある。

このようなフォトリソグラフィー法を用いたＥＬ素子の製造方法としては、一般的に以下のような工程から構成されている。すなわち、基板上に発光層形成材料を塗布して発光層を形成し、その発光層上に、フォトレジスト層を被覆する。そして、フォトレジスト層に、発光層が所望のパターニングとなるように、フォトマスクを介して露光する。次いで、フォトレジスト現像液により現像し、洗浄を行うことにより、露光部のフォトレジスト層を除去する。このようにして、フォトレジスト層が除去されて発光層が剥きだしとなった部分をエッチング等により除去することにより、発光層に所望のパターニングを行う。そして、これらの工程を繰り返して各色に対応した発光層をパターニングし、最後に、発光層上に設けられた残存するフォトレジスト層を剥離液により剥離することにより、フォトレジスト層を除去し、各色（例えば、レッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢ）に対応した発光層のパターニングを行う。次いで、これら各色の発光層上に第２電極を形成する工程を経て、ＥＬ素子が作製される。

しかしながら、上記のようなフォトリソグラフィー法によって発光層をパターニングしたＥＬ素子は発光特性が不十分な場合があり、更なる発光効率の高いＥＬ素子が希求されている。
特開２００２−１７０６７３号公報

本発明者らは、今般、フォトレジスト層の剥離工程において発光層側に若干の残渣が生じること、そして、剥離により発光層の表面状態が荒れることが、ＥＬ素子の発光効率に悪影響を及ぼしていることを見出し、フォトレジスト層を除去した後に発光層の表層部分を除去することにより、ＥＬ素子の発光効率が向上する、との知見を得た。本発明はかかる知見によるものである。

従って、本発明の目的は、フォトリソグラフィー法によるＥＬ素子の製造方法において、ＥＬ素子の発光効率を向上できる方法を提供することにある。

本発明によるＥＬ素子の製造方法は、パターニングされたエレクトロルミネッセント層を有するエレクトロルミネッセント素子を製造する方法であって、
少なくとも電極層が形成された基板上に、エレクトロルミネッセント層を形成する工程、
前記エレクトロルミネッセント層上に、フォトレジスト層を被覆する工程、
前記フォトレジスト層を、フォトマスクを介して露光し、現像することによりフォトレジスト層をパターニングする工程、
前記パターニングによりフォトレジスト層が被覆されていない部分のエレクトロルミネッセント層を除去して、前記エレクトロルミネッセント層をパターニングする工程、
前記フォトレジスト層が被覆されている部分のフォトレジストを除去する工程、および
前記フォトレジストが除去されたエレクトロルミネッセント層部分の表面を、洗浄する工程、
を含んでなることを特徴とするものである。

そして、本発明の製造方法によれば、フォトレジスト層の剥離後も発光層に残渣を生じることなく、また発光層表面も平滑となるため、発光効率の高いＥＬ素子を製造することができる。

エレクトロルミネッセント素子の製造方法
以下、本発明による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１は、フォトリソグラフィー法によるＥＬ素子の製造方法の概略を示したものである。ここで、フォトリソグラフィー法とは、光照射により膜の光照射部の溶解性が変化することを利用して光照射パターンに応じた任意のパターンを形成する方法を意味する。

まず、各ＥＬ層の位置に対応した位置に第１電極層２を設けた基板１を準備し（図１の(1)）、その基板１上にＥＬ層形成材料を塗布してＥＬ層３を形成する（図１の(2)）。ＥＬ層形成材料は、以下に説明する発光材料を含むものであり、適当な溶剤にこれら発光材料を溶解または分散させた塗工液を、塗布法により塗工し乾燥させることにより、ＥＬ層を形成する。塗布法としては、特に制限されるものではなく、従来のスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコーティング法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等が好適に使用できる。また、ＥＬ層を基材上の全面に形成する他の方法として、真空蒸着装置を用いて発光材料を基板上に蒸着させる蒸着法を用いてもよい。

次に、形成されたＥＬ層３上にフォトレジスト形成用塗工液を塗布し、乾燥させてフォトレジスト層４を形成する（図１の(3)）。この乾燥工程は、減圧下で行われるのが好ましく、室温で減圧乾燥することが撚り好ましい。

本発明において用いることができるフォトレジストは、ポジ型であってもネガ型であっても特に限定されるものではないが、発光層などのＥＬ層形成に用いる溶媒に不溶であるものが好ましい。具体的に用いることができるフォトレジストとしては、ノボラック樹脂系、ゴム＋ビスアジド系等を挙げることができる。なお、成膜してフォトレジスト層を形成する際に、発光層等のＥＬ層とフォトレジスト形成材料とが混合または溶解することを防ぎ、発光層本来の発光特性を保つために、フォトレジスト溶媒は、ＥＬ層を構成する発光材料を溶解しないものを用いることが好ましい。具体的には、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、乳酸エチル、酢酸ブチル、その他セロソルブ系溶剤を使用することができるが、発光層を浸食しない溶剤であればこれらに限定されるものではない。

続いて、ＥＬ層３を被覆したフォトレジスト層４上から、フォトマスク５を介して露光し（図１の(４）)、現像することにより、所望形状のパターニング４’を行う（図１の(5)）。露光は、フォトレジスト形成材料にもよるが、一般的には紫外線照射により行われる。また、現像においては、発光層等のＥＬ層を溶解しないような現像液を用いることが好ましく、具体的には、一般的に使用されている有機アルカリ系現像液を使用できるが、これに限定されるもものではなく、現像液として他にも、無機アルカリ、またはフォトレジスト層の現像が可能な水溶液を使用することができる。フォトレジスト層の現像を行った後はパターニング表面を水で洗浄するのが好ましい。

次いで、パターニングによりフォトレジスト層が被覆されていない部分のＥＬ層３’（ＥＬ層が剥きだしとなった部分）を除去することにより、ＥＬ層のパターニングを行う（図１の(6)）。このＥＬ層３’の除去はエッチング法を用いて行うことができる。エッチング法としては、溶剤等を用いる湿式法と、乾式法とがあるが、本発明においては、異方性を特徴とする乾式法（いわゆる、ドライエッチング法）を用いることが好ましい。

ドライエッチング法としては、反応性イオンエッチング法が好ましい。反応性イオンエッチング法を用いることにより、発光材料（ＥＬ層形成材料）が化学的に反応を受け、分子量の小さい化合物に分解されることにより、気化、蒸発して基板上から除去することができ、エッチング精度が高く、かつ短時間でパターニングを行うことができる。

ドライエッチングに際しては、酸素単体または酸素含有ガスを用いることが好ましい。酸素単体または酸素含有ガスを用いることにより、ＥＬ層を形成する発光材料が酸化反応により分解することができ、基板上の不要な発光材料を除去することができるとともに、高いエッチング精度で短時間に加工できる。また、酸素単体または酸素含有ガスを用いることにより、下記に説明する酸化物透明導電材料からなる電極層をエッチングしてしまうことがないため、電極特性が損なわれず、従って、電極表面の洗浄等しなくても浄化できる点で有利である。

また、ドライエッチングは、大気圧プラズマを用いることが好ましい。大気圧プラズマを用いることにより、通常真空装置が必要であるドライエッチングを大気圧下で行うことができるため、処理時間や製造コストを低減できる利点を有する。大気圧プラズマ法は、プラズマ化した大気中の酸素によって発光材料が酸素分解することにより行われるものである。この場合、ガスの置換および循環によって反応雰囲気のガス組成を任意に調整することができる。

次いで、ＥＬ層３上に残存したフォトレジスト層部分４’を除去する（図１の(7)）。このフォトレジスト層を剥離液により剥離することにより行う。具体的には、フォトレジスト剥離液に基板を浸漬させる方法、フォトレジスト剥離液をシャワー状に基板に噴出する方法等によりフォトレジスト層を剥離することができる。剥離液としては、有機ＥＬ層の発光層を溶解せずに、フォトレジスト層を溶解することができるものであれば特に限定されるものはなく、フォトレジストの溶媒をそのまま使用することも可能である。また、ポジ型レジストを用いた場合は紫外線露光を行った後でフォトレジスト現像液として列挙した液を用いて剥離することも可能である。

このようにして得られたパターニングされたＥＬ層３には、フォトレジストを除去する際に若干の残渣４’’が生じる場合がある。また、フォトレジスト中のイオンや低分子量の化合物が時間を経てＥＬ層内部に拡散してしまう場合がある。このような残渣４’’や化合物は、ＥＬ層の発光特性に悪影響を及ぼす場合がある。本発明においては、フォトレジストが除去されたエレクトロルミネッセント層の表層部分をさらに除去する工程を含んでなる（図１の(8)）。このように、ＥＬ層３の最表層部分を除去することにより、ＥＬ層の表面部分に存在する残渣や化合物を除去し、ＥＬ素子の発光効率を向上させることができる。

また、フォトレジスト層を除去した後のＥＬ層表面は、平滑性が失われている場合が多く、このような荒れた表面上に電子注入層や第２電極層等を形成すると、発光効率が低下する場合がある。本発明においては、フォトレジストが除去されたエレクトロルミネッセント層の表層部分を除去することにより、残渣や化合物を除去するとともに、ＥＬ層表面を平滑にすることができるため、発光効率をさらに向上させることができる。なお、明細書中、「表層部分」とは、ＥＬ層の最表面部分だけでなく、ある程度のＥＬ層内部も含めた意味である。フォトレジストによって、ＥＬ層の最表面だけでなく、内部にまで残渣等が拡散している場合もあるからである。

本発明においては、ＥＬ層の表層部分の除去を、ＥＬ層の最表面から５〜３００ｎｍの深さ程度まで行うことが好ましく、より好ましくは１０〜１００ｎｍである。除去する深さ（厚み）が５ｎｍ未満では、ＥＬ層の内部に存在する残渣等を完全に除去することができず、また、平滑性の観点からも不十分となる。一方、３００ｎｍを超えると、除去する部分が多くなり、経済的にも好ましくない。

なお、ＥＬ層３は、除去する膜厚を考慮して、予め形成しておくことは無論である。

本発明においては、ＥＬ層の除去工程は、ＥＬ層を構成する材料にのみを溶解するような溶剤によって、ＥＬ層の表層を溶解させて除去するか、または、物理的に削り取ることによって行うことができる。

本発明においては、エレクトロルミネッセント層は、バッファー層と発光層とから構成されていることが好ましく、この場合、バッファー層上に発光層が形成される。ＥＬ層の表層（すなわち、発光層の表層）部分を溶剤によって除去する場合、溶剤の、発光層に対する溶解度が、２５°、１気圧において、０．０００１以上であることが好ましい。このような溶解度をもつ溶剤によって、発光層の表層を洗浄することにより、ＥＬ層の内部に存在する残渣等を完全に除去することができる。また、溶剤によって、表層部分を溶解するため、発光層の表層の平滑度が向上する。なお、本明細書中で「溶解度」とは、溶剤１ｇに溶解するＥＬ層（発光層）の重量（ｇ）を意味する。

このような溶剤としては、発光層を構成する材料の種類にもよるが、例えば、後記するような発光層形成材料を使用する場合、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系溶剤、ＰＧＭＥＡ、ｎ−ブチルセロソルブ、ブチルセルソブルアセテート等のセロソルブ系溶剤、キシレン、トルエン、ベンゼン、アニソール、テトラリン、メシチレン等の芳香族系溶剤、テトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド等の溶剤、およびこれらの混合溶媒、もしくはこれらの溶剤と貧溶剤との混合溶剤を好適に使用できる。

また、本発明においては、ＥＬ層の表層部分の除去を、プラズマ処理によりＥＬ層表面をエッチングすることにより行ってもよい。この場合、プラズマ処理は上記したように、酸素単体または酸素含有ガスを用いたプラズマ処理や、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスを用いた処理であってもよい。これらのなかでも、Ｈｅ、Ａｒ等の不活性ガスを使用することが好ましく、このような不活性ガスを使用することにより、発光層の表面で反応が起きない。また、生産性の観点から、大気圧プラズマにより行われることがより好ましい。

エレクトロルミネッセント素子
上記のようにして得られるＥＬ素子について、その各層の構造について、以下説明する。

（１） 基板
本発明のＥＬ素子に使用される基板としは、通常のＥＬ素子に使用される基板を用いることができる。例えば、ボトムエミッション型のＥＬ素子においては、透明性が高い基材が用いられる。透明性の高い材料であれば特に限定されるものではなく、ガラス等の無機材料や、透明樹脂等を用いることができる。また、トップエミッション型のＥＬ素子においては、特に基材が透明である必要はないため、上記したガラス基材や透明樹脂等に加えて、ステンレス等の金属板等も好適に使用できる。また、基材は、後記するような各層を支持できるものであれば特に限定されるものでなく、例えば、透明基材中に顔料等を添加したものや、不純物等の混入により透明性が低い基材等も使用できる。

透明樹脂としては、フィルム状に成形が可能であれば特に限定されるものではないが、透明性が高く、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料が好ましい。具体的には、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリフッ化ビニル（ＰＦＶ）、ポリアクリレート（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、非晶質ポリオレフィン、またはフッ素系樹脂等が挙げられる。

基板の厚みは、通常約０．１〜２．０ｍｍ程度である。

（２）電極層
本発明においては、基板上に設けたＥＬ層を狭持するように第１電極と第２電極とを形成する。これら一対の電極層は、陽極と陰極とからなり、陽極と陰極の少なくともいずれか一方が透明または半透明である必要がある。また、陽極として正孔が注入されやすいように仕事関数の大きい導電性材料からなることが好ましい。一方、陰極としては、電子が注入しやすいように仕事関数の小さな導電性材料であることが好ましい。また、複数の材料を混合させてもよい。いずれの電極層も、抵抗はできるだけ小さいものが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。

好ましい陽極材料としては、例えば、酸化インジウムや金等が挙げられる。また、好ましい陰極材料としては、例えば、マグネシウム合金（Ｍｇ−Ａｇ等）、アルミニウム合金（Ａｌ−Ｌｉ、Ａｌ―Ｃａ、Ａｌ―Ｍｇ等）、金属カルシウム、および仕事関数の小さい金属等が挙げられる。

また、透明電極として使用できる材料は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、酸化錫、酸化亜鉛等が挙げられる。ＩＴＯ電極はその透明性を向上させ、あるいは抵抗率を低下させる目的で、スパッタ、エレクトロンビーム蒸着、イオンプレーティング等の方法により、基板上に形成される。

（３）発光層
ＥＬ層を構成する発光層としては、主として蛍光または燐光を発光する有機化合物と、これを補助するドーパントから、通常構成される。このような有機化合物としては低分子化合物のものであっても高分子化合物のものであってもよい。発光層に好適に使用される有機化合物よしては、色素系材料、金属錯体系材料、高分子系材料等が挙げられる。

色素系材料としては、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。

金属錯体系材料としては、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、ユーロピウム錯体等、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。

高分子系の材料としては、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、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等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体、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。

上記した発光材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。これらのなかでも、高分子系材料であるポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体が好ましい。

また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。これらの中でも高分子系材料であるポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体が好ましい。

赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、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、ポリフルオレン誘導体等が挙げられる。これらの中でも、高分子系材料である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、ポリフルオレン誘導体が好ましい。

上記のような各色の発光材料を、基板上にパターニングして形成することにより、フルカラー表示可能なＥＬ素子を製造することができる。

本発明においては、ＥＬ層の表層を除去することにより膜厚が減少するため、表層部分を除去した後のＥＬ層を構成する発光層の厚みは、概ね２０〜２０００Å程度である。

（４）ドーパント材料
ＥＬ素子の発光効率の向上や、または発光波長を変化させる目的で、ＥＬ層を構成する発光層中にドーパントを添加することができる。このようなドーパント材料としては、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、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等が挙げられる。

上記の発光材料およびドーパント材料を溶解または分散させる溶剤としては、特に限定されるものではなく、ベンゼン、トルエン、キシレンの各異性体およびそれらの混合物、メシチレン、テトラリン、ｐ−シメン、クメン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ブチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンの各異性体およびそれらの混合物等をはじめとする芳香族系溶媒、アニソール、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、２−ブタノン、１，４−ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ジグライム等をはじめとするエーテル系溶媒、ジクロロメタン、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロホルム、四塩化炭素、１−クロロナフタレン等のクロル系溶媒、シクロヘキサノン等を好適に使用でき、またこれら２種以上の混合溶媒であっても良い。このような溶剤に発光材料およびドーパント材料を溶解させて塗工液とし、上記したように基材上に塗布、乾燥させることにより、ＥＬ層を形成することができる。

（５）バッファー層
本発明においては、ＥＬ層の発光層を形成する工程の他、バッファー層を形成してもよい。ここで、バッファー層とは、発光層に電荷の注入を容易ならしめる目的で形成されるものであり、陽極と発光層との間、または陰極と発光層との間に設けられる。また、バッファー層を設けることにより、電極層を平滑化することもできる。

バッファー層は有機物、特に有機導電体等を含有する層であり、例えば、導電性高分子を用いて形成することができる。なお、「バッファー層」とは、正孔注入層および／または正孔輸送層を包含する概念である。

バッファー層は、その導電性が高い場合、ＥＬ素子のダイオード特性を保ち、クロストークを防止するため、パターニングされていることが好ましい。なお、バッファー層の導電性が低い場合はパターニングを行わなくてもよく、また、バッファー層を省略することもできる。

バッファー層を形成する材料としては、具体的には、ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミンなどの正孔輸送性物質の重合体、無機化合物のゾルゲル膜、トリフルオロメタンなどの有機物の重合膜、ルイス酸を含む有機化合物膜などが挙げられる。

バッファー層を形成する方法としては、通常の発光層などの形成と同様に、蒸着法、電着法、材料の溶融液、溶液または混合液を使用するスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコーティング法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等によって形成してもよい。

バッファー層の厚みは、概ね１００〜２０００Å程度である。

（６）絶縁層
絶縁層は、複数のＥＬ層を同一基板上に設ける際に、基板上に形成された第１電極の端部を覆い隠すためのものである。電極が角張った端部有する場合、端部の膜厚が若干薄い部分が生じる。膜厚の薄い部分には、電圧が集中的に印加されるため素子劣化が促進する。絶縁膜を電極の端部を覆うように設けることにより、電極端部の電圧集中を避けることができ、短絡を宇の欠陥が低減されるため、長寿命で安定発光するＥＬ素子が得られる。

絶縁層を構成する材料としては、パターニング可能な材料であれば特に限定されるものではなく、紫外線硬化樹脂等を用いて１μｍ程度の膜厚でパターン形成できる。ただし、本発明において、ドライエッチングにより発光層をパターニングする場合は、絶縁層はドライエッチング耐性があることが好ましい。絶縁層形成材料にドライエッチング耐性がない場合は、膜厚を１μｍ以上、例えば、１．５〜１０μｍ程度、好ましくは２〜５μｍ程度の膜厚に形成し、ドライエッチングによって絶縁層が欠損しないようにすることが好ましい。

本発明によるＥＬ素子は、上記した層以外にも、発光効率を向上させる目的で、例えば、第１電極と発光層との間に正孔注入層を含んでいてもよく、また、発光層と第２電極との間に電子注入層を含んでいても良い。

このようなＥＬ素子としては、以下のような構成が可能であるが、これらに限定されるものではない。
基材／第１電極／バッファー層／発光層／第２電極
基材／第１電極／バッファー層／発光層／電子注入層／第２電極
基材／第１電極／バッファー層／電子阻止層／発光層／電子注入層／第２電極
基材／第１電極／バッファー層／電子阻止層／発光層／正孔阻止層／電子注入層／第２電極

本発明によるＥＬ素子の製造方法を、実施例により更に詳細に説明するが、本発明がこれら実施例により限定されるものではない。

実施例１（溶剤を用いた発光層表層の除去）
（１）基材の準備
バッファー層形成用塗布液の調製
市販のバッファー層形成材料（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ネート：PEDT/PSS、バイエル社製 Baytron P）に、有機官能基としてグリシドキシ基（−CHOCH₂）を有するγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン（東芝シリコーン社製TSL8350）をPEDT/PSSの固形分に対して1重量％の濃度になるように添加して、バッファー層形成用塗布液を調製した。

パターニングされたＩＴＯ電極が設けられた６インチ□、板厚１．１ｍｍの基板を準備し、これを洗浄した。この基板上に、上記で得られたバッファー層形成用塗布液を０．５ｍｌ滴下し、スピンコーティング（２５００ｒｐｍで２０秒）することにより、基材上にバッファー層を形成した。バッファー層の膜厚は８００Åであった。

（２）発光層の形成
次いで、赤色発光有機材料として、ポリビニルカルバゾール７０重量部、オキサジアゾール３０重量部、ジシアノメチレンピラン誘導体１重量部、モノクロロベンゼン４９００重量部からなる塗工液を調製し、この塗工液１ｍｌを、バッファー層上に滴下して、スピンコーティング（２５００ｒｐｍで１０秒）することにより、発光層を形成した。発光層の膜厚は１０００Åであった。

発光層上に、ポジ型フォトレジスト液（東京応化社製；OFPR-800）２ｍｌを滴下して、スピンコーティング（５００ｒｐｍで１０秒保持し、その後２０００ｒｐｍで２０秒保持）することにより、フォトレジスト層を形成し、その後、２５℃で３０分間減圧乾燥にてプリベークを行った。フォトレジスト層の膜厚は約１μｍであった。

次いで、アライメント露光機を用いて、露光マスクを介して発光層を除去したい部分に紫外線を照射し、露光を行い、続いてレジスト現像液（東京応化製；NMD-3）により２０秒間現像した後、水洗いすることにより、露光部のフォトレジスト層を除去した。

１２０℃で３０分間ポストベークした後、フォトレジスト除去部分である発光層が露出している部分に、酸素プラズマを用いた反応性イオンエッチングを行い、発光層の一部を除去してパターニングを行い、所望形状にパターニングされた第１発光層を形成した。

次いで、再度、得られた基板上（第１発光層が設けられていない部分）に上記と同様のバッファー層形成用塗布液を０．５ｍｌ滴下し、スピンコーティング（２５００ｒｐｍで２０秒）した後、室温減圧下で乾燥することにより、基材上に第２バッファー層を形成した。第２バッファー層の膜厚は８００Åであった。

次いで、緑色発光有機材料として、ポリビニルカルバゾール７０重量部、オキサジアゾール３０重量部、クマリン６を１重量部、モノクロロベンゼン４９００重量部からなる塗工液を調製し、この塗工液１ｍｌを、第２バッファー層上に滴下してスピンコーティング（２５００ｒｐｍで１０秒）した後、室温減圧下で乾燥し、上記と同様にしてパターニングすることにより、第２発光層を形成した。

次いで、再度、得られた基板上（第１および第２発光層が設けられていない部分）に上記と同様のバッファー層形成用塗布液を０．５ｍｌ滴下し、スピンコーティング（２５００ｒｐｍで２０秒）した後、室温減圧下で乾燥することにより、基材上に第３バッファー層を形成した。第３バッファー層の膜厚は８００Åであった。

さらに、青色発光有機材料として、ポリビニルカルバゾール７０重量部、オキサジアゾール３０重量部、ペリレン１重量部、モノクロロベンゼン４９００重量部からなる塗工液を調製し、この塗工液１ｍｌを、第３バッファー層上に滴下してスピンコーティング（２５００ｒｐｍで１０秒）した後、室温減圧下で乾燥し、上記と同様にしてパターニングすることにより、第３発光層を形成した。

残存するフォトレジスト層をアセトンにて、第１、第２、第３発光層上のフォトレジスト層を剥離除去した。

（３）発光層の溶剤による洗浄（ＥＬ層の表層部分の除去工程）
上記のようにして得られたパターニングされた各発光層表面に、モノクロロベンゼンを含浸させた樹脂フィルムを押し当てて１分間保持した後、樹脂フィルムを剥離した。

剥離された樹脂フィルムを観察したところ、発光層の表層部が樹脂フィルム側に移行していることが確認された。

（４）第２電極の形成
発光層の洗浄後、１００℃で１時間乾燥を行い、次いで、発光層上に第２電極としてカルシウムを５００Åの厚さで蒸着し、さらに第２電極層の上に、保護膜としてＡｇを２５００Åの厚みとなるように蒸着し、基材／第１電極／バッファー層／発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）／第２電極の構成を有するＥＬ素子１を得た。

実施例２（プラズマ処理による発光層表層の除去）
ＥＬ層の表層部分の除去工程として、得られた各発光層の表面にプラズマ処理を施した以外は、実施例１と同様にして、基材／第１電極／バッファー層／発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）／第２電極の構成を有するＥＬ素子２を得た。プラズマ処理条件は、アルゴンガス雰囲気化、ＲＦパワー２００Ｗ、チャンバー圧力１０ｍＴｏｒｒであった。

実施例３（溶剤を用いた発光層表層の除去）
ＥＬ層の表層部分の除去工程として、得られた各発光層の表面上に、モノクロロベンゼンと酢酸エチルとの混合溶剤（混合比率は１：１）を滴下し、スピンコーターで３０００ｒｐｍの条件にて回転させ、発光層の表層部分を洗浄した以外は、実施例１と同様にして、基材／第１電極／バッファー層／発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）／第２電極の構成を有するＥＬ素子３を得た。

比較例１
ＥＬ層の表層部分の除去工程を行わずに第２電極層を形成した以外は、実施例１と同様にして基材／第１電極／バッファー層／発光層（Ｒ、Ｇ、Ｂ）／第２電極の構成を有するＥＬ素子４を得た。

ＥＬ素子の発光特性評価
得られた各ＥＬ素子１〜４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電圧印可して通電させた。

その結果、ＥＬ素子１〜３については、いずれも３Ｖ印可時に各発光層からの発光が観察された。

一方、洗浄工程を経ていないＥＬ素子４は、５Ｖ印可時に各発光層からの発光が観察できたが、３Ｖ印可時では、ＥＬ素子１〜３と比較して明らかに発光強度が劣るものであった。

また、発光層の表層部分を除去していないＥＬ素子４については、発光画素内にレジスト残渣によるものと考えられるダークスポットが多発しているのが観察されたが、発光層の表層部分を除去したＥＬ素子１〜３においては、ダークスポットは観察されず、いずれも良好な発光を得ることができた。

本発明のＥＬ素子の製造方法の概略を示した図である。

符号の説明

１ 基板
２ 第１電極層
３ ＥＬ層
４、４’、４’’ フォトレジスト層
５ フォトマスク

Claims (10)

1. パターニングされたエレクトロルミネッセント層を有するエレクトロルミネッセント素子を製造する方法であって、
   少なくとも電極層が形成された基板上に、エレクトロルミネッセント層を形成する工程、
   前記エレクトロルミネッセント層上に、フォトレジスト層を被覆する工程、
   前記フォトレジスト層を、フォトマスクを介して露光し、現像することによりフォトレジスト層をパターニングする工程、
   前記パターニングによりフォトレジスト層が被覆されていない部分のエレクトロルミネッセント層を除去して、前記エレクトロルミネッセント層をパターニングする工程、
   前記フォトレジスト層が被覆されている部分のフォトレジストを除去する工程、および
   前記フォトレジストが除去されたエレクトロルミネッセント層の表層部分を、さらに除去する工程、
   を含んでなることを特徴とする、方法。
2. 前記エレクトロルミネッセント層の表層部分の除去を、エレクトロルミネッセント層の最表面から５〜３００ｎｍの深さまで行う、請求項１に記載の方法。
3. 前記エレクトロルミネッセント層の表層部分の除去を、前記エレクトロルミネッセント層形成材料のみを溶解する溶剤によって、エレクトロルミネッセント層の最表面を洗浄することにより行う、請求項１または２に記載の方法。
4. 前記エレクトロルミネッセント層の表層部分の除去を、エレクトロルミネッセント層の最表面をプラズマ処理することにより行う、請求項１または２に記載の方法。
5. 前記エレクトロルミネッセント層が、少なくともバッファー層および発光層を含んでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記溶剤の、前記発光層に対する溶解度が、２５°、１気圧の条件下において、０．０００１以上である、請求項３に記載の方法。
7. 前記フォトレジスト層をエレクトロルミネッセント層上に形成する際、フォトレジスト層を減圧乾燥する工程をさらに含んでなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 前記減圧乾燥工程が、室温下において行われる、請求項７に記載の方法。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法によって得られたエレクトロルミネッセント素子。
10. フォトレジスト形成用材料およびフォトレジスト現像液成分が、エレクトロルミネッセント層中に、実質的に含まれていない、請求項９に記載のエレクトロルミネッセント素子。

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