JP4401359B2 - エレクトロルミネッセント素子の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、パターン形成されたエレクトロルミネッセント（以下ＥＬと略称する場合がある。）素子の製造方法に関するものである。

ＥＬ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ＥＬ素子を用いたディスプレイの製造にあっては、電極層や有機ＥＬ層のパターニングが通常なされている。この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、インクジェットによる塗りわけ方法、紫外線照射により特定の発光色素を破壊する方法、スクリーン印刷法等がある。しかしながら、これらの方法では、発光効率や光の取り出し効率の高さ、製造工程の簡便さや高精細なパターン形成の全てを実現するＥＬ素子を提供することはできなかった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、発光効率や取り出し効率の高さ、製造工程の簡便さや高精細なパターンの形成を実現するＥＬ素子の製造方法を提供することを主目的とするものである。

上記目的を達成するために、本発明は、ＥＬ素子を構成する有機ＥＬ層のうち少なくともバッファー層および発光層が、フォトリソグラフィー法を用いてパターニグされることにより形成されるＥＬ素子の製造方法であって、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト剥離液、および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるバッファー層を、バッファー層形成に用いる溶媒に不溶であるフォトレジストを用いてパターニングすることにより、パターニングされたバッファー層を形成する工程と、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶である発光層を、発光層形成に用いる溶媒に不溶であるフォトレジストを用いてパターニングすることにより、上記パターニングされたバッファー層上にパターニングされた発光層を形成する工程とを有することを特徴とするＥＬ素子の製造方法を提供する。

上記発明においては、上記パターニングされたバッファー層を形成する工程には、フォトレジストを用いてバッファー層をパターニングした後、上記フォトレジストを剥離する工程が含まれることが好ましい。

上記発明においては、上記発光層形成に用いる溶媒が、既に形成されているバッファー層に対して、貧溶媒であることが好ましい。

上記発明においては、上記発光層形成に用いる溶媒の、既に形成されているバッファー層に対する溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であることが好ましい。

上記発明においては、上記発光層が、種類の異なる発光層を複数回にわたるフォトリソグラフィー法により形成してなる発光層であることが好ましい。

上記発明においては、上記発光層が、赤、緑および青の光を発光する３種類の発光層であることが好ましい。

また、本発明は、ＥＬ素子を構成する有機ＥＬ層のうち少なくともバッファー層および発光層が、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングされることにより形成されるＥＬ素子の製造方法であって、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト剥離液、および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるバッファー層を形成し、次いで上記バッファー層上にフォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶である発光層を形成し、バッファー層形成に用いる溶媒に不溶であるフォトレジストを用いて、上記バッファー層および発光層を同時にパターニングする工程を有することを特徴とするＥＬ素子の製造方法を提供する。

上記発明においては、上記フォトリソグラフィー法を用いたパターニングが、パターニングされるバッファー層および／または発光層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することによりフォトレジストをパターニングした後、ドライエッチングを用いてフォトレジストが除去された部分のバッファー層および／または発光層を除去することによるパターニングとしてもよい。

このように有機ＥＬ層をドライエッチングする方法を用いることにより、より高精細なパターンの形成が可能となる。

上記請求項８に記載された発明においては、請求項９に記載するように、上記ドライエッチングが、反応性イオンエッチングであることが好ましい。反応性イオンエッチングとすることで、効果的に有機ＥＬ層の除去が行えるからである。

また、上記請求項８に記載された発明においては、請求項１０に記載するように、上記ドライエッチングに、酸素単体または酸素を含むガスを用いることが好ましい。酸素単体または酸素を含むガスを用いることで、酸化反応によりガラスやＩＴＯに影響を与えることなく効果的に有機ＥＬ層の除去が行えるからである。

さらに、上記請求項８に記載された発明においては、請求項１１に記載するように、上記ドライエッチングに、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で、真空工程を無くすことができ、生産性の高いパターニングが可能となるからである。

上記発明においては、上記フォトリソグラフィー法を用いたパターニングが、パターニングされるバッファー層および／または発光層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することによりフォトレジストをパターニングした後、超音波浴中でフォトレジストが除去された部分のバッファー層および／または発光層を除去することによるパターニングであることが好ましい。

上記発明においては、上記発光層、または上記バッファー層および上記発光層をパターニングした後に第２電極層を形成することが好ましい。

本発明によれば、ＥＬ素子内の少なくとも1層の有機ＥＬ層をフォトリソグラフィー法によりパターニングして得られたものであるので、従来行われてきた蒸着によるパターニング法と比較すると、アライメント機構を備えた真空設備等が不要であることから、比較的容易にかつ安価に製造することができる。一方、インクジェットによるパターニング法と比較すると、パターニングを補助する構造物や基体に対する前処理等を行うことない点で好ましく、さらにインクジェットヘッドの吐出精度との関係から、本発明の製造方法の方がより高精細なパターンの形成に対しては好ましい方法であるといえる。したがって、本発明のＥＬ素子の製造方法によれば、比較的容易にかつ安価に高精細なＥＬ素子を得ることできる。

また、本発明によれば、発光層内に不純物の混入がなく、発光効率や光の取り出し効率が高く、製造工程の簡略化量産化や高精彩で均一発光可能なパターン形成、クロストークの低減の全てを実現するＥＬ素子の製造方法およびＥＬ素子を提供することができる。

より具体的には、例えばバッファー層をパターニングすることにより、単純マトリックス型素子の駆動における、クロストークの低減が可能となる。また、塗布により作製したバッファー層と発光層をパターニングすることにより、例えばレーザー除去や、拭き取りによって通常行なわれている不溶部の除去を同時に行なうことが可能であり、工程の簡略化が可能である。さらに、隔壁、パターニングを補助する撥インキ性を有する構成物およびパターニングを補助する撥インキ性を有する表面処理のいずれも用いる必要がない点でも工程簡略化が可能である。また、本発明は、任意のパターンで発光するＥＬ素子あるいはフルカラー発光するＥＬ素子のいずれにおいても、さらにフレキシブルな基体を用いたＥＬ素子においても発光色の制御、およびパターニングができる点でも優れている。

以下、まず本発明のＥＬ素子の製造方法について説明し、次いでこのＥＬ素子の製造方法により製造することができる、従来にない新たな特徴を有する本発明のＥＬ素子について説明する。

Ａ．ＥＬ素子の製造方法
本発明のＥＬ素子の製造方法は、ＥＬ素子を構成する少なくとも1層の有機ＥＬ層を、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることを特徴とするものである。

本発明のＥＬ素子の製造方法においては、このようにＥＬ素子を構成する少なくとも１層の有機ＥＬ層をフォトリソグラフィー法により形成するものであるので、従来のシャドウマスクを介して行われる蒸着法と比較すると真空装置等が不要であることから、容易にかつ安価に有機ＥＬ層のパターニングを行うことが可能となる。一方、インクジェット法によるパターニングと比較すると、高精細なパターニングを基体の前処理やパターン間に撥液性の凸部を設ける等の必要性無しに行うことが可能となる。すなわち、本発明のＥＬ素子の製造方法によれば、高精細なパターン有する高品質なＥＬ素子を安価に得ることができるのである。

以下、このような本発明のＥＬ素子の製造方法における各構成について具体的に説明する。

（有機ＥＬ層）
本発明におけるＥＬ素子とは、少なくとも１層のパターニングされた有機ＥＬ層を有するものであり、具体的には、第１電極層と、上記第１電極層上に形成されたＥＬ層と、上記ＥＬ層上に形成された第２電極層とから少なくとも構成されてなるものであり、上記ＥＬ層には少なくとも１層のパターニングされる有機ＥＬ層が含まれるものである。

ここで、ＥＬ層には、少なくとも発光層が含まれている必要があり、その他、バッファー層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層等が組み合わされていてもよい。

また、上記パターニングされる有機ＥＬ層は、上述したＥＬ層を構成するいずれの層であってもよいが、本発明においては、発光層もしくはバッファー層であることが好ましく、中でも発光層を有機ＥＬ層としてパターニングしたものであることが、本発明の効果を最大限に発揮することができる点で好ましい。さらに、発光特性の面から、この発光層とバッファー層とを有機ＥＬ素子としてパターニングしたものであることが、最も好ましい例であるといえる。

具体的には、第１電極層上に有機ＥＬ層としてバッファー層がフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成され、その上にさらに有機ＥＬ層として発光層がフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成され、さらにその上に第２の電極層が形成されているＥＬ層が好ましい例であり、特に上記発光層が三種類の発光層であり、３回フォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成されたフルカラーのＥＬ素子であることが最も好ましい例である。

本発明においては、このような有機ＥＬ層をパターニングするに際してフォトリソグラフィー法を用いてパターニングする点に特徴を有するものであり、その他の層の製法は従来用いられている方法により製造することができる。

（フォトリソグラフィー法）
本発明のＥＬ素子の製造方法においては、上記有機ＥＬ層のパターニングが、フォトリソグラフィー法により行われる点に特徴を有するものである。この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である。以下、このフォトグラフィー法について説明する。

（フォトレジスト）
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、発光層などの有機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。

（フォトレジスト溶媒）
本発明において、上記フォトレジストをコーティングする際に用いられるフォトレジスト溶媒としては、フォトレジスト製膜の際に発光層等の上述した有機ＥＬ層とフォトレジスト材料が混合や溶解することを防ぎ、本来の発光特性を保つために発光層材料等の有機ＥＬ材料を溶解しないものを用いることが望ましい。この点を考慮すると、本発明に用いることができるフォトレジスト溶媒としては、発光層形成用材料等の有機ＥＬ層形成用の材料に対する溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは０．０００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましい。

例えば、バッファー層形成材料が水系の溶媒に溶解し、発光層が芳香族系等の無極性有機溶媒に溶解する場合に用いることができるフォトレジスト溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンをはじめとするケトン類、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、をはじめとするセロソルブアセテート類、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルをはじめとするセロソルブ類、メタノール、エタノール、１−ブタノール、２−ブタノール、シクロヘキサノールをはじめとするアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、シクロヘキサン、デカリン等が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、２種以上の混合溶媒であっても良い。

（フォトレジスト現像液）
また、本発明に用いることができるフォトレジスト現像液としては、上記有機ＥＬ層を形成する材料を溶解するものでなければ特に限定されるものではない。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、そのほかに、無機アルカリ、またはレジストの現像が可能な水溶液を使用することができる。レジストの現像を行った後は水で洗浄するのが望ましい。

本発明に用いることができる現像液としては、発光層形成用材料等の有機ＥＬ層形成用の材料に対する溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ現像液）以下の現像液であることが好ましく、さらに好ましくは０．０００１（ｇ／ｇ現像液）以下の現像液を選択することである。

（フォトレジスト剥離液）
さらに、本発明において用いることができるフォトレジスト剥離液としては、上記有機ＥＬ層を溶解するものではなく、フォトレジスト層を溶解することが必要であり、上述したようなフォトレジストの溶媒をそのまま使用することがでる。また、ポジ型レジストを用いた場合はＵＶ露光を行った後でレジスト現像液として挙げた液を用いて剥離することも可能である。

さらに、強アルカリ水溶液、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒、およびそれらの混合物、市販のレジスト剥離液を用いてもよい。レジスト剥離後は、２−プロパノール等でリンスし、さらに水でリンスしてもよい。

（パターニング方法）
本発明に用いられるフォトリソグラフィー法によるパターニングは、具体的には、ポジ型のフォトレジストを用いた場合、まず有機ＥＬ層を全面形成後、その上に上記フォトレジスト材料を上記フォトレジスト溶媒に溶解したフォトレジスト溶液を全面塗布して乾燥させることにより、まずフォトレジスト層を形成する。次いで、このフォトレジスト層に対してパターン露光を行い、露光部分のフォトレジストを上述したようなレジスト現像液で現像する。この現像により、未露光部のフォトレジストのみ残す。そして、フォトレジストが被覆されていない部分の有機ＥＬ層を除去することにより、有機ＥＬ層をパターニングする方法である。

なお、上記のような有機ＥＬ層を全面形成する方法としては、通常の有機ＥＬ層の形成と同様であって特に制限はないが、蒸着法の他、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、スプレーコート法等の塗布方法が挙げられる。

本発明に用いられるフォトリソグラフィー法においては、上述したようにパターニングされる有機ＥＬ層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像した後、ドライエッチングを用いてフォトレジストが除去された部分の有機ＥＬ層を除去するようにしてもよい。

通常、フォトレジスト層は、有機ＥＬ層よりかなり厚く成膜されることから、全体的にドライエッチングを行うことにより、有機ＥＬ層を除去することができるのである。

この場合、フォトレジスト層の膜厚は、０．１〜１０μｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、０．５〜５μｍの範囲内である。このような膜厚とすることで、フォトレジストのレジスト機能を保ったまま、加工精度の高いドライエッチングが可能となる。

このようにフォトリソグラフィー法の一部にドライエッチング法を組み合わせることにより、エッチングの端部をよりシャープとすることが可能となることから、パターンの端部に存在する膜厚不均一領域の幅をより狭くすることが可能となり、その結果、より高精細なパターニングが可能となるという効果を奏する。

本発明に用いられるドライエッチング法としては、ドライエッチングが、反応性イオンエッチングであることが好ましい。反応性イオンエッチングを用いることにより、有機膜が化学的に反応を受け、分子量の小さい化合物となることにより、気化・蒸発して基板上から除去することができ、エッチング精度の高い、短時間の加工が可能となるからである。

また、本発明においては、上記ドライエッチングに際して、酸素単体または酸素を含むガスを用いることが好ましい。酸素単体または酸素を含むガスを用いることで有機膜の酸化反応による分解除去が可能であり、基板上から不要な有機物を除去することができ、エッチング精度の高い、短時間の加工が可能である。また、この条件では、通常用いられるＩＴＯ等の酸化物透明導電膜をエッチングすることがないので、電極特性を損なうことなく、電極表面を浄化することができる点においても効果的である。

さらに、本発明においては上記ドライエッチングに、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で、通常真空装置が必要であるドライエッチングが大気圧下で行なうことができ、処理時間の短縮、およびコストの低減が可能である。この場合、エッチングはプラズマ化した大気中の酸素によって有機物が酸化分解することを利用することとできるが、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してもよい。

本発明に用いられるフォトリソグラフィー法においては、パターニングされる有機ＥＬ層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像した後、溶媒によってフォトレジストが除去された部分の有機ＥＬ層を除去することによるパターニングとしても良い。このとき用いる溶媒は、フォトレジストを剥離することなく、発光層を溶解または剥離することが必要であり、発光層の塗布溶媒の他、条件を満たす溶媒を選択することができる。

本発明に用いられるフォトリソグラフィー法においては、パターニングされる有機ＥＬ層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像した後、超音波浴中でフォトレジストが除去された部分の有機ＥＬ層を除去することによるパターニングとしてもよい。使用する溶媒は、フォトレジストを剥離することなく発光層を溶解または剥離することが必要であり、発光層の塗布溶媒のほか、条件を満たす溶媒を選択することができる。

このように超音波浴を用いることにより、フォトレジストを用いた有機ＥＬ層のパターニングにおいて、各パターンの細りや有機ＥＬ層材料の流出等の不具合の無い、精度の高いパターニングが可能となるからであり、短時間で精度の高いパターニングが可能となる点で好ましい。なお、上記フォトレジストを現像する際にもこの超音波浴を用いて行うようにしてもよい。

本発明においては、この超音波浴に用いる超音波の条件は、２５℃において、２０〜１００キロヘルツの発振周波数で、０．１〜６０秒間行なうことが好ましく、このような条件とすることで、短時間で精度の高いパターニングが可能となる。

（バッファー層）
本発明においては、上述したように二つの電極層に挟まれたＥＬ層において、少なくとも１層がパターニングされる有機ＥＬ層である必要があり、上述したようにバッファー層もしくは発光層が有機ＥＬ層としてパターニングされて形成されることが好ましい。以下、まずこのバッファー層について説明する。

本発明でいうバッファー層とは、発光層に電荷の注入が容易に行われるように、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、有機物、特に有機導電対などを含む層である。例えば、発光層への正孔注入効率を高めて、電極などの凹凸を平坦化する機能を有する導電性高分子であることができる。

本発明に用いられるバッファー層は、その導電性が高い場合、素子のダイオード特性を保ち、クロストークを防ぐためにパターニングされていることが望ましい。したがって、本発明によりパターニングされて形成されることが望ましいのである。なお、バッファー層の抵抗が高い場合等はパターニングされていなくても良い場合もあり、またバッファー層が省ける素子の場合はバッファー層を設けなくても良い場合もある。

本発明において、バッファー層および発光層の両者が上記有機ＥＬ層としてフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成される場合は、バッファー層を形成する材料が、フォトレジスト溶媒および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるものを選択することが好ましく、より好ましくはバッファー層を形成する材料が、フォトレジスト剥離液に不溶である材料を選択した場合である。

一方、発光層が真空製膜等により形成され、有機ＥＬ層としてフォトリソグラフィー法によりパターニングされる層がバッファー層のみである場合は、バッファー層を形成する材料が、フォトレジスト溶媒およびフォトレジスト剥離液に不溶である材料を選択することが好ましい。

本発明に用いられ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等の正孔輸送性物質の重合体、無機酸化物のゾルゲル膜、トリフルオロメタン等の有機物の重合膜、ルイス酸を含む有機化合物膜等が挙げられるが、上述したような溶解性に関する条件を満たしていれば特に限定されず、製膜後に反応、重合あるいは焼成等により上記の条件を満たしても良い。また、発光層を真空製膜等によって製膜する場合は一般に使用されているバッファー材料、正孔注入材料、正孔輸送材料を使用することができる。

また、本発明においてバッファー層を形成する際に用いられる溶媒としては、バッファー材料が分散または溶解していればよく、特に制限されるものではないが、フルカラーのパターニング等において、複数回のバッファー層の製膜が必要である場合、フォトレジスト材料を溶解しないバッファー層溶媒を用いる必要があり、さらに好ましくは発光層を溶解しないバッファー層溶媒であることが好ましい。本発明に用いることができるバッファー層溶媒としては、レジスト材料の溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは０．０００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することである。またバッファー層溶媒としてさらに好ましくは、発光材料の溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することであり、特に０．０００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましい。例えば、水、メタノール、エタノールをはじめとするアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能である。また、２種以上の溶媒を混合して用いても良い。

このようなバッファー層のフォトリソグラフィー法を用いたパターニングの例を図１を用いて具体的に説明する。

図１は、本発明の方法によって、バッファー層および発光層のパターニングを行い、単色のＥＬ素子を製造する手順を示す図である。まず図１（ａ）に示すように、基体１上にパターニングされた第1電極層２の上にバッファー層３を全面に形成する。次に図１（ｂ）に示すようにバッファー層３の上にポジ型レジスト層４を形成してプリベークを行う。次に図１（ｃ）に示すようにマスク５で部分的に遮光して紫外線パターン露光６を行う。次いで図１（ｄ）に示すようにレジスト現像液によって現像し、水洗を行うと露光部のフォトレジストおよびバッファー層が除去される。次いで、図１（ｅ）に示すように、レジスト剥離液によってレジストを剥離すると第１電極層２を覆うバッファー層３のパターンが形成できる。次に、図１（ｆ）に示すように、基体１上にパターニングされた第１電極層２と第１電極層２上に設けられたバッファー層３の上に発光層７を全面形成する。次いで図１（ｇ）に示すように発光層７上にポジ型フォトレジスト層４を形成しプリベークを行う。次に図１（ｈ）に示すようにマスク５で部分的に遮光して紫外線パターン露光６を行う。次いで図１（ｉ）に示すようにレジスト現像液により現像、水洗を行うと、露光部のフォトレジストが除去される。次いで、図１（ｊ）に示すように、発光層の溶媒により洗浄を行うとパターニングされた剥き出しの発光層７が除去される。次いで図１（k）に示すようにレジスト剥離液によってレジストを剥離する。最後に図１（l）に示すように第２電極層８を形成すると図の下方に向けてＥＬ発光９を放つＥＬ素子が製造できる。

（発光層）
次に、本発明によりパターニングされて形成される、有機ＥＬ層としての発光層について説明する。

このような発光層を形成する材料としては、蛍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ない。発光層を形成する材料としては、発光機能と正孔輸送機能や電子輸送機能をかねていることができるが、好ましくは発光層を形成する材料が、上記フォトレジスト溶媒、上記フォトレジスト現像液、および上記フォトレジスト剥離液に不溶である材料である。また、この場合は、発光層をフォトリソグラフィー法によりパターニングする際に用いるフォトレジストが、発光層の形成に用いる溶媒に不溶の材料を用いることが好ましい。

本発明において用いることができる発光層を形成する材料としては、例えば以下のものが挙げられる。

１．色素系材料
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。

２．金属錯体系材料
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。

３．高分子系材料
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。

４．ドーピング材料
発光層中に発光効率の向上、発光波長を変化させる当の目的でドーピングを行うことができる。このドーピング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、ポルフィレン誘導体、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、フェノキサゾン等を挙げることができ。

５．発光層塗布用溶媒
発光層塗布用の溶媒は、バッファー層と用いる場合、発光層の製膜の際にバッファー層と発光層材料が混合や溶解することを防ぎ、発光材料本来の発光特性を保つためにバッファー層を溶解しないことが望ましい。

このような観点から、発光層塗布用溶媒はバッファー層材料に対する溶解度が２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは０．０００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましい。

さらに発光層塗布用溶媒は、発光層を複数層塗布する場合、２色目以降の発光層製膜の際に、フォトレジスト層と発光層材料が混合や溶解することを防ぎ、さらに、すでにパターニングされている発光層を保護するためにフォトレジストを溶解しないことが望ましい。

このような観点から、発光層塗布溶媒はフォトレジストに対する溶解度が２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは０．０００１（ｇ／ｇ溶媒）以下の溶媒を選択することが好ましい。例えば、バッファー層が水系やＤＭＦ、ＤＭＳＯ、アルコール等の極性溶媒に溶解し、フォトレジストが一般的なノボラック系ポジレジストの場合、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が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、２種以上の混合溶媒であっても良い。

本発明においては、このような発光層を３種類用い、パターニングすることによりフルカラー表示のＥＬ素子を形成することができる。このような発光層の形成方法について図面を用いて具体的に説明する。

図２は、本発明の方法によって、３色の発光層のパターニングを行い、フルカラー表示のＥＬ素子を製造する手順を示す図である。まず図２（ａ）に示すように基体２１上にパターニングされた第１電極層２２およびバッファー層２３を形成し、さらにその上に、青色発光層２４を全面形成する。次いで、図２（ｂ）に示すようにポジ型レジスト２５を全面塗布し、図２（ｃ）に示すように青色発光層を形成する部分をマスク２６し、その部分以外を紫外線露光２７をする。これをレジスト現像液によって現像し、水洗すると、図２（ｄ）に示すように露光部のレジストが除去される。さらに発光層の溶媒によって現像すると、図２（ｅ）に示すように剥き出しの青色発光層２４のみ除去され、レジストと、レジストに被覆された青色発光層２４が残る。次いで青色発光層の形成と同様に、図２（ｆ）に示すように緑色発光層２８を全面形成し、さらに図２（ｇ）に示すようにポジ型レジスト２５を全面塗布し、図２（ｈ）に示すように青色および緑色発光層を形成する部分をマスク２６し、それ以外を紫外線露光２７をする。これをレジスト現像液によって現像、水洗し、さらに発光層の溶媒によって現像すると、図２（ｉ）に示すように剥き出しの緑色発光層２８のみ除去され、レジストに被覆された部分が残る。さらに青色および緑色発光層の形成と同様に、図２（ｊ）に示すように赤色発光層２９と、ポジ型レジスト２５を全面形成し、図２（ｋ）に示すように青色、緑色および赤色発光層を形成する部分をマスクしその部分以外を紫外線露光する。これをレジスト現像液によって現像、水洗し、発光層の溶媒によって現像すると、図２（ｌ）に示すように剥き出しの赤色発光層２９のみ除去され、レジストに被覆された部分が残る。さらにレジスト剥離液により剥離処理をするとレジストが形成された部分から上の層が剥離し、図２（ｍ）に示すように、青、緑、赤の３色の発光層が剥き出しに形成される。最後に図２（ｎ）のようにこれらの発光層上に第２電極層３０を形成すると図の下方にＥＬ発光３１を放つＥＬ素子が製造できる。

（その他の有機ＥＬ層）
１．電荷輸送層
本発明の有機EL層としては電荷注入層も挙げることができる。この電荷注入層には正孔注入層および／または電子注入層が含まれる。これらは、例えば特開平１１−４０１１号公報に記載のもののように、ＥＬ素子に一般に用いられるものであれば特に限定されない。

なお、以上の層を構成する、発光材料、正孔輸送材料、または電子輸送材料は、それぞれ単独で使用してもよいし、混合して使用してもよい。同じ材料を含む層は１層でも複数層でもよい。

２．電極層
本発明においては、電極層は通常ＥＬ素子に用いられるものであれば限定されず基体に先に設ける電極層を第１電極層、有機ＥＬ層形成後に設ける電極層を第２電極層と呼ぶことがある。これらの電極層は、陽極と陰極からなり、陽極と陰極のどちらか一方が、透明または、半透明であり、陽極としては、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、ＩＴＯ、酸化イソジウム、金が挙げられる。好ましい陰極材料としては、例えばマグネシウム合金（ＭｇＡｇ他）、アルミニウム合金（ＡｌＬｉ、ＡｌＣａ、ＡｌＭｇ他）、金属カルシウムおよび仕事関数の小さい金属が挙げられる。

３．絶縁層
本発明のＥＬ素子において、基体上に形成されている第１電極層のパターニングしたエッジ部分および素子の非発光部分を覆い、発光に不要な部分での短絡を防ぐために、絶縁層を発光部分が開口となるように予め設けておいても良い。このようにすることで、素子の短絡等による欠陥を低減し、長寿命で安定発光する素子が得られる。

通常知られている通り、例えば、ＵＶ硬化性の樹脂材料等を用いて１μｍ程度の膜厚でパターン形成することができるが、本発明のドライエッチングで有機ＥＬ層をパターニングする場合、絶縁層はドライエッチング耐性があることが望ましく、耐性が小さい場合は、１μｍ以上、例えば、１．５〜１０μｍの膜厚で形成し、ドライエッチングで欠損しないようにすることが好ましく、さらに好ましくは２〜５μｍの膜厚で形成することである。

Ｂ．ＥＬ素子
次に、本発明のＥＬ素子について説明する。本発明のＥＬ素子は、以下に説明する三つの実施態様を有するものであり、いずれも、上述したＥＬ素子の製造方法により製造することができる。以下、各実施態様毎に説明する。

（第１実施態様）
本発明のＥＬ素子の第１実施態様は、少なくとも１層のパターニングされた有機ＥＬ層を有するＥＬ素子であって、隔壁、パターニングを補助する構成物およびパターニングを補助する表面処理のいずれをも有しないことを特徴とするものである。

本実施態様のＥＬ素子は、パターニングされた有機ＥＬ層を有するものであるにもかかわらず、隔壁、パターニングを補助する構成物およびパターニングを補助する表面処理のいずれをも有するものではない。したがって、コスト的に有利であるという利点を有する。

本実施態様においては、上記有機ＥＬ層は蒸着法では形成することができない高分子材料で形成されたものであることが好ましい。また、上記有機ＥＬ層が、特にパターニングが必須である発光層であることが好ましい。

その他の構成に関しては、上述したＥＬ素子の製造方法において説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

（第２実施態様）
本発明のＥＬ素子の第２実施態様は、少なくとも１層の有機ＥＬ層を有するＥＬ素子であって、上記有機ＥＬ層がパターニングされた発光層であり、上記パターニングされた発光層の端部に形成された膜厚不均一領域の幅が、１５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、特に好ましくは７μｍ以下であることを特徴とするものである。ここで、「膜厚不均一領域」とは、エッジ部分に存在し、膜厚が平坦部の平均膜厚の９０％以下となっている領域をいう。

上述したようなＥＬ素子の製造方法により得られるＥＬ素子において、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たものは、その発光層がインクジェット法などによるものと異なり、厚みの均一性が高くかつ発光層周辺部のエッジ形状をエッチング条件によって自在に制御することが可能となる。したがって、エッジ領域、すなわち本発明でいう膜厚不均一領域の幅の調整が可能であり、エッジが立った形状、すなわち膜厚不均一領域の幅を狭くしたもの、もしくはエッジをテーパー形状としたもの、すなわち膜厚不均一領域の幅を広くしたものとすることができる。

一方、従来のインクジェット法によりパターニングされた発光層の膜厚不均一領域は、通常１５μｍを超える幅を有するものである。したがって、このようなパターニングにより形成される各色を構成する画素を緻密に配置することが困難であった。

ここで、図３は本発明のＥＬ素子の発光層における膜厚不均一領域、すなわちエッジ部分を示すものであり、図４は従来のインクジェット法によりパターニングされた発光層の膜厚不均一領域を示すものである。これらの図からも明らかなように、従来のインクジェット法によりパターニングされた発光層のエッジ部分の膜厚不均一領域は幅広いが、本発明のＥＬ素子の発光層における膜厚不均一領域の幅はかなり狭い。

本実施態様のＥＬ素子は、発光層端部の膜厚不均一領域の幅が上述した値以下であるので、各画素間の距離を小さくすることが可能であり、これにより各画素を緻密に配置することでき、高品質な画像を得ることができるＥＬ素子とすることができるという利点を有する。

本実施態様においても、発光層を形成する材料は、蒸着法では形成することができない有機高分子材料であることが好ましい。また、発光層は少なくとも３層あり、これによりフルカラー画像が得られるように構成されたものであることが好ましい。なお、その他の構成、材料等に関しては、上述したＥＬ素子の製造方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。

（第３実施態様）
本発明のＥＬ素子の第３実施態様は、少なくとも１層の有機ＥＬ層を有するＥＬ素子であって、上記有機ＥＬ層が、複数色の発光が可能なパターニングされた複数の発光層であり、隣り合う異なる色を発光する発光層間の距離が、３０μｍ以下、好ましくは２０μｍ以下、特に好ましくは１５μｍ以下であることを特徴とするＥＬ素子である。

なお、ここで発光層間の距離とは、パターニングされた各発光層からなる画素間のスペースを示すものである。

発光層の湿式パターニングで最もよく知られているインクジェット法では、膜のエッジ部分の均一性が低いこと、インクの着弾位置が不安定であること、インクの濡れ広がる範囲を規定するために、撥インク性のバンクを設けたり撥インク性のパターン形成を行っておく必要があること等により、パターニングされた発光層間の距離は通常少なくとも４０μｍ以上設けるのが一般的である。したがって、画素ピッチが小さい、例えば４２μｍピッチ以下のような素子のパターニングは不可能である。

一方、本実施態様のＥＬ素子は、高分子または低分子発光層を湿式製膜によって製造することが可能なＥＬ素子にあって、発光層のパターニング精度が高く、また、パターニングした発光層のエッジ部分が乾燥により形成されたものと異なり、溶解またはエッチングにより不要部を取り去る手法を用いているため、発光層の膜の均一性が高く、パターニングした末端から例えば５μｍ程度の傾斜した領域があるだけである。したがって、フルカラーディスプレイを作製する場合に、発光部分である各画素間の距離を小さくすることが可能であり、これにより開口率を大きくすることができる。また、画素間の距離を小さくすることができることから、各画素を緻密に配置することが可能となる。

第２実施態様と同様に本実施態様においても、発光層を形成する材料は、蒸着法では形成することができない有機高分子材料であることが好ましい。また、発光層は少なくとも３層あり、これによりフルカラー画像が得られるように構成されたものであることが好ましい。なお、その他の構成、材料等に関しては、上述したＥＬ素子の製造方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。

（その他）
上記第１実施態様、第２実施態様および第3実施態様に示されるＥＬ素子においては、少なくとも基板と、前記基板上にパターン状に形成された電極層と、前記電極層のエッジ部分および素子の非発光部分を覆うような絶縁層とを有する構成とされていることが好ましい。

このようにパターン状に形成された電極層のエッジ部分を絶縁層で覆うことにより、上述したように素子の短絡等による欠陥を低減することができるからである。

ここで、用いられる基板としては、通常ＥＬ素子において用いられているガラス等の基板であれば、特に限定されるものではない。

また、電極層および絶縁層に関しては、上記ＥＬ素子の製造方法の欄で説明したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。

（具体的な材料の組み合わせ）
上記のような、特定の溶液への溶解性を利用した本発明におけるＥＬ素子のパターニングを行うことのできる好適な材料組み合わせは、例えば以下の通りである。

バッファー層：ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体
発光層：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、
ポリビニルカルバゾール誘導体
フォトレジスト：ポジ型レジスト（ノポラック樹脂系）
フォトレジスト溶媒：セロソルブ、セロソルブアセテート
フォトレジスト現像液：有機アルカリ現像液
フォトレジスト剥離液：セロソルブ、セロソルブアセテート、アセトン
発光層形成溶媒：キシレン、トルエン
一方、一般的に用いられるＥＬ素子材料やフォトレジスト材料であっても、例えば以下のような組み合わせは本発明においては好適ではない（ただし、各々の材料は他の材料系との組み合わせにおいては好適材料となりうる）。

バッファー層：ポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体
発光層：以下の構造を有するＴＰＤ／Ａｌｑ３、ポリビニルカルバゾール＋オキサジアゾール誘導体＋蛍光色素

フォトレジスト：ポジ型レジスト（ノボラック樹脂系）
フォトレジスト溶媒：セロソルブ、セロソルブアセテート
フォトレジスト現像液：有機アルカリ現像液
フォトレジスト剥離液：セロソルブ、セロソルブアセテート、アセトン
発光層形成溶媒：ジクロロエタン（ＴＰＤ／Ａｌｑ３の場合は真空成膜）
本発明において、発光層にポリビニルカルバゾール＋オキサジアゾール誘導体＋蛍光色素を用いると、レジストの成膜、剥離時にオキサジアゾール誘導体や蛍光色素が溶出するため不適当である。また、発光層にＴＰＤ／Ａｌｑ３を用いることも、レジストの成膜、剥離時にＴＰＤおよびＡｌｑ３が溶出する、フォトリソ中の加熱工程によってＴＰＤが結晶化する等の理由で不適当である。

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。

以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。

［実施例１：発光層が単層の場合］
（バッファー層のパターニング）
３インチ□、板厚１．１mmのパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄し、本実施例に用いる基体および第１電極層とした。

以下の化学構造を有するバッファー層塗布液（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（ＢａｙｔｒｏｎＰ）を０．５ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。

２５００ｒｐｍで20秒間保持してバッファー層を形成し、１５０℃で５分間乾燥した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化社製；ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持してレジスト層を形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクを共にセットし、バッファー層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化社製；ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストおよび、バッファー層を除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、アセトンでフォトレジストを全て除去し、アセトンに不溶のバッファー層を任意のパターンに形成した。

（発光層のパターニング）
バッファー層がパターニングされた基体上に以下の化学構造を有するポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。

２０００ｒｐｍで１０秒間保持して発光層を形成し、８０℃で１時間乾燥した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化社製；ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持してレジスト層を形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化社製；ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。９０℃で３０分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジストか除去された部分の発光層を除去した。アセトンでフォトレジストを全て除去し、アセトンに不溶の発光層を任意のパターンに形成した。

９０℃で１時間乾燥した後、次いで得られた基体上に、第２電極層（上部電極）としてＣａを５００オングストロームの厚みで蒸着し、さらに保護層としてＡｇを２５００オングストロームの厚みで蒸着し、ＥＬ素子を作成した。

得られたパターンの解像度はポジ型レジストの解像力に依存するが、本例では従来の蒸着マスク法、インクジェット法では実現不可能な解像度である。１０μｍと高精細のラインを形成できた。

（ＥＬ素子の発光特性の評価）
ＩＴＯ電極（第１電極層）側を陽極、Ａｇ電極（第２電極層）側を陰極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。１０Ｖ印加時に発光が認められ、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによる発光開始電圧の劣化がないと評価できた。また、発光効率の低下もみられなかった。さらに、バッファー層をパターニングしていることにより、陽極ライン間の絶縁性を高めることができクロストーク発生率が減少した。

［実施例２：発光層が３層の場合］
実施例１と同様にバッファー層をパターニングした。

第１の発光層としてバッファー層がパターニングされた基体上にポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して発光層を形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化社製；ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持してレジスト層を形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１色の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化社製；ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。９０℃で３０分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第１の発光部がフォトレジストで保護されかつ第２、第３の発光部のバッファー層が露出した基体を得た。

第２の発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して発光層を形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持してレジスト層を形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１、第２の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化社製；ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。９０℃で３０分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第１および第２の発光部がフォトレジストで保護されかつ第３の発光部のバッファー層が露出した基体を得た。

第３の発光層としてポリバラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して発光層を形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型レジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持してレジスト層を形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１ないし第３の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化製ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。９０℃で３０分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第１乃至第３の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。その後、アセトンでフォトレジストを全て除去した。

９０℃で１時間乾燥した後、次いで、得られた基体上に、第２電極層（上部電極）としてＣａを５００オングストロームの厚みで蒸着し、さらに保護層としてＡｇを２５００オングストロームの厚みで蒸着し、ＥＬ素子を作製した。

得られたパターンの解像度はポジ型レジストの解像力に依存するが、本例では従来の蒸着マスク法、インクジェット法では実現不可能な解像度である、１０μｍと高精細のラインを形成できた。

（ＥＬ素子の発光特性の評価）
ＩＴＯ電極（第１電極層）側を陽極、Ａｇ電極（第２電極層）側を陰極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。１０Ｖ印加時に第１ないし第３の発光部それぞれより発光が認められ、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによる発光開始電圧の劣化がないと評価できた。また、発光効率の低下もみられなかった。さらに、バッファー層をパターニングしていることにより、陽極ライン間の絶縁性を高めることができクロストーク発生率が減少した。

［実施例３：溶媒の変更］
発光層に下記式で表されるポリビニルカルバゾール、発光層溶媒にトルエンを用いた以外は実施例１と同様にＥＬ素子を作製した。

得られたパターンの解像度はポジ型レジストの解像力に依存するが、本例では従来の蒸着マスク法、インクジェット法では実現不可能な解像度である、１０μｍと高精細のラインを形成できた。

（ＥＬ素子の発光特性の評価）
ＩＴＯ電極（第１電極層）側を陽極、Ａｇ電極（第２電極層）側を陰極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。１５Ｖ印加時発光が認められ、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによる発光開始電圧の劣化がないと評価できた。また、発光効率の低下もみられなかった。さらに、バッファー層をパターニングしていることにより、陽極ライン間の絶縁性を高めることができクロストーク発生率が減少した。

［実施例４：ドライエッチングによるパターニング］
（バッファー層の製膜）
３インチ□、板厚１．１ｍｍのパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄し、本実施例に用いる基体および第１電極層とした。バッファー層塗布液（バイエル社製；ＢａｙｔｒｏｎＰ）を０．５ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２５００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

（発光層のパターニング）
バッファー層が形成された基体上にポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化社製；ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化社製；ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。

１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマ処理を１５０ミリトールの圧力で１５０Ｗのパワーで２０分間行なった。フォトレジストはバッファー層および発光層に比べて５倍以上厚いため、フォトレジストで保護されてない部分の発光層とバッファー層のみが剥離されて、ＩＴＯ電極が剥き出しになった。第１の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。

得られた基体上にバッファー層塗布液をスピンコートし、８００オングストロームのバッファー層を得た。次いで、 第２の発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１色の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化製ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。

１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマ処理を１５０ミリトールの圧力で１５０Ｗのパワーで２０分間行なった。フォトレジストはバッファー層および発光層に比べて５倍以上厚いため、フォトレジストで保護されてない部分の発光層とバッファー層のみが剥離されて、ＩＴＯ電極が剥き出しになった。第１および第２の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。

得られた基体上にバッファー層塗布液をスピンコートし、８００オングストロームのバッファー層を得た。次いで、第３の発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化社製；ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１色の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化社製；ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。

１２０℃で３０分間ポストベークした後、酸素プラズマ処理を１５０ミリトールの圧力で１５０Ｗのパワーで２０分間行なった。フォトレジストはバッファー層および発光層に比べて５倍以上厚いため、フォトレジストで保護されてない部分の発光層とバッファー層のみが剥離された。第１乃至第３の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。その後、アセトンでフォトレジストをすべて除去した。

１００℃で１時間乾燥した後、次いで、得られた基体上に、第２電極層（上部電極）としてＣａを５００オングストロームの厚みで蒸着し、さらに保護層としてＡｇを２５００オングストロームの厚みで蒸着し、ＥＬ素子を作製した。

（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印加時に第１乃至第３の発光部それぞれより発光が認められた。

［実施例５：大気プラズマの使用］
酸素プラズマ処理の代わりに、大気圧プラズマを用いた以外は実施例４と同様に素子作製を行った。実施例４と同様にパターン形成が可能であり、第１乃至第３の発光部それぞれより発光が認められた。

［実施例６：超音波浴の使用］
（バッファー層の製膜）
６インチ□、板厚１．１ｍｍのパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄し、本発明の基体および第１電極層とした。バッファー層塗布液（バイエル製ＢａｙｔｒｏｎＰ（化1））を０．５ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２５００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、バッファー層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化製ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストおよび、バッファー層を除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、アセトンでフォトレジストを全て除去し、アセトンに不溶のバッファー層を任意のパターンに形成した。

（発光層の製膜）
第１の発光層としてバッファー層がパターニングされた基体上にポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１色の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化製ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、超音波浴中においてトルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第１の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。

第２の発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。アセトンでフォトレジストを剥離することで、パターニングされた第１の発光層の上部に形成されたフォトレジストとともに、第２の発光層を剥離し、パターニングされた第１の発光層を露出させた。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１色と第２色の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化製ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、超音波浴中においてトルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第１および第２の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。

第３の発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子ＭＥＨ−ＰＰＶの１ｗｔ％キシレン溶液を、を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。２０００ｒｐｍで１０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は８００オングストロームとなった。アセトンでフォトレジストを剥離することで、パターニングされた第１および第２の発光層の上部に形成されたフォトレジストとともに、第３の発光層を剥離し、パターニングされた第１および第２の発光層を露出させた。

ポジ型フォトレジスト液（東京応化製ＯＦＰＲ−８００）を２ｍｌとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。５００ｒｐｍで１０秒間保持し、その後、２０００ｒｐｍで２０秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約１μｍとなった。８０℃で３０分間プリベークを行なった。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第１乃至第３の発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液（東京応化製ＮＭＤ−３）で２０秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。１２０℃で３０分間ポストベークした後、超音波浴中においてトルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第１乃至第３の発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。その後、アセトンでフォトレジストをすべて除去し、パターニングされた発光層を露出させた。

１００℃で１時間乾燥した後、次いで、得られた基体上に、第２電極層（上部電極）としてＣａを５００オングストロームの厚みで蒸着し、さらに保護層としてＡｇを２５００オングストロームの厚みで蒸着し、ＥＬ素子を作製した。

（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印加時に第１乃至第３の発光部それぞれより発光が認められた。

［実施例７：絶縁層の形成］
３インチ□、板厚１．１ｍｍのパターニングされたＩＴＯ基板を洗浄し、基体および第１電極層とした。このときＩＴＯのパターンは、ライン８４μｍでスペースが１６μｍであった。上記スペースの部分とＩＴＯの端部（５μｍづつ）に、２６μｍ幅で絶縁性のＵＶ硬化型樹脂よりなるネガ型レジストにより膜厚５μｍの絶縁層を形成した。その他は、実施例４と同様にしてＥＬ素子を形成した。

第１、第2および第3の発光部を形成するためのパターニング後も絶縁層は欠損することなく絶縁層としての機能を果たしており、第1〜第3の発光部のそれぞれより発光が認められた。したがって、絶縁層を形成しても、実施例４の場合と同様にパターン形成が可能であることがわかった。

本発明のＥＬ素子の製造方法の一例を示すものであり、バッファー層のパターニングを行い、単色のＥＬ素子を製造する手順を示す工程図である。 本発明のＥＬ素子の製造方法の他の例を示すものであり、３色の発光層のパターニングを行い、フルカラー表示のＥＬ素子を製造する手順を示す工程図である。 本発明のＥＬ素子における発光層のエッジ部分の断面を拡大して示す拡大断面図である。 従来のインクジェット法により形成された発光層のエッジ部分の断面を拡大して示す拡大断面図である。

符号の説明

１ … 基体
３ … バッファー層
４ … ポジ型フォトレジスト層
７ … 発光層
２３ … バッファー層
２４ … 青色発光層
２５ … ポジ型フォトレジスト層
２８ … 緑色発光層
２９ … 赤色発光層

Claims (12)

1. エレクトロルミネッセント素子を構成する有機エレクトロルミネッセント層のうち少なくともバッファー層および複数種類の発光層が、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングされることにより形成されるエレクトロルミネッセント素子の製造方法であって、
   少なくとも電極層が形成された基板上に、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト剥離液、および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるバッファー層を形成し、前記バッファー層上に直に、バッファー層形成に用いる溶媒に不溶であるフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを用いて前記バッファー層をパターニングすることにより、パターニングされたバッファー層を形成する工程と、
   前記パターニングされたバッファー層を覆うように、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶である発光層を形成し、前記発光層上に直に、発光層形成に用いる溶媒に不溶であるフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを用いて前記発光層をパターニングすることにより、前記パターニングされたバッファー層上に、前記フォトレジストに被覆され、パターニングされた発光層を形成するとともに、前記パターニングされた発光層とは異なる種類の発光層が形成される前記パターニングされたバッファー層を露出させる工程と、
   前記パターニングされた発光層上に配置された前記フォトレジスト、および露出した前記パターニングされたバッファー層を覆うように、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶であり、前記パターニングされた発光層とは異なる種類の発光層を形成する工程と
   を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
2. 前記パターニングされたバッファー層を形成する工程には、フォトレジストを用いてバッファー層をパターニングした後、前記フォトレジストを剥離する工程が含まれることを特徴とする請求項１に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
3. 前記発光層形成に用いる溶媒が、既に形成されているバッファー層に対して、貧溶媒であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
4. 前記発光層形成に用いる溶媒の、既に形成されているバッファー層に対する溶解度が、２５℃、１気圧で０．００１（ｇ／ｇ溶媒）以下であることを特徴とする請求項３に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
5. 前記発光層が、赤、緑および青の光を発光する３種類の発光層であることを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
6. エレクトロルミネッセント素子を構成する有機エレクトロルミネッセント層のうち少なくともバッファー層および複数種類の発光層が、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングされることにより形成されるエレクトロルミネッセント素子の製造方法であって、
   少なくとも電極層が形成された基板上に、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト剥離液、および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるバッファー層を形成し、次いで前記バッファー層上に、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶である発光層を形成し、続いて前記発光層上に直に、バッファー層形成に用いる溶媒に不溶であるフォトレジストを塗布し、前記フォトレジストを用いて前記バッファー層および発光層を同時にパターニングすることにより、前記フォトレジストに被覆され、パターニングされたバッファー層および発光層を形成する工程と、
   前記パターニングされたバッファー層および発光層上に配置された前記フォトレジストを覆うように、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト剥離液、および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるバッファー層を形成し、次いで前記バッファー層上に、フォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶であり、前記パターニングされた発光層とは異なる種類の発光層を形成する工程と
   を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
7. 前記フォトリソグラフィー法を用いたパターニングが、パターニングされるバッファー層および／または発光層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することによりフォトレジストをパターニングした後、ドライエッチングを用いてフォトレジストが除去された部分のバッファー層および／または発光層を除去することによるパターニングであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
8. 前記ドライエッチングが、反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
9. 前記ドライエッチングに、酸素単体または酸素を含むガスを用いることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
10. 前記ドライエッチングに、大気圧プラズマを用いることを特徴とする請求項７に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
11. 前記フォトリソグラフィー法を用いたパターニングが、パターニングされるバッファー層および／または発光層上にフォトレジストを塗布し、露光し、現像することによりフォトレジストをパターニングした後、超音波浴中でフォトレジストが除去された部分のバッファー層および／または発光層を除去することによるパターニングであることを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。
12. 前記発光層、または前記バッファー層および前記発光層をパターニングした後に第２電極層を形成することを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれかの請求項に記載のエレクトロルミネッセント素子の製造方法。

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