JP4265161B2

JP4265161B2 - 組成物とその製造方法、有機ｅｌ素子の製造方法、電気光学装置、及び電子機器

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Publication number: JP4265161B2
Application number: JP2002197870A
Authority: JP
Inventors: 隆司石井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-05
Filing date: 2002-07-05
Publication date: 2009-05-20
Anticipated expiration: 2022-07-05
Also published as: JP2004039567A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子の発光層形成材料などとして用いられる組成物とその製造方法、さらにこれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法、電気光学装置、及び電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自発発光型ディスプレイとして、発光層に有機物を用いた有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）の開発が進められている。このような有機ＥＬ素子の製造において、発光層形成材料などの機能性材料は特に重要な要素のうちの一つである。
有機ＥＬ素子における有機物からなる発光層の形成材料としては、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１（１２）、２１Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ１９８７の９１３ページに示されているような低分子材料と、Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．７１（１）、７Ｊｕｌｙ１９９７の３４ページから示されているような高分子材料とがある。
【０００３】
ところで、インクジェット法と称される液状材料吐出法は容易に微細なパターニングを行うことができることから、近年注目されている。
また、前記の発光層形成材料として例えば高分子材料は、通常溶媒に溶解させられて液状組成物とされ、これが液状材料吐出法で吐出されることによって塗布され、さらに乾燥されることによって有機ＥＬ素子の発光層となる。また、このようにして発光層を形成した後、この上に真空蒸着法等で電極材料を製膜することにより対向電極（陰極）を形成し、さらに封止することにより、有機ＥＬ素子を作製している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記の発光層形成材料からなる液状組成物では、発光層形成材料中に、例えば合成の際用いられたホウ素（Ｂ）等の触媒成分としての半金属が微量ながら残留していることがある。このように発光層形成材料中に不純物半金属が含まれていると、これから形成された発光層は、不純物半金属が発光層の発光時に電荷をトラップするように作用してしまい、結果として効率のよい発光が得られなくなってしまう。
なお、本発明において半金属とは、ホウ素をはじめてして、セレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）などの例えば半導体分野で使われる金属をいう。
【０００５】
本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、材料中に含まれる微量半金属を十分に除去することによって有機ＥＬ素子の発光効率を高めた、組成物とその製造方法、さらにこれを用いた有機ＥＬ素子の製造方法、電気光学装置、及び電子機器を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため本発明の組成物では、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物であって、前記組成物中に、半金属を捕捉するための半金属捕捉剤が含有されてなることを特徴としている。
この組成物によれば、組成物中に半金属捕捉剤が含有されてなることにより、該組成物に存在している半金属が十分に捕捉除去されたものとなる。
【０００７】
本発明の別の組成物では、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物であって、前記組成物が、半金属捕捉剤に接触処理されて半金属が捕捉除去された後、該半金属捕捉剤が除去されてなるものであることを特徴としている。
この組成物によれば、組成物が半金属捕捉剤に接触処理されているので、該組成物に含まれる半金属が十分に捕捉除去されたものとなる。また、半金属捕捉除去後に該半金属捕捉剤が除去されているので、該半金属捕捉剤が不純物となって組成物から形成される層に悪影響を及ぼすことが防止される。
【０００８】
また、これら組成物においては、前記半金属捕捉剤はキレート材であるのが好ましく、その場合にこのキレート材が、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたものであるのが好ましい。
このようにすれば、半金属を効率よく捕捉除去することが可能になる。
【０００９】
また、前記組成物においては、前記有機半導体材料が有機ＥＬ発光層の形成材料であるのが好ましい。
このようにすれば、これから形成される有機ＥＬ発光層には残存する半金属が十分に少なくなっていることから、この残存する半金属に起因する発光効率の低下が防止される。
【００１０】
なお、この組成物においては、その有機半導体材料がフルオレン骨格を有するものであってもよく、その場合に、前記不純物としての半金属がホウ素であってもよい。
フルオレン骨格を有するポリフルオレン系化合物からなる有機半導体材料（有機ＥＬ発光層の形成材料）を合成によって形成した場合、通常はパラジウム等を触媒として用いるが、その場合に、反応によってホウ素を含む副生成物が生じることが多い。したがって、このようにして合成された有機半導体材料中には微量ながらホウ素が残留してしまうことがあるが、前記のようにすれば、この半金属であるホウ素を半金属捕捉剤によって効率よく捕捉除去することが可能になる。
【００１１】
本発明の組成物の製造方法では、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物の製造方法であって、前記組成物中に半金属捕捉剤を接触させ、該組成物中に不純物として存在する半金属を捕捉することを特徴としている。
この組成物の製造方法によれば、半金属捕捉剤によって組成物中に存在する半金属を十分に除去するので、該組成物を半金属が極めて少ないものにすることができる。
【００１２】
本発明の別の組成物の製造方法では、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物の製造方法であって、前記組成物中に半金属捕捉剤を接触させて該組成物中に存在する半金属を捕捉した後、該組成物中から半金属捕捉剤を除去することを特徴としている。
この組成物の製造方法によれば、組成物を半金属捕捉剤で接触処理しているので、該組成物に存在する半金属を十分に除去することができる。また、半金属除去後に該半金属捕捉剤を除去するので、該半金属捕捉剤が不純物となって組成物から形成される層に悪影響が及ぶことを防止することができる。
【００１３】
また、これら組成物の製造方法においては、前記半金属捕捉剤はキレート材であるのが好ましく、その場合にこのキレート材は、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたものであるのが好ましい。
このようにすれば、半金属を効率よく捕捉除去することが可能になる。
【００１４】
また、前記組成物の製造方法においては、前記有機半導体材料が有機ＥＬ発光層の形成材料であるのが好ましい。
このようにすれば、これから形成される有機ＥＬ発光層には残存する半金属が十分に少なくなっていることから、この残存する半金属に起因する発光効率の低下を防止することができる。
【００１５】
なお、この組成物の製造方法においては、その有機半導体材料がフルオレン骨格を有するものであってもよく、その場合に、前記不純物としての半金属がホウ素であってもよい。
このようにすれば、前述したように副生成物としてのホウ素またはこれを含む化合物を半金属捕捉剤によって効率よく捕捉除去することが可能になる。
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、前記組成物によって発光層を形成する工程を含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明の電気光学装置では、前記の組成物によって発光層が形成された有機ＥＬ素子を備えたことを特徴としている。
この電気光学装置によれば、有機ＥＬ発光層には不純物としての半金属が十分に少なくなっていることから、この半金属に起因する発光効率の低下が防止されたものとなっており、したがってこの発光層を有した有機ＥＬ素子を例えば表示部とすることにより、表示部の発光特性を改善することができる。
【００１７】
本発明の電子機器では、前記電気光学装置を備えたことを特徴としている。
この電子機器によれば、前記電気光学装置を例えば表示部とすることにより、表示部の発光特性が改善されたものとなり、したがって良好な表示性能を有するものとなる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の組成物は、有機半導体材料を媒体、すなわち有機溶媒や有機分散媒、あるいは無機溶媒や無機分散媒に溶解または分散させてなる組成物である。有機半導体材料として具体的には、有機ＥＬ素子における発光層の形成材料や、有機半導体素子における有機半導体層の形成材料などが挙げられるが、これら以外のものにも適用可能であるのはもちろんである。
【００１９】
発光層の形成材料としては、高分子材料が用いられる。具体的には、以下の［化１］〜［化５］に示すようなポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、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、キナクリドン等をドープしたものが用いられる。
【００２０】
【化１】

【００２１】
【化２】

【００２２】
【化３】

【００２３】
【化４】

【００２４】
【化５】

【００２５】
なお、このような高分子材料としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。このようなフルオレン骨格を有する化合物は、一般に触媒としてパラジウムを用いた合成法によって形成される。ところが、このような合成法を経て形成された化合物には、前述したように副生成物としてのホウ素が微量ながら残留してしまう。そこで、後述するように本発明では、このような微量半金属を半金属捕捉剤によって捕捉除去するようにしている。
【００２６】
また、このような材料以外にも、例えば特開平１１−４０３５８号公報に示される有機ＥＬ素子用組成物、すなわち共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも１種の蛍光色素とを含んでなる有機ＥＬ素子用組成物も、発光層形成材料として使用可能である。
【００２７】
このような発光層形成材料を溶解する溶媒としては、非極性溶媒が好適とされ、特に発光層が正孔注入層の上に形成されることから、この正孔注入層に対して不溶なものが用いられる。具体的には、キシレン、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等が好適に用いられる。なお、発光層形成材料の種類によっては、二流化炭素などの無機溶媒も使用可能である。
【００２８】
また、有機半導体層の形成材料としては、ポリマ半導体またはオリゴマー半導体が用いられ、具体的には、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、およびその誘導体や、ポリアセチレンのうちの１種以上が用いられる。また、２〜５個の炭素原子を介して結合された、オリゴ重合度が４以上８以下のチオフェンのオリゴマー；２〜５個の炭素原子を介して結合された、３〜６個のチオフェン環と末端基としてチオフェンを有するビニレンと、チエニレンとの交互共オリゴマー；ベンゾ［１，２−ｂ：４，５’］ジチオフェンの線状ダイマー及びトリマー；末端のチオフェンの４個又は５個の炭素原子上に置換基（例えば、炭素原子を１〜２０個有するアルキル置換基）を有する前記オリゴマー；ポリマーマトリックス中のｐ、ｐ’−ジアミノビフェニル複合体なども使用可能であり、特にα−ヘキサチエニレン（α−６Ｔ）が好適に用いられる。さらに、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボキシルジアンヒドライド（ＮＴＣＤＡ：naphthalene tetracarboxylic dianhydride ）、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボキシルジイミド（ＮＴＣＤＩ：naphthalene tetracarboxylic diimide ）、１１，１１，１２，１２−テトラシアノナフト−２，６−キノジメタン（ＴＣＮＮＱＤ：tetracyanonaphtho-2,6-quinodimethane）なども用いられる。
このような有機半導体層の形成材料を溶解する溶媒としても、前記の非極性溶媒などが好適に用いられる。
【００２９】
このような有機半導体材料を媒体に溶解させてなる組成物に対し、本発明ではこれに半金属捕捉剤を入れて接触させることにより、該組成物中に存在する不純物としての金属、例えばホウ素を除去する。半金属捕捉剤としては、特に限定されることなく種々のものが使用可能であり、例えばキレート材が好適に用いられる。また、キレート材としては、例えば特開２０００−１６９８２８公報に開示された粉末状キレート捕捉剤のような、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたものが好適に用いられ、具体的には、キレスト株式会社製の「キレストファイバー（登録商標）ＧＣＰ」などが好適に用いられる。このキレート材は、ホウ素（Ｂ）をはじめとして、セレン（Ｓｅ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）などの半金属を捕捉することができる。
【００３０】
このようなキレート材は、粉末状素材の分子中に、下記一般式［１］〜［４］よりなる群から選ばれる少なくとも１種のキレート官能基が導入されてなるものである。
【００３１】
【化６】

【００３２】
［式中、Ｒ₁ 、Ｒ₂ 、Ｒ₃ は低級アルキレン基、ｎは１〜４の整数を表わす。］
【００３３】
【化７】

【００３４】
［式中、Ｇは糖アルコール残基または多価アルコール残基、Ｒは水素原子、（低級）アルキル基または−Ｇ（Ｇは前記と同じ意味を表わし、前記Ｇと同一もしくは異なる残基であってもよい）を表わす］
【００３５】
【化８】

【００３６】
［式中、Ｘはモノカルボン酸またはジカルボン酸から１つのカルボキシル基を除いた残基、Ｖは水素またはカルボキシル基、Ｍは水素または
【００３７】
【化９】

【００３８】
［Ｒ₄ はアルキレン基における炭素鎖から１つの水素を除いた残基、Ｒ₅ は直接結合もしくはアルキレン基、Ｙ₁ 、Ｙ₂ は同一もしくは異なって水素、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、ホスホン基またはチオール基、ｎは１〜４の整数、Ｍ' は水素または
【００３９】
【化１０】

【００４０】
（Ｒ₆ はアルキレン基における炭素鎖から１つの水素を除いた残基、Ｒ₇ は直接結合もしくはアルキレン基、Ｙ₃ 、Ｙ₄ は同一もしくは異なって水素、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基またはチオール基）、Ｚは水素または前記Ｍと同じ意味を表わし、ただし前記Ｍと同一であってもよいし、異なってもよい］
【００４１】
【化１１】

【００４２】
［式中、Ｖ、Ｘ、Ｚ、Ｍ' は前記と同じ意味を表わす］
【００４３】
また、キレート形成能が付与される粉末状素材としては、特にその種類が制限されることなく、例えば綿、麻などを始めとする種々の植物繊維；絹、羊毛などを始めとする種々の動物性繊維；ビスコースレーヨン、アセテートなどを始めとする種々の再生繊維；ポリアミド、アクリル、ポリエステルなどを始めとする様々の合成繊維が挙げられ、これらの繊維が粉状に切断または破砕されたものが使用される。
【００４４】
このような粉末状素材としては、特に短繊維状の有機質高分子粉末が好ましく、これら粉末状素材の中でも特に好ましいのは、素材分子中にヒドロキシル基やアミノ基等の反応性官能基を有する植物性繊維や動物性繊維、再生繊維を加工した単繊維状の粉末状素材である。これらの粉末状素材であれば、該粉末状素材を構成する分子中の反応性官能基を利用して前記の金属キレート官能基を容易に導入することができる。なお、原料となる粉末状素材自体が反応性官能基を有していない場合であっても、これを酸化などの処理で変性し、あるいは架橋剤を介することによって反応性の高い官能基を導入し、この官能基を利用して前述のような基を導入することも可能である。
用いられる粉末状素材の好ましい形状としては、長さ０．０１〜５ｍｍ、好ましくは０．０３〜３ｍｍで、単繊維径が１〜５０μｍ程度、好ましくは５〜３０μｍであり、アスペクト比としては１〜６００程度、好ましくは１〜１００程度の単繊維状のものである。
【００４５】
粉末状素材にキレート官能基を導入する方法としては、前記粉末状素材を構成する分子中の反応性官能基（水酸基、カルボキシル基、アルデヒド基、アミノ基など）に、これらの基との反応性官能基を有するキレート形成性化合物を直接反応させる方法の他、前述したようにより反応性の高い架橋剤を介してキレート形成性化合物を反応させることによって、キレート形成性を有する基の導入効率を高めることも有効である。
【００４６】
前記有機半導体材料を溶解するための有機溶媒については、予め精製処理して不純物半金属を除去しておくのが好ましい。なお、このような前処理としては、蒸留操作等による精製処理が採用されるが、例えば前記の半金属捕捉剤を用いてこれで接触処理を行い、その後この半金属捕捉剤を濾過等によって除去するようにしてもよい。また、その水分濃度についても、例えば０．０５ｗｔ％以下としておくのが好ましい。
また、有機溶媒、あるいは有機半導体材料を分散させるための有機分散媒の選択にあたっては、半金属捕捉剤として前記のキレート材、すなわち天然繊維に化学結合でキレート官能基を固定化させてキレート材を用いる場合、当然ながらこのキレート材を溶解しないものを用いる必要がある。
【００４７】
組成物に入れられる半金属捕捉剤、または前処理に用いられる半金属捕捉剤の使用形態としては、粉末状のもの、あるいは粒径３ｍｍ以下の小削状のものが、組成物や有機溶媒中に含まれる微量の金属との反応性を高めるうえで好ましい。
このような半金属捕捉剤を組成物に入れて金属除去処理を行う場合、その量については、組成物の総重量に対しその１／１００以上、１／３以下とするのが好ましい。１／１００未満であると、組成物中の金属を短時間で十分に除去するのが難しく、金属除去について十分な効果が得られなくなるおそれがあるからである。また、１／３を越えると、組成物中での半金属捕捉剤の割合が多くなりすぎ、これを分離除去する場合にその処理に手間がかかりすぎてしまい、また、分離除去することなくそのまま組成物中に含有させた場合、これが不純物となって例えば液滴吐出ヘッドから吐出されてしまう可能性が高くなるからである。
【００４８】
また、このような半金属捕捉剤による組成物の半金属除去処理については、組成物中に半金属捕捉剤を添加した後、１時間以上撹拌処理することにより、組成物と半金属捕捉剤との接触効率を高めるのが好ましい。
また、このようにして接触処理を行ったら、そのまま静置することにより、本発明の組成物とする。この場合、使用に際しては、その上澄みのみを使用してこれを吐出するようにする。また、濾過材を経路中に置き、上澄み液中に分散している固形分（半金属捕捉剤）を分離除去するのが好ましい。
また、接触処理後、組成物から半金属捕捉剤を濾過等によって分離除去し、この半金属捕捉剤を分離除去した組成物を、本発明の組成物としてもよい。
【００４９】
なお、このようにして半金属捕捉剤により半金属が分離除去された組成物については、これを貯蔵する場合、容器からの半金属の溶出を避けるため、金属やガラス製の容器などでなく、フッ素樹脂などの樹脂製の容器を用いるのが好ましい。
【００５０】
次に、このような水分除去処理を行った組成物を用いてなる、電気光学装置の製造方法の一例を説明する。この例では、有機半導体材料を、前記の有機ＥＬ発光層形成材料とし、また半金属捕捉剤としては、前記の、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたキレート材を用いものとする。そして、前記有機ＥＬ発光層形成材料を溶媒に溶解し、さらに前記半金属捕捉剤によって半金属除去処理したものを組成物としている。また、製造する電気光学装置は、有機ＥＬ素子を表示部としたものとする。
【００５１】
図１、図２は、このようなこの電気光学装置の表示部となるＥＬディスプレイの概略構成を説明するための図であり、これらの図において符号７０はＥＬディスプレイである。
このＥＬディスプレイ７０は、回路図である図１に示すように透明の表示基板上に、複数の走査線１３１と、これら走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、これら信号線１３２に並列に延びる複数の共通給電線１３３とがそれぞれ配線されたもので、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に、画素（画素領域素）７１が設けられて構成されたものである。
【００５２】
信号線１３２に対しては、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ側駆動回路７２が設けられている。
一方、走査線１３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路７３が設けられている。また、画素領域７１の各々には、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング薄膜トランジスタ１４２と、このスイッチング薄膜トランジスタ１４２を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給されるカレント薄膜トランジスタ１４３と、このカレント薄膜トランジスタ１４３を介して共通給電線１３３に電気的に接続したときに共通給電線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極１４１と、この画素電極１４１と対向電極１５４との間に挟み込まれる発光部１４０と、が設けられている。
【００５３】
このような構成のもとに、走査線１３１が駆動されてスイッチング薄膜トランジスタ１４２がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、カレント薄膜トランジスタ１４３のオン・オフ状態が決まる。そして、カレント薄膜トランジスタ１４３のチャネルを介して共通給電線１３３から画素電極１４１に電流が流れ、さらに発光部１４０を通じて対向電極１５４に電流が流れることにより、発光部１４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。
ここで、各画素７１の平面構造は、対向電極や有機ＥＬ素子を取り除いた状態での拡大平面図である図２に示すように、平面形状が長方形の画素電極１４１の四辺が、信号線１３２、共通給電線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。
【００５４】
次に、このようなＥＬディスプレイ７０に備えられる有機ＥＬ素子の製造方法について、図３〜図５を用いて説明する。なお、図３〜図５では、説明を簡略化するべく、単一の画素７１についてのみ図示する。
まず、基板を用意する。ここで、有機ＥＬ素子では後述する発光層による発光光を基板側から取り出すことも可能であり、また基板と反対側から取り出す構成とすることも可能である。発光光を基板側から取り出す構成とする場合、基板材料としてはガラスや石英、樹脂等の透明ないし半透明なものが用いられるが、特にガラスが好適に用いられる。
【００５５】
また、基板に色フィルター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御するようにしてもよい。
また、基板と反対側から発光光を取り出す構成の場合、基板は不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミックス、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
本例では、基板として図３（ａ）に示すようにガラスからなる透明基板１２１を用意する。そして、これに対し、必要に応じてＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護膜（図示せず）を形成する。
【００５６】
次に、透明基板１２１の温度を約３５０℃に設定して、下地保護膜の表面にプラズマＣＶＤ法により厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜からなる半導体膜２００を形成する。次いで、この半導体膜２００に対してレーザアニールまたは固相成長法などの結晶化工程を行い、半導体膜２００をポリシリコン膜に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ^２とする。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００５７】
次いで、図３（ｂ）に示すように、半導体膜（ポリシリコン膜）２００をパターニングして島状の半導体膜２１０とし、その表面に対して、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲート絶縁膜２２０を形成する。なお、半導体膜２１０は、図２に示したカレント薄膜トランジスタ１４３のチャネル領域及びソース・ドレイン領域となるものであるが、異なる断面位置においてはスイッチング薄膜トランジスタ１４２のチャネル領域及びソース・ドレイン領域となる半導体膜も形成されている。つまり、図３〜図５に示す製造工程では二種類のトランジスタ１４２、１４３が同時に作られるのであるが、同じ手順で作られるため、以下の説明ではトランジスタに関しては、カレント薄膜トランジスタ１４３についてのみ説明し、スイッチング薄膜トランジスタ１４２についてはその説明を省略する。
【００５８】
次いで、図３（ｃ）に示すように、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属膜からなる導電膜をスパッタ法により形成した後、これをパターニングし、ゲート電極１４３Ａを形成する。
次いで、この状態で高濃度のリンイオンを打ち込み、半導体膜２１０に、ゲート電極１４３Ａに対して自己整合的にソース・ドレイン領域１４３ａ、１４３ｂを形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域１４３ｃとなる。
【００５９】
次いで、図３（ｄ）に示すように、層間絶縁膜２３０を形成した後、コンタクトホール２３２、２３４を形成し、これらコンタクトホール２３２、２３４内に中継電極２３６、２３８を埋め込む。
次いで、図３（ｅ）に示すように、層間絶縁膜２３０上に、信号線１３２、共通給電線１３３及び走査線（図３に示さず）を形成する。ここで、中継電極２３８と各配線とは、同一工程で形成されていてもよい。このとき、中継電極２３６は、後述するＩＴＯ膜により形成されることになる。
【００６０】
そして、各配線の上面をも覆うように層間絶縁膜２４０を形成し、中継電極２３６に対応する位置にコンタクトホール（図示せず）を形成し、そのコンタクトホール内にも埋め込まれるようにＩＴＯ膜を形成し、さらにそのＩＴＯ膜をパターニングして、信号線１３２、共通給電線１３３及び走査線（図示せず）に囲まれた所定位置に、ソース・ドレイン領域１４３ａに電気的に接続する画素電極１４１を形成する。ここで、信号線１３２及び共通給電線１３３、さらには走査線（図示せず）に挟まれた部分が、後述するように正孔注入層や発光層の形成場所となっている。
【００６１】
次いで、図４（ａ）に示すように、前記の形成場所を囲むように隔壁１５０を形成する。この隔壁１５０は仕切部材として機能するものであり、例えばポリイミド等の絶縁性有機材料で形成するのが好ましい。隔壁１５０の膜厚については、例えば１〜２μｍの高さとなるように形成する。また、隔壁１５０は、液滴吐出ヘッド３４から吐出される液体に対して撥液性を示すものが好ましい。隔壁１５０に撥液性を発現させるためには、例えば隔壁１５０の表面をフッ素系化合物などで表面処理するといった方法が採用される。フッ素化合物としては、例えばＣＦ_４、ＳＦ_５、ＣＨＦ_３などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、ＵＶ照射処理などが挙げられる。
そして、このような構成のもとに、正孔注入層や発光層の形成場所、すなわちこれらの形成材料の塗布位置とその周囲の隔壁１５０との間には、十分な高さの段差１１１が形成されているのである。
【００６２】
次いで、図４（ｂ）に示すように、透明基板１２１の上面を上に向けた状態で、正孔注入層の形成材料を前記の液滴吐出ヘッド３４より、前記隔壁１５０に囲まれた塗布位置、すなわち隔壁１５０内に選択的に塗布する。
ここで、液滴吐出ヘッド３４は、図６（ａ）に示すように例えばステンレス製のノズルプレート１２と振動板１３とを備え、両者を仕切部材（リザーバプレート）１４を介して接合したものである。ノズルプレート１２と振動板１３との間には、仕切部材１４によって複数の空間１５と液溜まり１６とが形成されている。各空間１５と液溜まり１６の内部は液状材料で満たされており、各空間１５と液溜まり１６とは供給口１７を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート１２には、空間１５から液状材料を噴射するためのノズル孔１８が縦横に整列させられた状態で複数形成されている。一方、振動板１３には、液溜まり１６に液状材料を供給するための孔１９が形成されている。
【００６３】
また、振動板１３の空間１５に対向する面と反対側の面上には、図６（ｂ）に示すように圧電素子（ピエゾ素子）２０が接合されている。この圧電素子２０は、一対の電極２１の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するようにして撓曲するよう構成されたものである。そして、このような構成のもとに圧電素子２０が接合されている振動板１３は、圧電素子２０と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間１５の容積が増大するようになっている。したがって、空間１５内に増大した容積分に相当する液状材料が、液溜まり１６から供給口１７を介して流入する。また、このような状態から圧電素子２０への通電を解除すると、圧電素子２０と振動板１３はともに元の形状に戻る。したがって、空間１５も元の容積に戻ることから、空間１５内部の液状材料の圧力が上昇し、ノズル孔１８から基板に向けて液状材料の液滴２２が吐出される。
【００６４】
前記正孔注入層の形成材料としては、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等が挙げられるが、特に３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液が好適に用いられる。
このとき、液状の形成材料１１４Ａは、流動性が高いため水平方向に広がろうとするが、塗布された位置を囲んで隔壁１５０が形成されているので、形成材料１１４Ａは隔壁１５０を越えてその外側に広がることが防止されている。
【００６５】
次いで、図４（ｃ）に示すように加熱あるいは光照射により液状の前駆体１１４Ａの溶媒を蒸発させて、画素電極１４１上に、固形の正孔注入層１４０Ａを形成する。
次いで、図５（ａ）に示すように、透明基板１２１の上面を上に向けた状態で、液滴吐出ヘッド３４より液状材料として前記組成物１１４Ｂを、前記隔壁１５０内の正孔注入層１４０Ａ上に選択的に塗布する。この組成物１１４Ｂは、前述したように有機ＥＬ発光層の形成材料を溶媒に溶解し、その後前記キレート材からなる半金属捕捉剤によって半金属除去処理し、さらにこの半金属捕捉剤を分離除去したものである。
【００６６】
このような組成物１１４Ｂを液滴吐出ヘッド３４のノズル孔１８から吐出すると、この組成物１１４Ｂは隔壁１５０内の正孔注入層１４０Ａ上に塗布される。なお、このような組成物１１４Ｂの吐出は、特にこの組成物１１４Ｂに水分が混入するのを防ぐため、Ｇ−ＢＯＸと呼ばれるチャンバー内で行うのが好ましい。このチャンバーは、内部の雰囲気が酸素濃度、水分濃度共に１ｐｐｍ以下となるように調整できるものであり、このようなチャンバー内で組成物１１４Ｂの吐出を行うことにより、吐出した組成物１１４Ｂに酸素や水分が混入してしまうのを防止することができる。このようなチャンバーには、予め真空ポンプを接続しておき、内部を例えば１Ｔｏｒｒ以下の真空雰囲気に調整可能にしておくのが好ましい。
【００６７】
また、組成物１１４Ｂの吐出による発光層の形成は、赤色の発色光を発光する発光層の形成材料、緑色の発色光を発光する発光層の形成材料、青色の発色光を発光する発光層の形成材料を、それぞれ対応する画素７１に吐出し塗布することによって行う。また、各色に対応する画素７１は、これらが規則的な配置となるように予め決められている。
【００６８】
このようにして各色の発光層形成材料を吐出し塗布したら、組成物１１４Ｂ中の溶媒を蒸発させることにより、図５（ｂ）に示すように正孔層注入層１４０Ａ上に固形の発光層１４０Ｂを形成し、これにより正孔層注入層１４０Ａと発光層１４０Ｂとからなる発光部１４０を得る。ここで、組成物１１４Ｂ中の溶媒の蒸発については、必要に応じて加熱あるいは減圧等の処理を行うが、特に１Ｔｏｒｒ以下の真空中にて、組成物１１４Ｂ中の有機半導体材料（有機ＥＬ発光層の形成材料）の分解温度以下で加熱し、乾燥するのが好ましい。このような条件で乾燥すれば、組成物１１４Ｂ中の溶媒をより確実に蒸発させることができ、したがって得られる発光層１４０Ｂ中に溶媒が残留してしまうことによる、発光層１４０Ｂの初期性能や寿命の低下等を防止することができる。
【００６９】
次いで、図５（ｃ）に示すように透明基板１２１の表面全体に、あるいはストライプ状に、ＬｉＦ／Ａｌ（ＬｉＦとＡｌとの積層膜）やＭｇＡｇ、あるいはＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ（ＬｉＦとＣａとＡｌとの積層膜）を蒸着法等によって製膜し、対向電極１５４を形成する。その後、封止を行うことにより、有機ＥＬ素子を得る。そして、さらに配線等の各種要素を形成することにより、前記有機ＥＬ素子を備えてなるＥＬディスプレイ７０、すなわち本発明の電気光学装置の一例を得る。
【００７０】
このようにして得られたＥＬディスプレイ７０（電気光学装置）にあっては、特に発光層１４０Ｂが、半金属捕捉剤によってホウ素等の半金属が十分に除去処理されてなる組成物１１４Ｂで形成されていることから、該発光層１４０Ｂに残留する半金属がほとんどなく、したがって残存する半金属に起因する発光効率の低下が防止されたものとなる。
【００７１】
次に、本発明の電子機器について説明する。本発明の電子機器は、これに備えられる表示部が、前記の有機ＥＬ素子によって形成されたものである。すなわち、本発明の電子機器は、前記の有機ＥＬ素子を備えたＥＬディスプレイ７０などを表示部として備えてなるものである。
図７（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図７（ａ）において、５００は携帯電話本体を示し、５０１は前記のＥＬディスプレイなどからなる表示部を示している。
図７（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図７（ｂ）において、６００は情報処理装置、６０１はキーボードなどの入力部、６０３は情報処理本体、６０２は前記のＥＬディスプレイなどからなる表示部を示している。
図７（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図７（ｃ）において、７００は時計本体を示し、７０１は前記のＥＬディスプレイなどからなる表示部を示している。
図７（ａ）〜（ｃ）に示す電子機器は、前記のＥＬディスプレイなどからなる表示部が備えられたものであるので、この表示部の発光効率の低下が防止されたものとなり、したがって良好な表示性能を有するものとなる。
【００７２】
（実験例）
発光層形成材料としてポリフルオレン系のものを用い、これをキシレンに溶解した組成物を用意した。この組成物中のホウ素量を原子吸光装置で測定したところ、６００ｐｐｍであった。
この組成物に、半金属捕捉剤として粒径３ｍｍ以下の小削状の前記のキレート材「キレストファイバー（登録商標）ＧＣＰ［キレスト株式会社製］」を、該組成物の重量の１／３添加し、１時間撹拌して金属除去処理を行った。その後、この組成物を濾過して前記キレート材を分離除去した。得られた濾液中のホウ素量を原子吸光装置で測定したところ、２００ｐｐｍであった。この結果から、半金属捕捉剤（キレート材）による半金属（ホウ素）除去効果が確認された。
【００７３】
前記の、半金属除去処理を行わなかった組成物と、半金属捕捉剤（キレート材）による半金属除去処理を行った組成物とをそれぞれ用い、図３〜図５に示した製造方法に基づき、有機ＥＬ素子を作製した。得られた有機ＥＬ素子の輝度特性をそれぞれ測定したところ、半金属除去処理を行った組成物による有機ＥＬ素子は、半金属除去処理を行わなかった組成物による有機ＥＬ素子に比べ約１．６倍の初期輝度があり、したがって半金属除去処理による効果が確認された。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の組成物によれば、組成物中に半金属捕捉剤が含有されてなることにより、該組成物に存在している不純物としての半金属が十分に捕捉除去されたものとなる。
また、本発明の別の組成物によれば、組成物が半金属捕捉剤に接触処理されているので、該組成物に含まれる不純物としての半金属が十分に捕捉除去されたものとなり、さらに、半金属捕捉除去後に該半金属捕捉剤が除去されているので、該半金属捕捉剤が不純物となって組成物から形成される層に悪影響を及ぼすことを防止することができる。
【００７５】
したがって、この組成物を例えば有機ＥＬ発光層の形成材料に適用すれば、これから形成される有機ＥＬ発光層には残留するホウ素などの半金属がほとんどなく、したがって残存する半金属に起因する発光効率の低下を防止し、初期輝度などの発光特性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子を備えたＥＬディスプレイの一例の回路図である。
【図２】図１に示したＥＬディスプレイにおける画素部の平面構造を示す拡大平面図である。
【図３】（ａ）〜（ｅ）は有機ＥＬ素子の製造方法を工程順に説明するための要部側断面図である。
【図４】（ａ）〜（ｃ）は図３に続く工程を順に説明するための要部側断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は図４に続く工程を順に説明するための要部側断面図である。
【図６】液滴吐出ヘッドの概略構成を説明するための図であり、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は要部側断面図である。
【図７】本発明の電子機器の具体例を示す図であり、（ａ）は携帯電話に適用した場合の一例を示す斜視図、（ｂ）は情報処理装置に適用した場合の一例を示す斜視図、（ｃ）は腕時計型電子機器に適用した場合の一例を示す斜視図である。
【符号の説明】
３４…液滴吐出ヘッド、１１４Ｂ…組成物、１４０Ｂ…発光層

Claims

液滴吐出ヘッドから吐出するための液滴吐出用の組成物であり、かつ、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物であって、
前記組成物中に、半金属としてのホウ素を捕捉するための半金属捕捉剤が含有されてなり、
前記半金属捕捉剤が、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたキレート材であることを特徴とする組成物。
液滴吐出ヘッドから吐出するための液滴吐出用の組成物であり、かつ、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物であって、
前記組成物が、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたキレート材からなる半金属捕捉剤に接触処理されて半金属としてのホウ素が捕捉除去された後、該半金属捕捉剤が除去されてなるものであることを特徴とする組成物。
前記有機半導体材料は有機ＥＬ発光層の形成材料であることを特徴とする請求項１又は２に記載の組成物。
前記有機半導体材料がフルオレン骨格を有することを特徴とする請求項３記載の組成物。
液滴吐出ヘッドから吐出するための液滴吐出用の組成物であり、かつ、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物の製造方法であって、
前記組成物中に、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたキレート材からなる半金属捕捉剤を接触させ、該組成物中に存在する半金属としてのホウ素を捕捉することを特徴とする組成物の製造方法。
液滴吐出ヘッドから吐出するための液滴吐出用の組成物であり、かつ、有機半導体材料を媒体に溶解または分散させてなる組成物の製造方法であって、
前記組成物中に、粉末状素材の分子中にキレート官能基が導入されたキレート材からなる半金属捕捉剤を接触させて該組成物中に存在する半金属としてのホウ素を捕捉した後、該組成物中から半金属捕捉剤を除去することを特徴とする組成物の製造方法。
前記有機半導体材料は有機ＥＬ発光層の形成材料であることを特徴とする請求項５又は６に記載の組成物の製造方法。
前記有機半導体材料がフルオレン骨格を有することを特徴とする請求項７記載の組成物の製造方法。
請求項３又は４に記載の組成物によって発光層が形成された有機ＥＬ素子を備えた電気光学装置。
請求項９記載の電気光学装置を備えた電子機器。
請求項３又は４に記載の組成物によって発光層を形成する工程を含むことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。