エレクトロルミネッセンス素子の製造方法
【課題】本発明は、種々の有機配位子に適用可能であり、発光特性および寿命特性の良好な、量子ドットを含有する発光層を有するＥＬ素子の製造方法を提供することを主目的とする。
【解決手段】本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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ことにより、上記課題を解決する。
【解決手段】本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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ことにより、上記課題を解決する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドットを含有する発光層を有するエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す場合がある。）素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子は、対向する２つの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発光材料を励起し、発光材料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。
【０００３】
近年、半導体からなる量子ドットを用いた発光層を有する発光素子が提案され、開発されている。量子ドットは、半導体の原子が複数集まって数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の結晶を構成するものであり、結晶がこのようなナノサイズまで小さくなると、連続的なバンド構造ではなく、離散的なエネルギー準位を構成するようになる。すなわち、量子サイズ効果が顕著に現れるようになるので、量子ドットよりサイズの大きいバルク結晶に比べ電子の閉じ込め効果が高まり、励起子が再結合する確率を高めることができる。
さらに、量子ドットを用いた発光素子では、発光素子の構成を変更することなく、発光周波数を整調することができる。量子ドットは、量子閉じ込め効果により、大きさに依存した光学特性を示す。例えば、CdSeからなる量子ドットの発光色を、単に量子ドットの大きさを変えることにより、青色から赤色へと変化させることができる。さらに、量子ドットは、比較的狭い半値幅で発光し、例えば半値幅を30nm未満とすることができる。したがって、量子ドットは、発光層の材料として優れているといえる。
【０００４】
なお、量子ドットは、ナノクリスタル、微粒子、コロイドあるいはクラスターなどと呼ばれることもあるが、量子サイズ効果が生ずるものはここでは量子ドットと同じものを示す。
【０００５】
このような量子ドットを用いた発光層の成膜方法としては、例えば、表面にトリ-n-オクチルホスフィンオキシド（TOPO）等の有機配位子が付着した量子ドットを含有するコロイド溶液を用いたスピンコート法およびディップコート法などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この有機配位子は、量子ドットの表面に付着し、量子ドットの分散安定性を良好なものとしている。
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５２２００５号公報
【特許文献２】特表２００６−５２００７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記有機配位子は、発光に寄与しないものが多い。さらに、上記有機配位子が表面に付着した量子ドットを用いた発光層では、発光層内での量子ドットの安定性が悪いため、寿命特性に影響を及ぼすおそれがある。特に、量子ドットが燐光材料である場合には、蛍光材料に比べて燐光材料は寿命が長いために、寿命特性が影響を受けやすい。そのため、高効率で長寿命なＥＬ素子とするためには、発光層中の有機配位子を除去することが好ましい。
【０００８】
また、上記の量子ドットを用いて成膜された発光層では、量子ドットの表面に有機配位子が付着しているため、隣接する量子ドット間の距離が、有機配位子の約２倍の長さになると考えられる。そのため、発光層の導電性が低下するおそれがある。また、発光層の導電性が低いと、発光特性に悪影響を及ぼす。
【０００９】
そこで、上記特許文献２には、有機配位子をピリジンとし、表面にピリジンが付着した量子ドットを含む光学層を、温度３００℃で圧縮（焼結）したり、温度１５０℃、圧力約１０００barで圧縮（焼結）したりすることにより、ピリジンを気化させる方法が提案されている。しかしながら、上記特許文献２には、有機配位子がピリジンの場合のみが示されているだけであり、他の有機配位子を除去する方法については詳しく述べられていない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、種々の有機配位子に適用可能であり、発光特性および寿命特性の良好な、量子ドットを含有する発光層を有するＥＬ素子の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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。
【００１２】
本発明によれば、ＵＶ−オゾン洗浄により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【００１３】
また本発明においては、上記発光層形成工程前に、上記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有していてもよい。無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成すれば、正孔注入輸送層が上記ＵＶ−オゾン洗浄に対して安定だからである。
【００１４】
さらに本発明においては、上記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、上記コア部を被覆し、上記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有することが好ましい。このような構成とすることにより、量子ドットが安定化されるからである。
【００１５】
また本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にプラズマ照射を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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。
【００１６】
本発明によれば、プラズマ照射により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【００１７】
さらに本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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。
【００１８】
本発明によれば、上記の光触媒処理層基板を利用した除去処理により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【００１９】
また本発明においては、上記発光層形成工程前に、上記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有していてもよい。無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成すれば、正孔注入輸送層が上記有機配位子除去工程での処理に対して安定だからである。
【００２０】
さらに本発明においては、上記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、上記コア部を被覆し、上記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有することが好ましい。このような構成とすることにより、量子ドットが安定化されるからである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＵＶ−オゾン洗浄、プラズマ照射、あるいは光触媒処理層基板を利用して発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去するのに適用することができ、かつ、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のＥＬ素子の製造方法について詳細に説明する。本発明のＥＬ素子の製造方法は、有機配位子除去工程での除去処理により３つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様について説明する。
【００２３】
Ｉ．第１実施態様
本発明のＥＬ素子の製造方法の第１実施態様は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
【００２４】
なお、本発明において、「有機配位子を除去する」とは、残留物（残基）を伴わずに有機配位子が除去される場合だけでなく、残留物（残基）を伴って有機配位子が除去される場合も含まれる。
【００２５】
本実施態様の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、本実施態様のＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、基板１上に第１電極層２を形成し、この第１電極層２上に周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層３を形成する（図１(a)、発光層形成工程）。
【００２６】
上記発光層形成用塗工液には、図２に例示するような周囲に有機配位子２１が配置された量子ドット２２が用いられている。すなわち、有機配位子２１が量子ドット２２の表面に付着しており、このような有機配位子２１が表面に付着された量子ドット２２が発光層形成用塗工液に用いられている。
【００２７】
次に、発光層３に、１８５ｎｍおよび２５４ｎｍの波長を含む紫外線１１を照射する（図１(b)、有機配位子除去工程）。波長１８５ｎｍの紫外線によって空気中の酸素（Ｏ2）からオゾン（Ｏ3）が生成され、波長２５４ｎｍの紫外線によってオゾン（Ｏ3）が酸素（Ｏ2）および活性酸素（Ｏ）に分解され、発光層付近に多くの活性酸素が存在するようになる。発光層が活性酸素と接触すると、発光層中に含まれる有機配位子は、活性酸素と反応して揮発性の物質となって除去される。これは、ＵＶ−オゾン洗浄と称される。
【００２８】
次に、発光層３上に第２電極層４を形成する（図１(c)、第２電極層形成工程）。
【００２９】
ＵＶ−オゾン洗浄では、種々の有機物を容易に除去することが可能である。したがって、本実施態様によれば、ＵＶ−オゾン洗浄により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。また、有機配位子除去工程後、発光層上に塗布法にて電子輸送層等を形成する場合には、発光層と電子輸送層等との密着性を高めることができる。
以下、ＥＬ素子の製造方法における各工程ついて説明する。
【００３０】
１．発光層形成工程
本実施態様における発光層形成工程は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する工程である。
以下、発光層形成用塗工液、発光層の形成方法、基板および第１電極層について説明する。
【００３１】
（１）発光層形成用塗工液
本実施態様に用いられる発光層形成用塗工液は、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有するものであり、通常は周囲に有機配位子が配置された量子ドットが溶媒に分散されたものである。以下、発光層形成用塗工液の各構成について説明する。
【００３２】
（ｉ）量子ドット
本実施態様に用いられる量子ドットとしては、蛍光または燐光を発するものであれば特に限定されるものではない。中でも、量子ドットは、いわゆる化合物半導体を含むことが好ましい。化合物半導体としては、例えば、IV族の化合物、I-VII族の化合物、II−VI族の化合物、II−V族の化合物、III−VI族の化合物、III−V族の化合物、IV−VI族の化合物、I−III−VI族の化合物、II−IV−VI族の化合物、II−IV−V族の化合物等が挙げられる。具体的には、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbS、PbSe、PbTe、またはこれらの混合物が挙げられる。中でも、汎用性および光学特性の観点から、CdSeが好ましい。
【００３３】
量子ドットは、半導体微粒子からなるコア部のみからなっていてもよく、半導体微粒子からなるコア部と、コア部を被覆し、半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有するものであってもよい。中でも、量子ドットは、上記コア部と上記シェル部とを有するものであることが好ましい。すなわち、量子ドットは、コアシェル構造を有し、コアシェル型量子ドットであることが好ましい。量子ドットの安定性が向上するからである。
【００３４】
コア部に用いられる半導体微粒子としては、上記化合物半導体の微粒子が好ましく用いられる。
【００３５】
また、シェル部に用いられる材料としては、上記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料であれば特に限定されるものではないが、上記半導体微粒子と同様に、上記化合物半導体であることが好ましい。この場合、シェル部に用いられる化合物半導体は、コア部に用いられる化合物半導体と同一であってもよく異なっていてもよい。
【００３６】
上記コアシェル型量子ドットとしては、例えば、コア部/シェル部とすると、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdTe/CdS、InP/ZnS、GaP/ZnS、Si/ZnS、InN/GaN、InP/CdSSe、InP/ZnSeTe、GaInP/ZnSe、GaInP/ZnS、Si/AlP、InP/ZnSTe、GaInP/ZnSTe、GaInP/ZnSSe等が挙げられる。中でも、汎用性および光学特性の観点から、CdSe/ZnSが好ましい。
【００３７】
また、量子ドットの形状としては、例えば、球形、棒状、円盤状等を挙げることができる。
なお、量子ドットの形状は、透過型電子顕微鏡（TEM）により確認することができる。
【００３８】
量子ドットの粒径は、２０ｎｍ未満であることが好ましく、中でも１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内、特に１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。量子ドットの粒径が大きすぎると、量子サイズ効果が得られない可能性があるからである。
量子ドットは、その粒径により異なる発光スペクトルを示すことから、目的とする色に応じて量子ドットの粒径が適宜選択される。例えばCdSe/ZnSからなるコアシェル型量子ドットの場合、粒径が大きくなるにつれて発光スペクトルが長波長側にシフトし、粒径が５．２ｎｍの場合は赤色を示し、粒径が１．９ｎｍの場合は青色を示す。
また、量子ドットの粒径分布は比較的狭いことが好ましい。
なお、量子ドットの粒径は、透過型電子顕微鏡（TEM）、粉末Ｘ線回折（XRD）パターン、またはUV/Vis吸収スペクトルにより確認することができる。
【００３９】
発光層形成用塗工液中の、周囲に有機配位子が配置された量子ドットの含有量としては、発光層形成用塗工液中の全固形分を１００質量％とすると、５０質量％〜１００質量％の範囲内であることが好ましく、中でも６０質量％〜１００質量％の範囲内であることが好ましい。上記含有量が少なすぎると、充分な発光が得られない可能性があるからである。また、上記含有量が多すぎると、発光層の成膜が困難となる場合があるからである。
【００４０】
量子ドットの合成方法としては、特表2005-522005号公報、特表2006-520077号公報、特開2007-21670号公報等を参照することができる。
【００４１】
また、量子ドットの表面に付着している有機配位子を、他の有機配位子に交換することが可能である。例えば、多量の置換したい他の有機配位子と、表面に有機配位子が付着した量子ドットを不活性ガス雰囲気下で混合しながら加熱することで、量子ドットの表面に付着している有機配位子を、他の有機配位子に置換することができる。また例えば、表面に有機配位子が付着した量子ドットを多量のシランカップリング剤と混合することで、量子ドットの表面に付着している有機配位子を、シランカップリング剤に置換することができる。シランカップリング剤に置換する際の温度は、室温程度とするのがよい。
なお、有機配位子の置換方法については、特開2007-21670号公報等を参照することができる。
【００４２】
TOPO等の有機配位子が付着した量子ドットの市販品としては、例えば、evident TECHNOLOGIES社製の蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」等を用いることができる。
【００４３】
（ii）有機配位子
本実施態様に用いられる有機配位子としては、一般的に量子ドットの有機配位子として使用されるものを用いることができる。例えば、トリ-n-オクチルホスフィン（TOP）等のアルキルホスフィン、トリ-n-オクチルホスフィンオキシド（TOPO）等のアルキルホスフィンオキシド、アルキルホスホン酸、トリス−ヒドロキシルプロピルホスフィン（tHPP）等のアルキルホスフィン酸、ピリジン、フラン、ヘキサデシルアミン等が挙げられる。
【００４４】
また、有機配位子として、シランカップリング剤を用いることもできる。シランカップリング剤は、分子設計が比較的容易であるので、種々の官能基を有するシランカップリング剤を用いることにより、溶媒に対しての分散安定性をもたせたり、反応性を制御したりすることができる。また、シランカップリング剤に含まれる種々の官能基は、後述の有機配位子除去工程にて除去可能であるため、種々の官能基が除去されることにより寿命特性を向上させることができる。
【００４５】
シランカップリング剤としては、例えば、（１）クロロまたはアルコキシシラン等、（２）反応性シリコーンを挙げることができる。
【００４６】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示されるケイ素化合物が好ましく用いられる。このケイ素化合物では、上記Ｘ、Ｙが、後述の有機配位子除去工程にて除去される。Ｙで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、Ｘで示されるアルコキシル基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。上記式で示されるケイ素化合物としては、具体的には、特開２０００−２４９８２１号公報に記載されているもの等を用いることができる。
【００４７】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記化学式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００４８】
【化１】
【００４９】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１，Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。上記化合物では、上記Ｒ１，Ｒ２が、後述の有機配位子除去工程にて除去される。
【００５０】
（iii）溶媒
本実施態様に用いられる発光層形成用塗工液に使用することができる溶媒としては、上記の周囲に有機配位子が配置された量子ドットと混合するものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、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の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく混合して用いてもよい。
【００５１】
（iv）その他
本実施態様に用いられる発光層形成用塗工液には、種々の添加剤を添加することができる。例えば、インクジェット法により発光層を形成する場合には、吐出性を向上させる目的で、界面活性剤等を添加してもよい。
【００５２】
また本実施態様において、例えば赤色、緑色および青色の三原色の発光層を形成する場合は、赤色、緑色および青色の各色発光層形成用塗工液が用いられる。上述したように、量子ドットは、その粒径により異なる発光スペクトルを示すことから、各色に応じて量子ドットの粒径が調整される。
【００５３】
（２）発光層の形成方法
本実施態様においては、第１電極層が形成された基板上に、上記発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する。
【００５４】
発光層形成用塗工液の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、インクジェット法、キャスト法、ＬＢ法、ディスペンサー法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等が挙げられる。
【００５５】
また、発光層を、第１電極層が形成された基板上に全面に形成してもよく、パターン状に形成してもよい。
【００５６】
発光層のパターニング方法としては、一般的な発光層のパターニング方法を用いることができ、例えば、フォトリソグラフィー法、光触媒を含有する層を利用する方法などを挙げることができる。
【００５７】
上記フォトリソグラフィー法としては、例えば、エッチング法、リフトオフ法を挙げることができる。
【００５８】
エッチング法としては、一般的な方法を適用することができる。エッチング法は、例えば、第１電極層が形成された基板上に発光層を形成する発光層形成工程と、発光層上にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、フォトレジスト層をパターニングするフォトレジスト層パターニング形成工程と、フォトレジスト層が除去されて露出した部分の発光層をエッチングする発光層パターニング工程と、残存するフォトレジスト層を除去するフォトレジスト層除去形成工程とを有する方法とすることができる。
なお、上記エッチング法については、例えば特開2004-6231号公報等に詳しく記載されている。
【００５９】
また、リフトオフ法としては、一般的な方法を適用することができる。リフトオフ法は、例えば、第１電極層が形成された基板上にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、フォトレジスト層をパターニングするフォトレジスト層パターニング形成工程と、パターン状のフォトレジスト層が形成された基板上に発光層を形成する発光層形成工程と、残存するフォトレジスト層を除去して、発光層をリフトオフする発光層パターニング工程とを有する方法とすることができる。
【００６０】
また、上記光触媒を含有する層を利用する方法としては、例えば、第１電極層が形成された基板上に、光触媒を含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する濡れ性変化層形成工程と、濡れ性変化層にパターン状にエネルギー照射することにより、濡れ性変化層表面に親液性領域および撥液性領域からなる濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、親液性領域上に発光層を形成する発光層形成工程とを有する方法とすることができる。また例えば、第１電極層が形成された基板上に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する濡れ性変化層形成工程と、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、濡れ性変化層に対して、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、パターン状にエネルギー照射することにより、濡れ性変化層表面に親液性領域および撥液性領域からなる濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、親液性領域上に発光層を形成する発光層形成工程とを有する方法とすることができる。
なお、上記光触媒を含有する層を利用する方法については、例えば特開2006-310036号公報、特開2005-300926号公報等に詳しく記載されている。
【００６１】
発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば１ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができ、中でも、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。発光層の厚みが厚すぎると、ＵＶ−オゾン処理が発光層の内部にまで施されず、発光層内部の有機配位子を除去することが困難となったり、ＵＶ−オゾン処理による有機配位子の除去に長時間を要したりする場合があるからである。
【００６２】
（３）基板
本実施態様に用いられる基板は、透明性を有していても有さなくてもよい。例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてボトムエミッション型とする場合、基板１は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてトップエミッション型とする場合、基板１に透明性は要求されない。また、例えば図１(c)に示すＥＬ素子において両面から光を取り出す場合には、基板１は透明性を有することが好ましい。
透明性を有する基板には、例えば、ガラス等の無機材料や、透明樹脂などを用いることができる。
【００６３】
上記透明樹脂としては、フィルム状に成形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ことが好ましい。このような透明樹脂としては、例えば、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。
【００６４】
（４）第１電極層
本実施態様に用いられる第１電極層は、陽極であってもよく陰極であってもよい。一般に、ＥＬ素子を製造する際には、陽極側から積層する方が安定してＥＬ素子を作製することができることから、第１電極層が陽極であることが好ましい。
【００６５】
陽極には、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く用いられる。一方、陰極には、電子が注入し易いように仕事関数の小さな導電性材料が好ましく用いられる。導電性材料としては、一般的に電極に用いられるものを使用することができる。
中でも、導電性材料は、ＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましい。本実施態様においては、図１(b)に例示するように、第１電極層２上に形成された発光層３にＵＶ−オゾン洗浄を施す。そのため、第１電極層に用いられる導電性材料は、このＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましいのである。
このような導電性材料としては、金属材料、無機化合物等が挙げられる。
【００６６】
また、第１電極層は、透明性を有していても有さなくてもよく、光の取り出し面に応じて適宜選択される。例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてボトムエミッション型とする場合、第１電極層２は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてトップエミッション型とする場合、第１電極層２に透明性は要求されない。また、例えば図１(c)に示すＥＬ素子において両面から光を取り出す場合には、第１電極層２は透明性を有することが好ましい。
【００６７】
透明性を有する導電性材料としては、上述したようにＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましく、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、Ｚｎ−Ｏ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ等を好ましいものとして例示することができる。また、透明性が要求されない場合、導電性材料としては、上述したようにＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましく、金属を用いることができ、具体的にはＡｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、あるいは、Ａｌ合金、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金等を挙げることができる。
【００６８】
第１電極層が陽極および陰極のいずれであっても、抵抗が比較的小さいことが好ましい。
【００６９】
第１電極層の成膜方法としては、一般的な電極の成膜方法を用いることができ、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等を挙げることができる。また、第１電極層のパターニング方法としては、フォトリソグラフィー法を挙げることができる。
【００７０】
２．有機配位子除去工程
本実施態様における有機配位子除去工程は、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する工程である。
【００７１】
ＵＶ−オゾン洗浄は、有機配位子を除去することが可能であれば特に限定されるものではない。
【００７２】
紫外線を照射する際の雰囲気としては、空気雰囲気、オゾンを含有する酸素雰囲気、オゾンを含有する空気雰囲気等とすることができる。
【００７３】
また、紫外線を照射する際に、発光層が形成された基板を加熱してもよい。これにより、発光層中の有機配位子を効率的に除去することができるからである。加熱温度しては、６０℃〜４００℃程度に設定することができる。
なお、有機配位子がシランカップリング剤である場合には、シランカップリング剤の反応性を制御するために、加熱しないこととする。
【００７４】
上記ＵＶ−オゾン洗浄は、通常、発光層が形成された基板の全面に施される。
【００７５】
なお、有機物が除去されたことは、例えば、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭ）等により確認することができる。
【００７６】
３．第２電極層形成工程
本実施態様における第２電極層形成工程は、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する工程である。
【００７７】
第２電極層は、第１電極層と対向する電極であればよく、陽極であってもよく陰極であってもよい。
【００７８】
第２電極層を形成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではない。例えば、第２電極層側から光を取り出す場合には、第２電極層は透明性を有することが好ましい。一方、第１電極層側から光を取り出す場合には、第２電極層に透明性は要求されない。なお、導電性を有する材料については、上記第１電極層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７９】
また、第２電極層の成膜方法およびパターニング方法については、上記第１電極層の成膜方法およびパターニング方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８０】
４．正孔注入輸送層形成工程
本実施態様においては、図３に例示するように、上記発光層形成工程（図３(b)）前に、上記第１電極層２が形成された基板１上に正孔注入輸送層５を形成する正孔注入輸送層形成工程（図３(a)）を行ってもよい。正孔注入輸送層を設けることにより、発光層への正孔の注入が安定化したり、正孔の輸送が円滑になったりするため、発光効率を高めることができる。
【００８１】
正孔注入輸送層は、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ注入する正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両方を有する単一の層であってもよい。
【００８２】
正孔注入輸送層に用いられる材料としては、正孔注入輸送層に求められる機能に応じて適宜選択されるものであるが、中でも、無機材料であることが好ましい。本発明においては、図３(c)に例示するように、正孔注入輸送層５上に形成された発光層３にＵＶ−オゾン洗浄を施す。そのため、正孔注入輸送層に用いられる材料は、このＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましく、無機材料が好適なのである。無機材料であれば、上記ＵＶ−オゾン洗浄に対して安定である。
【００８３】
正孔注入層に用いられる正孔注入材料としては、発光層内への正孔の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではないが、上述したように、正孔注入性を有する無機材料であることが好ましい。正孔注入性を有する無機材料としては、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物などを挙げることができる。これらの材料は単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００８４】
正孔注入層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００８５】
また、正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではないが、上述したように、正孔輸送性を有する無機材料であることが好ましい。正孔輸送性を有する無機材料としては、例えば、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）等のルイス酸化合物が挙げられる。中でも、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）等の金属酸化物が好ましく用いられる。
【００８６】
正孔輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００８７】
正孔注入輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法等を用いることができる。
【００８８】
５．電子注入輸送層形成工程
本実施態様においては、上記発光層形成工程後に、上記発光層上に電子注入輸送層を形成する電子注入輸送層形成工程を行ってもよい。電子注入輸送層を設けることにより、発光層への電子の注入が安定化したり、電子の輸送が円滑になったりするため、発光効率を高めることができる。
【００８９】
電子注入輸送層は、陰極から注入された電子を安定に発光層内へ注入する電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送する電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層であってもよい。
【００９０】
電子注入層に用いられる電子注入材料としては、発光層内への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｓｒ等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の単体、アルミリチウム合金等のアルカリ金属の合金、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属の有機錯体などを挙げることができる。また、Ｃａ／ＬｉＦのように、これらを積層して用いることも可能である。
【００９１】
電子注入層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には０．１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００９２】
また、電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、陰極から注入された電子を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（Ｂｐｅｈｎ）等のフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のアルミキノリノール錯体などを挙げることができる。
【００９３】
電子輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である。
【００９４】
さらに、電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層の形成材料としては、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされた電子輸送材料を挙げることができる。電子輸送材料としては、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（Ｂｐｅｈｎ）等のフェナントロリン誘導体が挙げられる。また、電子輸送材料とドープされる金属とのモル比率は、１：１〜１：３の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：１〜１：２の範囲内である。アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされた電子輸送材料は、電子移動度が比較的大きく、金属単体に比べて透過率が高い。
【００９５】
電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である。
【００９６】
電子注入輸送層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよく、スピンコート法等のウェットプロセスであってもよい。
【００９７】
６．絶縁層形成工程
本実施態様においては、上記発光層形成工程前に、基板上の第１電極層のパターンの開口部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を行ってもよい。絶縁層は、隣接する第１電極層のパターン間での導通や、第１電極層および第２電極層間での導通を防ぐために設けられるものである。この絶縁層が形成された部分は、非発光領域となる。
【００９８】
絶縁層は、基板上の第１電極層のパターンの開口部に形成されるものであり、通常は第１電極層のパターンの端部を覆うように形成される。
【００９９】
この絶縁層の形成材料としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、無機材料等を用いることができる。
【０１００】
また、絶縁層の形成方法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法等の一般的な方法を用いることができる。
【０１０１】
II．第２実施態様
本発明のＥＬ素子の製造方法の第２実施態様は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にプラズマ照射を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
【０１０２】
プラズマ照射では、種々の有機物を容易に除去することが可能である。したがって、本実施態様によれば、プラズマ照射により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【０１０３】
なお、発光層形成工程および第２電極層形成工程については、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、ＥＬ素子の製造方法における他の工程ついて説明する。
【０１０４】
１．有機配位子除去工程
本実施態様における有機配位子除去工程は、上記発光層にプラズマ照射を施して、上記有機配位子を除去する工程である。
【０１０５】
プラズマ照射は、有機配位子を除去することが可能であれば特に限定されるものではない。
【０１０６】
プラズマ照射の際に用いる反応性ガスとしては、一般的に用いられている反応性ガスを使用することが可能である。中でも、有機配位子を効率的に除去することが可能な反応性ガスであることが好ましい。このような反応性ガスの組成としては、フッ素またはフッ素化合物を含んだガス、塩素または塩素化合物を含んだガス、酸素、アルゴン等の組合せを挙げることができる。
【０１０７】
上記プラズマ照射処理は、通常、発光層が形成された基板の全面に施される。
【０１０８】
なお、有機物が除去されたことは、例えば、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭ）等により確認することができる。
【０１０９】
２．その他の工程
本実施態様においては、上記第１実施態様と同様に、正孔注入輸送層形成工程、電子注入輸送層形成工程、絶縁層形成工程等を行うことができる。
【０１１０】
III．第３実施態様
本発明のＥＬ素子の製造方法の第３実施態様は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
【０１１１】
図４は、本実施態様のＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、基板１上に第１電極層２を形成し、この第１電極層２上に周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層３を形成する（図４(a)、発光層形成工程）。
【０１１２】
次に、図４(b)に例示するように、基体３２と光触媒処理層３３とが積層された光触媒処理層基板３１を準備する。次いで、光触媒処理層基板３１の光触媒処理層３３と、発光層３とが向かい合うように配置し、紫外線１２を照射する。紫外線１２の照射により、光触媒処理層３３に含有される光触媒の作用から、発光層３に含まれる有機配位子が除去される（図４(b)、有機配位子除去工程）。
【０１１３】
光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギーの照射によって光触媒が酸化還元反応を引き起こし、スーパーオキサイドラジカル（・Ｏ２−）やヒドロキシラジカル（・ＯＨ）などの活性酸素種を発生し、この発生した活性酸素種が有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本実施態様においては、この活性酸素種が光触媒処理層近傍に配置された発光層中の有機配位子に作用を及ぼしていると思料される。
【０１１４】
次に、発光層３上に第２電極層４を形成する（図４(c)、第２電極層形成工程）。
【０１１５】
上記の光触媒処理層基板を利用した除去処理では、種々の有機物を容易に除去することが可能である。したがって、本実施態様によれば、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。また、この除去処理では、紫外線等のエネルギーの照射量が比較的少なくても、有機配位子の除去が可能である。
【０１１６】
なお、発光層形成工程および第２電極層形成工程については、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、ＥＬ素子の製造方法における他の工程ついて説明する。
【０１１７】
１．有機配位子除去工程
本実施態様における有機配位子除去工程は、上記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、上記有機配位子を除去する工程である。
以下、光触媒処理層基板、光触媒処理層基板および発光層の配置、ならびにエネルギー照射について説明する。
【０１１８】
（１）光触媒処理層基板
本実施態様に用いられる光触媒処理層基板は、基体と、この基体上に形成された光触媒処理層とを有するものである。以下、光触媒処理層および基体について説明する。
【０１１９】
（光触媒処理層）
本実施態様に用いられる光触媒処理層は、光触媒を含有するものである。光触媒処理層としては、光触媒処理層中の光触媒が発光層中の有機配位子に作用するような構成であれば特に限定されるものではない。光触媒処理層は、例えば、光触媒とバインダとから構成されるものであってもよく、光触媒単体で構成されるものであってもよい。光触媒のみからなる光触媒処理層の場合は、発光層中の有機配位子の除去に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。また、光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の場合は、光触媒処理層の形成が容易であるという利点を有する。
【０１２０】
上記光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができる。これらの光触媒は、１種単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【０１２１】
中でも、二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり、いずれも使用することができる。中でも、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【０１２２】
アナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製 ＳＴＳ−０２（平均粒径：７ｎｍ）、石原産業（株）製 ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製 ＴＡ−１５（平均粒径：１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【０１２３】
粒径が小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので、光触媒の粒径は小さい方が好ましい。具体的には、光触媒の平均粒径は５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下が特に好ましい。
【０１２４】
また、光触媒処理層が光触媒とバインダとからなるものである場合、用いられるバインダとしては、主骨格が上記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましい。このようなバインダとしては、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
【０１２５】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示されるケイ素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物または共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンが好ましく用いられる。Ｙで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、Ｘで示されるアルコキシル基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。上記式で示されるケイ素化合物としては、具体的には、特開２０００−２４９８２１号公報に記載されているもの等を用いることができる。
【０１２６】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記化学式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【０１２７】
【化２】
【０１２８】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１，Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【０１２９】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。
【０１３０】
さらに、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体としては、一般式ＳｉＸ４で表され、Ｘがハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、あるいは平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。これらは、単独で、または２種以上を混合して用いることができる。
【０１３１】
光触媒処理層が光触媒とバインダとからなるものである場合、光触媒処理層中の光触媒の含有量は、５質量％〜６０質量％の範囲内で設定することができ、好ましくは２０質量％〜５０質量％の範囲内である。
【０１３２】
また、光触媒処理層には、上記の光触媒およびバインダの他に、例えば特開２０００−２４９８２１号公報に記載されているものと同様の界面活性剤や、添加剤等を含有させてもよい。
【０１３３】
光触媒処理層の厚みは、０．０５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３４】
光触媒のみからなる光触媒処理層の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法等の真空成膜法を挙げることができる。真空成膜法であれば、均一な膜で、かつ光触媒のみを含有する光触媒処理層を形成することができる。これにより、発光層を均一に処理することが可能となる。また、光触媒処理層が光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して、効率的に発光層を処理することができる。
【０１３５】
また、光触媒のみからなる光触媒処理層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基体上に無定形チタニアを成膜し、次いで焼成により無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。
無定形チタニアは、例えば、四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩を加水分解および脱水縮合する、あるいは、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解および脱水縮合することによって得ることができる。次いで、無定形チタニアを、４００℃〜５００℃で焼成することによってアナターゼ型チタニアに変性させ、６００℃〜７００℃で焼成することによってルチル型チタニアに変性させることができる。
【０１３６】
光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の形成方法としては、バインダとしてオルガノポリシロキサンを用いた場合には、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散させて光触媒処理層形成用塗工液を調製し、この光触媒処理層形成用塗工液を基体上に塗布する方法を用いることができる。また、バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合には、塗布後に、紫外線を照射して硬化処理を行ってもよい。
【０１３７】
この際に使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布方法としては、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の一般的な方法を用いることができる。
【０１３８】
また、光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の形成方法としては、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いた場合には、光触媒の粒子と無定形シリカ前駆体とを非水性溶媒中に均一に分散させて光触媒処理層形成用塗工液を調製し、この光触媒処理層形成用塗工液を基体上に塗布し、無定形シリカ前駆体を、空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させ、常温で脱水縮重合させる方法を用いることができる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上させることができる。
【０１３９】
光触媒処理層の形成位置としては、基体上の全面に光触媒処理層が形成されていてもよく、基体上に光触媒処理層がパターン状に形成されていてもよい。
【０１４０】
光触媒処理層がパターン状に形成されている場合には、光触媒処理層を発光層に対して所定の間隙をおいて配置し、エネルギーを照射する際に、発光層が形成された基板にパターン状に除去処理を施すことができる。例えば、発光層がパターン状に形成されている場合には、発光層が形成されている領域のみに除去処理を施すことができる。そのため、発光層以外の領域に除去処理が施されるのを避けることができる。
【０１４１】
この光触媒処理層のパターニング方法としては、特に限定されるものではなく、例えばフォトリソグラフィー法等が挙げられる。
【０１４２】
（基体）
光触媒処理層基板に用いられる基体は、後述するエネルギーの照射方向や、得られるＥＬ素子の光の取り出し方向により透明性が適宜選択される。
例えば、図４(c)に示すＥＬ素子がトップエミッション型であり、かつＥＬ素子における基板または第１電極層が不透明である場合は、エネルギー照射方向は必然的に光触媒処理層基板側からとなる。そのため、この場合には、基体は透明性を有する必要がある。一方、例えば図４(c)に示すＥＬ素子がボトムエミッション型である場合には、ＥＬ素子における基板側からエネルギーを照射することが可能である。そのため、この場合には、基体に透明性は要求されない。
【０１４３】
また、基体は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。
【０１４４】
基体としては、特に限定されるものではないが、光触媒処理層基板は繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒処理層との密着性が良好であるものが好適に用いられる。具体的には、基体を構成する材料としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。
【０１４５】
また、基体表面と光触媒処理層との密着性を向上させるために、基体上にアンカー層が形成されていてもよい。アンカー層の形成材料としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【０１４６】
（遮光部）
本実施態様に用いられる光触媒処理層基板には、遮光部がパターン状に形成されていてもよい。パターン状の遮光部を有する光触媒処理層基板を用いた場合には、発光層が形成された基板にパターン状に除去処理を施すことができる。例えば、発光層がパターン状に形成されている場合には、発光層が形成されている領域のみに除去処理を施し、かつエネルギー照射することができる。そのため、発光層以外の領域がエネルギー照射されるのを避けることができる。
【０１４７】
遮光部の形成位置としては、基体上に遮光部がパターン状に形成され、この遮光部上に光触媒処理層が形成されていてもよく、また基体上に光触媒処理層が形成され、この光触媒処理層上に遮光部がパターン状に形成されていてもよく、さらに基体の光触媒処理層が形成されていない側の表面に遮光部がパターン状に形成されていてもよい。
【０１４８】
基体上に遮光部が形成されている場合、および、光触媒処理層上に遮光部が形成されている場合は、光触媒処理層と発光層とが間隙をおいて配置される部分の近傍に、遮光部が配置されることになるので、基体内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができる。このため、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。
【０１４９】
さらに、光触媒処理層上に遮光部が形成されている場合は、光触媒処理層と発光層とを所定の間隙をおいて配置する際に、この遮光部の膜厚をこの間隙の距離と一致させておくことにより、間隙を一定のものとするためのスペーサとして、遮光部を用いることができる。すなわち、光触媒処理層と発光層とを所定の間隙をおいて配置する際に、遮光部と発光層とを密着させた状態で配置することにより、所定の間隙を保つことができる。
【０１５０】
遮光部の形成方法としては、特に限定されるものではなく、遮光部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択される。
例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により、厚み１０００Å〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより、遮光部を形成することができる。このパターニング方法としては、一般的なパターニング方法を用いることができる。
また例えば、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターニングすることにより、遮光部を形成することもできる。樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等が挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で、または２種以上を混合して用いることができる。また、樹脂バインダとしては、感光性樹脂、あるいは、Ｏ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。パターニング方法としては、フォトリソ法、印刷法等、一般的なパターニング方法を用いることができる。
樹脂バインダを用いた遮光部の厚みとしては、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内で設定することができる。
【０１５１】
（プライマー層）
本実施態様において、上述したように基体上に遮光部がパターン状に形成され、その遮光部上に光触媒処理層が形成されている場合には、遮光部と光触媒処理層との間にプライマー層が形成されていることが好ましい。
【０１５２】
このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、プライマー層は、光触媒の作用による発光層中の有機配位子の除去を阻害する要因となる遮光部および遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を有していると考えられる。したがって、遮光部と光触媒処理層との間にプライマー層を形成することにより、高感度で除去処理が進行させることができる。
【０１５３】
プライマー層は、遮光部のみならず遮光部間の開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響を及ぼすのを防止すると考えられるので、パターン状の遮光部および遮光部間の開口部を覆うように全面に形成されていることが好ましい。また、プライマー層は、光触媒処理層と遮光部とが物理的に接触しないように配置されていればよい。
【０１５４】
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。無機材料としては、例えば無定形シリカを挙げることができる。この無定形シリカの前駆体としては、一般式ＳｉＸ４で示され、Ｘがハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、あるいは、平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましく用いられる。
【０１５５】
また、プライマー層の膜厚は、０．００１μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．００１μｍ〜０．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１５６】
（ii）光触媒処理層基板および発光層の配置
本実施態様においては、光触媒処理層基板を、発光層に対して、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置する。通常は、光触媒処理層基板の光触媒処理層と、発光層とを、発光層にエネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置する。
なお、間隙とは、光触媒処理層および発光層が接触している状態も含むものとする。
【０１５７】
光触媒処理層と発光層との間隔は、具体的には、２００μｍ以下であることが好ましい。光触媒処理層と発光層とを所定の間隔をおいて配置することにより、酸素、水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。光触媒処理層と発光層との間隔が上記範囲より広い場合には、光触媒作用により生じた活性酸素種が発光層に届き難くなり、処理速度を遅くしてしまう可能性がある。逆に、光触媒処理層と発光層との間隔を狭くしすぎると、酸素、水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しにくくなり、結果的に処理速度を遅くしてしまう可能性がある。
【０１５８】
上記間隔は、光触媒の感度も高く、有機配位子の除去の効率が良好である点を考慮すると、０．２μｍ〜２０μｍの範囲内であることがより好ましく、さらに好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲内である。
【０１５９】
一方、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍといった大面積のＥＬ素子を製造する場合には、上述したような微細な間隙を光触媒処理層基板と発光層との間に設けることは極めて困難である。したがって、比較的大面積のＥＬ素子を製造する場合は、上記間隙は、５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは１０μｍ〜７５μｍの範囲内である。上記間隙を上記範囲とすることにより、光触媒の感度が悪化して有機配位子の除去の効率が悪化するのを抑制することができるからである。
【０１６０】
また、上記のような比較的大面積に対してエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒処理層基板と発光層との位置決め装置における間隙の設定を、１０μｍ〜２００μｍの範囲内、特に２５μｍ〜７５μｍの範囲内に設定することが好ましい。上記間隙の設定値を上記範囲とすることにより、光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ光触媒処理層基板と発光層とを接触させずに配置することができるからである。
【０１６１】
本実施態様においては、このような間隙をおいた配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
【０１６２】
このような極めて狭い間隙を均一に設けて光触媒処理層と発光層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。スペーサを用いる方法では、均一な間隙を設けることができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が発光層に及ばないことから、このスペーサを目的とするパターンと同様とすることにより、除去処理をパターン状に行うことが可能となる。
【０１６３】
本実施態様においては、スペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、光触媒処理層基板の光触媒処理層上にスペーサが形成されていることが好ましい。この場合、上記遮光部の項に記載したような利点を有する。
【０１６４】
スペーサは、発光層表面に光触媒の作用が及ばないように、発光層表面を保護する作用を有していればよい。このため、スペーサは、照射されるエネルギーに対して遮蔽性を有していなくてもよい。
【０１６５】
（iii）エネルギー照射
本発明においては、光触媒処理層と発光層とを所定の間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、発光層中の有機配位子を除去する。
【０１６６】
エネルギー照射に用いる光の波長は、通常、４５０ｎｍ以下の範囲で設定され、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲で設定される。これは、上述したように、光触媒処理層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上記の波長の光が好ましいからである。
【０１６７】
エネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
また、パターン状にエネルギーを照射してもよい。この場合、除去処理をパターン状に行うことができる。パターン状にエネルギーを照射する方法としては、上記の光源を用い、フォトマスクを介してパターン照射する方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることもできる。
【０１６８】
エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、光触媒処理層中の光触媒の作用により発光層中の有機配位子が除去されるのに必要な照射量とする。
この際、光触媒処理層を加熱しながらエネルギー照射することが好ましい。感度を上昇させことができ、効率的に有機配位子を除去することができるからである。具体的には、３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
なお、有機配位子がシランカップリング剤である場合には、シランカップリング剤の反応性を制御するために、加熱しないこととする。
【０１６９】
エネルギー照射方向は、基体の透明性やＥＬ素子の光の取り出し方向等により決定される。
例えば、光触媒処理層基板に遮光部が形成されており、光触媒処理層基板の基体が透明である場合は、光触媒処理層基板側からエネルギー照射が行なわれる。また、この場合、光触媒処理層上に遮光部が形成されており、この遮光部がスペーサとして機能する場合には、エネルギー照射方向は光触媒処理層基板側からであってもよく基板側からであってもよい。
また例えば、光触媒処理層がパターン状に形成されている場合には、エネルギー照射方向は、上述したように、光触媒処理層と発光層とが面する部分にエネルギーが照射されれば、いかなる方向であってもよい。
同様に、上述したスペーサを用いる場合も、光触媒処理層と発光層とが面する部分にエネルギーが照射されれば、エネルギー照射方向はいかなる方向であっってもよい。
さらに例えば、フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射される。この場合、フォトマスクが配置された側が透明である必要がある。
【０１７０】
エネルギー照射後は、光触媒処理層基板は、発光層から取り外される。
【０１７１】
なお、有機物が除去されたことは、例えば、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭ）等により確認することができる。
【０１７２】
２．その他の工程
本実施態様においては、上記第１実施態様と同様に、正孔注入輸送層形成工程、電子注入輸送層形成工程、絶縁層形成工程等を行うことができる。
【０１７３】
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。
【実施例】
【０１７４】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
まず、TOPOで保護された量子ドット（CdSe/ZnSコアシェル型ナノ粒子、直径：5.2nm）の懸濁液（evident TECHNOLOGIES社製、蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」）を準備した。次に、ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、上記のTOPOで保護された量子ドットの懸濁液を、スピンコート法によって成膜し、膜厚20nm程度の発光層を得た。続いて、この発光層を、ＵＶオゾン洗浄機にて15分間処理した。そして、処理後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
その後、真空蒸着によりLiFを厚み1nm、Alを厚み100nmで成膜し、ＥＬ素子を作製した。
【０１７５】
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１７６】
［比較例１］
実施例１において、発光層をＵＶオゾン洗浄機にて処理しなかった以外は、実施例１と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１７７】
［実施例１および比較例１の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例１のＥＬ素子では10h程度で発光が消えたに対して、実施例１ではＵＶ−オゾン洗浄を行うことで、20h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１７８】
［実施例２］
まず、TOPOで保護された量子ドット（CdSe/ZnSコアシェル型ナノ粒子、直径：5.2nm）の懸濁液（evident TECHNOLOGIES社製、蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」）を準備した。次に、ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、上記のTOPOで保護された量子ドットの懸濁液を、スピンコート法によって成膜し、膜厚20nm程度の発光層を得た。この発光層に、200W、O2ガス60sccmにて、5分間プラズマ処理を行った。そして、処理後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
その後、真空蒸着によりLiFを厚み1nm、Alを厚み100nmで成膜し、ＥＬ素子を作製した。
【０１７９】
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１８０】
［比較例２］
実施例２において、発光層にプラズマ処理を行わなかった以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１８１】
［実施例２および比較例２の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例２のＥＬ素子では10h程度で発光が消えたに対して、実施例２では酸素プラズマ処理を行うことで、15h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１８２】
［実施例３］
（発光層の形成）
まず、TOPOで保護された量子ドット（CdSe/ZnSコアシェル型ナノ粒子、直径：5.2nm）の懸濁液（evident TECHNOLOGIES社製、蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」）を準備した。次に、ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、上記のTOPOで保護された量子ドットの懸濁液を、スピンコート法によって成膜し、膜厚20nm程度の発光層を得た。
【０１８３】
（光触媒処理層基板の調製）
次に、ITO電極のパターンに合わせて、遮光部の開口部が横幅８５μｍ、縦幅８５μｍの矩形となるように設計されたフォトマスクを準備した。このフォトマスク上に下記組成の光触媒処理層形成用塗工液をスピンコータにより塗布し、１５０℃、１０分間の加熱・乾燥処理を施し、加水分解・重縮合反応を進行させて硬化させ、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された、膜厚２０００Åの透明な光触媒処理層を形成した。
＜光触媒処理層形成用塗工液の組成＞
・二酸化チタン(石原産業(株)製、ST-K01) ２質量部
・オルガノアルコキシシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113) ０．４質量部
・イソプロピルアルコール ３質量部
【０１８４】
（有機配位子の除去）
次に、光源として高圧水銀灯をもち、光触媒処理層基板および上記発光層が形成された基板の位置調整機構をもつ紫外線露光装置により、光触媒処理層基板の遮光部の開口部と、上記発光層が形成された基板のITO電極のパターンとが対向するように、光触媒処理層基板および上記発光層が形成された基板の位置を調整し、光触媒処理層と発光層との間の距離が２０μｍとなるように調整した後、光触媒処理層基板の裏面側から２５３ｎｍの光の露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2となるように露光した。
そして、露光後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
【０１８５】
（電極の形成）
その後、真空蒸着によりLiFを厚み1nm、Alを厚み100nmで成膜し、ＥＬ素子を作製した。
【０１８６】
（評価）
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１８７】
［比較例３］
実施例３において、発光層に光触媒処理層基板を用いた処理を行わなかった以外は、実施例３と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１８８】
［実施例３および比較例３の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例３のＥＬ素子では10h程度で発光が消えたに対して、実施例３では光触媒処理層基板を用いた処理を行うことで、25h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１８９】
［実施例４］
ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、MoO3を厚み10nmで成膜し、正孔注入層を形成した。その後、実施例１と同様にして、発光層を形成し、ＵＶオゾン洗浄機にて処理を行った。そして、処理後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
次に、BAlq2を厚み20nm、Alq3を厚み20nmで成膜し、電子輸送層を形成した。次いで、LiFを厚み1nm、Alを厚み100nmでそれぞれ成膜し、電極を形成した。
【０１９０】
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１９１】
［比較例４］
実施例４において、発光層をＵＶオゾン洗浄機にて処理しなかった以外は、実施例４と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１９２】
［実施例４および比較例４の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例４のＥＬ素子では20h程度で発光が消えたに対して、実施例４ではＵＶ−オゾン洗浄を行うことで、100h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１９３】
［実施例５］
実施例４において、ＵＶ−オゾン洗浄のかわりに、実施例２と同様のプラズマ処理を行った以外は、実施例４と同様にしてにＥＬ素子を作製した。処理後の発光層については、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１９４】
［比較例５］
実施例５において、発光層にプラズマ処理を行わなかった以外は、実施例５と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１９５】
［実施例５および比較例５の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例５のＥＬ素子では15h程度で発光が消えたに対して、実施例５では酸素プラズマ処理を行うことで、90h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１９６】
［実施例６］
実施例４において、ＵＶ−オゾン洗浄のかわりに、実施例３と同様の有機配位子の除去を行った以外は、実施例４と同様にしてにＥＬ素子を作製した。処理後の発光層については、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１９７】
［比較例６］
実施例６において、発光層に光触媒処理層基板を用いた処理を行わなかった以外は、実施例６と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１９８】
［実施例６および比較例６の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例６のＥＬ素子では25h程度で発光が消えたに対して、実施例６では光触媒処理層基板を用いた処理を行うことで、120h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明のＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】周囲に有機配位子が配置された量子ドットを示す模式図である。
【図３】本発明のＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図４】本発明のＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
【０２００】
１ … 基板
２ … 第１電極層
３ … 発光層
４ … 第２電極層
５ … 正孔注入輸送層
３１ … 光触媒処理層基板
３２ … 基体
３３ … 光触媒処理層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、量子ドットを含有する発光層を有するエレクトロルミネッセンス（以下、ＥＬと略す場合がある。）素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＥＬ素子は、対向する２つの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発光材料を励起し、発光材料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。
【０００３】
近年、半導体からなる量子ドットを用いた発光層を有する発光素子が提案され、開発されている。量子ドットは、半導体の原子が複数集まって数ｎｍ〜数十ｎｍ程度の結晶を構成するものであり、結晶がこのようなナノサイズまで小さくなると、連続的なバンド構造ではなく、離散的なエネルギー準位を構成するようになる。すなわち、量子サイズ効果が顕著に現れるようになるので、量子ドットよりサイズの大きいバルク結晶に比べ電子の閉じ込め効果が高まり、励起子が再結合する確率を高めることができる。
さらに、量子ドットを用いた発光素子では、発光素子の構成を変更することなく、発光周波数を整調することができる。量子ドットは、量子閉じ込め効果により、大きさに依存した光学特性を示す。例えば、CdSeからなる量子ドットの発光色を、単に量子ドットの大きさを変えることにより、青色から赤色へと変化させることができる。さらに、量子ドットは、比較的狭い半値幅で発光し、例えば半値幅を30nm未満とすることができる。したがって、量子ドットは、発光層の材料として優れているといえる。
【０００４】
なお、量子ドットは、ナノクリスタル、微粒子、コロイドあるいはクラスターなどと呼ばれることもあるが、量子サイズ効果が生ずるものはここでは量子ドットと同じものを示す。
【０００５】
このような量子ドットを用いた発光層の成膜方法としては、例えば、表面にトリ-n-オクチルホスフィンオキシド（TOPO）等の有機配位子が付着した量子ドットを含有するコロイド溶液を用いたスピンコート法およびディップコート法などが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。この有機配位子は、量子ドットの表面に付着し、量子ドットの分散安定性を良好なものとしている。
【０００６】
【特許文献１】特表２００５−５２２００５号公報
【特許文献２】特表２００６−５２００７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記有機配位子は、発光に寄与しないものが多い。さらに、上記有機配位子が表面に付着した量子ドットを用いた発光層では、発光層内での量子ドットの安定性が悪いため、寿命特性に影響を及ぼすおそれがある。特に、量子ドットが燐光材料である場合には、蛍光材料に比べて燐光材料は寿命が長いために、寿命特性が影響を受けやすい。そのため、高効率で長寿命なＥＬ素子とするためには、発光層中の有機配位子を除去することが好ましい。
【０００８】
また、上記の量子ドットを用いて成膜された発光層では、量子ドットの表面に有機配位子が付着しているため、隣接する量子ドット間の距離が、有機配位子の約２倍の長さになると考えられる。そのため、発光層の導電性が低下するおそれがある。また、発光層の導電性が低いと、発光特性に悪影響を及ぼす。
【０００９】
そこで、上記特許文献２には、有機配位子をピリジンとし、表面にピリジンが付着した量子ドットを含む光学層を、温度３００℃で圧縮（焼結）したり、温度１５０℃、圧力約１０００barで圧縮（焼結）したりすることにより、ピリジンを気化させる方法が提案されている。しかしながら、上記特許文献２には、有機配位子がピリジンの場合のみが示されているだけであり、他の有機配位子を除去する方法については詳しく述べられていない。
【００１０】
本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、種々の有機配位子に適用可能であり、発光特性および寿命特性の良好な、量子ドットを含有する発光層を有するＥＬ素子の製造方法を提供することを主目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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。
【００１２】
本発明によれば、ＵＶ−オゾン洗浄により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【００１３】
また本発明においては、上記発光層形成工程前に、上記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有していてもよい。無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成すれば、正孔注入輸送層が上記ＵＶ−オゾン洗浄に対して安定だからである。
【００１４】
さらに本発明においては、上記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、上記コア部を被覆し、上記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有することが好ましい。このような構成とすることにより、量子ドットが安定化されるからである。
【００１５】
また本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にプラズマ照射を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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。
【００１６】
本発明によれば、プラズマ照射により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【００１７】
さらに本発明は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成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。
【００１８】
本発明によれば、上記の光触媒処理層基板を利用した除去処理により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【００１９】
また本発明においては、上記発光層形成工程前に、上記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有していてもよい。無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成すれば、正孔注入輸送層が上記有機配位子除去工程での処理に対して安定だからである。
【００２０】
さらに本発明においては、上記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、上記コア部を被覆し、上記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有することが好ましい。このような構成とすることにより、量子ドットが安定化されるからである。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、ＵＶ−オゾン洗浄、プラズマ照射、あるいは光触媒処理層基板を利用して発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去するのに適用することができ、かつ、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明のＥＬ素子の製造方法について詳細に説明する。本発明のＥＬ素子の製造方法は、有機配位子除去工程での除去処理により３つの実施態様に分けることができる。以下、各実施態様について説明する。
【００２３】
Ｉ．第１実施態様
本発明のＥＬ素子の製造方法の第１実施態様は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
【００２４】
なお、本発明において、「有機配位子を除去する」とは、残留物（残基）を伴わずに有機配位子が除去される場合だけでなく、残留物（残基）を伴って有機配位子が除去される場合も含まれる。
【００２５】
本実施態様の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、本実施態様のＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、基板１上に第１電極層２を形成し、この第１電極層２上に周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層３を形成する（図１(a)、発光層形成工程）。
【００２６】
上記発光層形成用塗工液には、図２に例示するような周囲に有機配位子２１が配置された量子ドット２２が用いられている。すなわち、有機配位子２１が量子ドット２２の表面に付着しており、このような有機配位子２１が表面に付着された量子ドット２２が発光層形成用塗工液に用いられている。
【００２７】
次に、発光層３に、１８５ｎｍおよび２５４ｎｍの波長を含む紫外線１１を照射する（図１(b)、有機配位子除去工程）。波長１８５ｎｍの紫外線によって空気中の酸素（Ｏ2）からオゾン（Ｏ3）が生成され、波長２５４ｎｍの紫外線によってオゾン（Ｏ3）が酸素（Ｏ2）および活性酸素（Ｏ）に分解され、発光層付近に多くの活性酸素が存在するようになる。発光層が活性酸素と接触すると、発光層中に含まれる有機配位子は、活性酸素と反応して揮発性の物質となって除去される。これは、ＵＶ−オゾン洗浄と称される。
【００２８】
次に、発光層３上に第２電極層４を形成する（図１(c)、第２電極層形成工程）。
【００２９】
ＵＶ−オゾン洗浄では、種々の有機物を容易に除去することが可能である。したがって、本実施態様によれば、ＵＶ−オゾン洗浄により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。また、有機配位子除去工程後、発光層上に塗布法にて電子輸送層等を形成する場合には、発光層と電子輸送層等との密着性を高めることができる。
以下、ＥＬ素子の製造方法における各工程ついて説明する。
【００３０】
１．発光層形成工程
本実施態様における発光層形成工程は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する工程である。
以下、発光層形成用塗工液、発光層の形成方法、基板および第１電極層について説明する。
【００３１】
（１）発光層形成用塗工液
本実施態様に用いられる発光層形成用塗工液は、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有するものであり、通常は周囲に有機配位子が配置された量子ドットが溶媒に分散されたものである。以下、発光層形成用塗工液の各構成について説明する。
【００３２】
（ｉ）量子ドット
本実施態様に用いられる量子ドットとしては、蛍光または燐光を発するものであれば特に限定されるものではない。中でも、量子ドットは、いわゆる化合物半導体を含むことが好ましい。化合物半導体としては、例えば、IV族の化合物、I-VII族の化合物、II−VI族の化合物、II−V族の化合物、III−VI族の化合物、III−V族の化合物、IV−VI族の化合物、I−III−VI族の化合物、II−IV−VI族の化合物、II−IV−V族の化合物等が挙げられる。具体的には、ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、CdSe、CdTe、HgS、HgSe、HgTe、AlN、AlP、AlAs、AlSb、GaN、GaP、GaAs、GaSb、GaSe、InN、InP、InAs、InSb、TlN、TlP、TlAs、TlSb、PbS、PbSe、PbTe、またはこれらの混合物が挙げられる。中でも、汎用性および光学特性の観点から、CdSeが好ましい。
【００３３】
量子ドットは、半導体微粒子からなるコア部のみからなっていてもよく、半導体微粒子からなるコア部と、コア部を被覆し、半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有するものであってもよい。中でも、量子ドットは、上記コア部と上記シェル部とを有するものであることが好ましい。すなわち、量子ドットは、コアシェル構造を有し、コアシェル型量子ドットであることが好ましい。量子ドットの安定性が向上するからである。
【００３４】
コア部に用いられる半導体微粒子としては、上記化合物半導体の微粒子が好ましく用いられる。
【００３５】
また、シェル部に用いられる材料としては、上記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料であれば特に限定されるものではないが、上記半導体微粒子と同様に、上記化合物半導体であることが好ましい。この場合、シェル部に用いられる化合物半導体は、コア部に用いられる化合物半導体と同一であってもよく異なっていてもよい。
【００３６】
上記コアシェル型量子ドットとしては、例えば、コア部/シェル部とすると、CdSe/CdS、CdSe/ZnS、CdTe/CdS、InP/ZnS、GaP/ZnS、Si/ZnS、InN/GaN、InP/CdSSe、InP/ZnSeTe、GaInP/ZnSe、GaInP/ZnS、Si/AlP、InP/ZnSTe、GaInP/ZnSTe、GaInP/ZnSSe等が挙げられる。中でも、汎用性および光学特性の観点から、CdSe/ZnSが好ましい。
【００３７】
また、量子ドットの形状としては、例えば、球形、棒状、円盤状等を挙げることができる。
なお、量子ドットの形状は、透過型電子顕微鏡（TEM）により確認することができる。
【００３８】
量子ドットの粒径は、２０ｎｍ未満であることが好ましく、中でも１ｎｍ〜１５ｎｍの範囲内、特に１ｎｍ〜１０ｎｍの範囲内であることが好ましい。量子ドットの粒径が大きすぎると、量子サイズ効果が得られない可能性があるからである。
量子ドットは、その粒径により異なる発光スペクトルを示すことから、目的とする色に応じて量子ドットの粒径が適宜選択される。例えばCdSe/ZnSからなるコアシェル型量子ドットの場合、粒径が大きくなるにつれて発光スペクトルが長波長側にシフトし、粒径が５．２ｎｍの場合は赤色を示し、粒径が１．９ｎｍの場合は青色を示す。
また、量子ドットの粒径分布は比較的狭いことが好ましい。
なお、量子ドットの粒径は、透過型電子顕微鏡（TEM）、粉末Ｘ線回折（XRD）パターン、またはUV/Vis吸収スペクトルにより確認することができる。
【００３９】
発光層形成用塗工液中の、周囲に有機配位子が配置された量子ドットの含有量としては、発光層形成用塗工液中の全固形分を１００質量％とすると、５０質量％〜１００質量％の範囲内であることが好ましく、中でも６０質量％〜１００質量％の範囲内であることが好ましい。上記含有量が少なすぎると、充分な発光が得られない可能性があるからである。また、上記含有量が多すぎると、発光層の成膜が困難となる場合があるからである。
【００４０】
量子ドットの合成方法としては、特表2005-522005号公報、特表2006-520077号公報、特開2007-21670号公報等を参照することができる。
【００４１】
また、量子ドットの表面に付着している有機配位子を、他の有機配位子に交換することが可能である。例えば、多量の置換したい他の有機配位子と、表面に有機配位子が付着した量子ドットを不活性ガス雰囲気下で混合しながら加熱することで、量子ドットの表面に付着している有機配位子を、他の有機配位子に置換することができる。また例えば、表面に有機配位子が付着した量子ドットを多量のシランカップリング剤と混合することで、量子ドットの表面に付着している有機配位子を、シランカップリング剤に置換することができる。シランカップリング剤に置換する際の温度は、室温程度とするのがよい。
なお、有機配位子の置換方法については、特開2007-21670号公報等を参照することができる。
【００４２】
TOPO等の有機配位子が付着した量子ドットの市販品としては、例えば、evident TECHNOLOGIES社製の蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」等を用いることができる。
【００４３】
（ii）有機配位子
本実施態様に用いられる有機配位子としては、一般的に量子ドットの有機配位子として使用されるものを用いることができる。例えば、トリ-n-オクチルホスフィン（TOP）等のアルキルホスフィン、トリ-n-オクチルホスフィンオキシド（TOPO）等のアルキルホスフィンオキシド、アルキルホスホン酸、トリス−ヒドロキシルプロピルホスフィン（tHPP）等のアルキルホスフィン酸、ピリジン、フラン、ヘキサデシルアミン等が挙げられる。
【００４４】
また、有機配位子として、シランカップリング剤を用いることもできる。シランカップリング剤は、分子設計が比較的容易であるので、種々の官能基を有するシランカップリング剤を用いることにより、溶媒に対しての分散安定性をもたせたり、反応性を制御したりすることができる。また、シランカップリング剤に含まれる種々の官能基は、後述の有機配位子除去工程にて除去可能であるため、種々の官能基が除去されることにより寿命特性を向上させることができる。
【００４５】
シランカップリング剤としては、例えば、（１）クロロまたはアルコキシシラン等、（２）反応性シリコーンを挙げることができる。
【００４６】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示されるケイ素化合物が好ましく用いられる。このケイ素化合物では、上記Ｘ、Ｙが、後述の有機配位子除去工程にて除去される。Ｙで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、Ｘで示されるアルコキシル基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。上記式で示されるケイ素化合物としては、具体的には、特開２０００−２４９８２１号公報に記載されているもの等を用いることができる。
【００４７】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記化学式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００４８】
【化１】
【００４９】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１，Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。上記化合物では、上記Ｒ１，Ｒ２が、後述の有機配位子除去工程にて除去される。
【００５０】
（iii）溶媒
本実施態様に用いられる発光層形成用塗工液に使用することができる溶媒としては、上記の周囲に有機配位子が配置された量子ドットと混合するものであれば特に限定されるものではない。このような溶媒としては、例えば、キシレン、トルエン、シクロヘキシルベンゼン、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の芳香族炭化水素系溶媒、ピリジン、ピラジン、フラン、ピロール、チオフェン、メチルピロリドン等の芳香族複素環化合物系溶媒、ヘキサン、ペンタン、ヘプタン、シクロヘキサン等の脂肪族炭化水素系溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は単独で用いてもよく混合して用いてもよい。
【００５１】
（iv）その他
本実施態様に用いられる発光層形成用塗工液には、種々の添加剤を添加することができる。例えば、インクジェット法により発光層を形成する場合には、吐出性を向上させる目的で、界面活性剤等を添加してもよい。
【００５２】
また本実施態様において、例えば赤色、緑色および青色の三原色の発光層を形成する場合は、赤色、緑色および青色の各色発光層形成用塗工液が用いられる。上述したように、量子ドットは、その粒径により異なる発光スペクトルを示すことから、各色に応じて量子ドットの粒径が調整される。
【００５３】
（２）発光層の形成方法
本実施態様においては、第１電極層が形成された基板上に、上記発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する。
【００５４】
発光層形成用塗工液の塗布方法としては、例えば、スピンコート法、インクジェット法、キャスト法、ＬＢ法、ディスペンサー法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法、グラビア印刷法等が挙げられる。
【００５５】
また、発光層を、第１電極層が形成された基板上に全面に形成してもよく、パターン状に形成してもよい。
【００５６】
発光層のパターニング方法としては、一般的な発光層のパターニング方法を用いることができ、例えば、フォトリソグラフィー法、光触媒を含有する層を利用する方法などを挙げることができる。
【００５７】
上記フォトリソグラフィー法としては、例えば、エッチング法、リフトオフ法を挙げることができる。
【００５８】
エッチング法としては、一般的な方法を適用することができる。エッチング法は、例えば、第１電極層が形成された基板上に発光層を形成する発光層形成工程と、発光層上にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、フォトレジスト層をパターニングするフォトレジスト層パターニング形成工程と、フォトレジスト層が除去されて露出した部分の発光層をエッチングする発光層パターニング工程と、残存するフォトレジスト層を除去するフォトレジスト層除去形成工程とを有する方法とすることができる。
なお、上記エッチング法については、例えば特開2004-6231号公報等に詳しく記載されている。
【００５９】
また、リフトオフ法としては、一般的な方法を適用することができる。リフトオフ法は、例えば、第１電極層が形成された基板上にフォトレジスト層を形成するフォトレジスト層形成工程と、フォトレジスト層をパターニングするフォトレジスト層パターニング形成工程と、パターン状のフォトレジスト層が形成された基板上に発光層を形成する発光層形成工程と、残存するフォトレジスト層を除去して、発光層をリフトオフする発光層パターニング工程とを有する方法とすることができる。
【００６０】
また、上記光触媒を含有する層を利用する方法としては、例えば、第１電極層が形成された基板上に、光触媒を含有し、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する濡れ性変化層形成工程と、濡れ性変化層にパターン状にエネルギー照射することにより、濡れ性変化層表面に親液性領域および撥液性領域からなる濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、親液性領域上に発光層を形成する発光層形成工程とを有する方法とすることができる。また例えば、第１電極層が形成された基板上に、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により濡れ性が変化する濡れ性変化層を形成する濡れ性変化層形成工程と、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、濡れ性変化層に対して、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、パターン状にエネルギー照射することにより、濡れ性変化層表面に親液性領域および撥液性領域からなる濡れ性変化パターンを形成する濡れ性変化パターン形成工程と、親液性領域上に発光層を形成する発光層形成工程とを有する方法とすることができる。
なお、上記光触媒を含有する層を利用する方法については、例えば特開2006-310036号公報、特開2005-300926号公報等に詳しく記載されている。
【００６１】
発光層の厚みとしては、電子と正孔との再結合の場を提供して発光する機能を発現することができる厚みであれば特に限定されるものではなく、例えば１ｎｍ〜２００ｎｍ程度とすることができ、中でも、１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましい。発光層の厚みが厚すぎると、ＵＶ−オゾン処理が発光層の内部にまで施されず、発光層内部の有機配位子を除去することが困難となったり、ＵＶ−オゾン処理による有機配位子の除去に長時間を要したりする場合があるからである。
【００６２】
（３）基板
本実施態様に用いられる基板は、透明性を有していても有さなくてもよい。例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてボトムエミッション型とする場合、基板１は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてトップエミッション型とする場合、基板１に透明性は要求されない。また、例えば図１(c)に示すＥＬ素子において両面から光を取り出す場合には、基板１は透明性を有することが好ましい。
透明性を有する基板には、例えば、ガラス等の無機材料や、透明樹脂などを用いることができる。
【００６３】
上記透明樹脂としては、フィルム状に成形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ことが好ましい。このような透明樹脂としては、例えば、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。
【００６４】
（４）第１電極層
本実施態様に用いられる第１電極層は、陽極であってもよく陰極であってもよい。一般に、ＥＬ素子を製造する際には、陽極側から積層する方が安定してＥＬ素子を作製することができることから、第１電極層が陽極であることが好ましい。
【００６５】
陽極には、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く用いられる。一方、陰極には、電子が注入し易いように仕事関数の小さな導電性材料が好ましく用いられる。導電性材料としては、一般的に電極に用いられるものを使用することができる。
中でも、導電性材料は、ＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましい。本実施態様においては、図１(b)に例示するように、第１電極層２上に形成された発光層３にＵＶ−オゾン洗浄を施す。そのため、第１電極層に用いられる導電性材料は、このＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましいのである。
このような導電性材料としては、金属材料、無機化合物等が挙げられる。
【００６６】
また、第１電極層は、透明性を有していても有さなくてもよく、光の取り出し面に応じて適宜選択される。例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてボトムエミッション型とする場合、第１電極層２は透明性を有することが好ましい。一方、例えば図１(c)に示すＥＬ素子においてトップエミッション型とする場合、第１電極層２に透明性は要求されない。また、例えば図１(c)に示すＥＬ素子において両面から光を取り出す場合には、第１電極層２は透明性を有することが好ましい。
【００６７】
透明性を有する導電性材料としては、上述したようにＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましく、Ｉｎ−Ｚｎ−Ｏ（ＩＺＯ）、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｏ（ＩＴＯ）、Ｚｎ−Ｏ−Ａｌ、Ｚｎ−Ｓｎ−Ｏ等を好ましいものとして例示することができる。また、透明性が要求されない場合、導電性材料としては、上述したようにＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましく、金属を用いることができ、具体的にはＡｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｃｒ、あるいは、Ａｌ合金、Ｎｉ合金、Ｃｒ合金等を挙げることができる。
【００６８】
第１電極層が陽極および陰極のいずれであっても、抵抗が比較的小さいことが好ましい。
【００６９】
第１電極層の成膜方法としては、一般的な電極の成膜方法を用いることができ、スパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法等を挙げることができる。また、第１電極層のパターニング方法としては、フォトリソグラフィー法を挙げることができる。
【００７０】
２．有機配位子除去工程
本実施態様における有機配位子除去工程は、上記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、上記有機配位子を除去する工程である。
【００７１】
ＵＶ−オゾン洗浄は、有機配位子を除去することが可能であれば特に限定されるものではない。
【００７２】
紫外線を照射する際の雰囲気としては、空気雰囲気、オゾンを含有する酸素雰囲気、オゾンを含有する空気雰囲気等とすることができる。
【００７３】
また、紫外線を照射する際に、発光層が形成された基板を加熱してもよい。これにより、発光層中の有機配位子を効率的に除去することができるからである。加熱温度しては、６０℃〜４００℃程度に設定することができる。
なお、有機配位子がシランカップリング剤である場合には、シランカップリング剤の反応性を制御するために、加熱しないこととする。
【００７４】
上記ＵＶ−オゾン洗浄は、通常、発光層が形成された基板の全面に施される。
【００７５】
なお、有機物が除去されたことは、例えば、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭ）等により確認することができる。
【００７６】
３．第２電極層形成工程
本実施態様における第２電極層形成工程は、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する工程である。
【００７７】
第２電極層は、第１電極層と対向する電極であればよく、陽極であってもよく陰極であってもよい。
【００７８】
第２電極層を形成する材料としては、導電性を有する材料であれば特に限定されるものではない。例えば、第２電極層側から光を取り出す場合には、第２電極層は透明性を有することが好ましい。一方、第１電極層側から光を取り出す場合には、第２電極層に透明性は要求されない。なお、導電性を有する材料については、上記第１電極層の項に記載したものと同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００７９】
また、第２電極層の成膜方法およびパターニング方法については、上記第１電極層の成膜方法およびパターニング方法と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【００８０】
４．正孔注入輸送層形成工程
本実施態様においては、図３に例示するように、上記発光層形成工程（図３(b)）前に、上記第１電極層２が形成された基板１上に正孔注入輸送層５を形成する正孔注入輸送層形成工程（図３(a)）を行ってもよい。正孔注入輸送層を設けることにより、発光層への正孔の注入が安定化したり、正孔の輸送が円滑になったりするため、発光効率を高めることができる。
【００８１】
正孔注入輸送層は、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ注入する正孔注入機能を有する正孔注入層であってもよく、陽極から注入された正孔を発光層内へ輸送する正孔輸送機能を有する正孔輸送層であってもよく、正孔注入層および正孔輸送層が積層されたものであってもよく、正孔注入機能および正孔輸送機能の両方を有する単一の層であってもよい。
【００８２】
正孔注入輸送層に用いられる材料としては、正孔注入輸送層に求められる機能に応じて適宜選択されるものであるが、中でも、無機材料であることが好ましい。本発明においては、図３(c)に例示するように、正孔注入輸送層５上に形成された発光層３にＵＶ−オゾン洗浄を施す。そのため、正孔注入輸送層に用いられる材料は、このＵＶ−オゾン洗浄に対して耐性を有するものであることが好ましく、無機材料が好適なのである。無機材料であれば、上記ＵＶ−オゾン洗浄に対して安定である。
【００８３】
正孔注入層に用いられる正孔注入材料としては、発光層内への正孔の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではないが、上述したように、正孔注入性を有する無機材料であることが好ましい。正孔注入性を有する無機材料としては、例えば、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物などを挙げることができる。これらの材料は単独で用いてもよく２種以上を併用してもよい。
【００８４】
正孔注入層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００８５】
また、正孔輸送層に用いられる正孔輸送材料としては、陽極から注入された正孔を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではないが、上述したように、正孔輸送性を有する無機材料であることが好ましい。正孔輸送性を有する無機材料としては、例えば、塩化第二鉄、塩化アルミニウム、塩化ガリウム、塩化インジウム、五塩化アンチモン、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）等のルイス酸化合物が挙げられる。中でも、三酸化モリブデン（ＭｏＯ3）、五酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）等の金属酸化物が好ましく用いられる。
【００８６】
正孔輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００８７】
正孔注入輸送層の形成方法としては、例えば真空蒸着法等を用いることができる。
【００８８】
５．電子注入輸送層形成工程
本実施態様においては、上記発光層形成工程後に、上記発光層上に電子注入輸送層を形成する電子注入輸送層形成工程を行ってもよい。電子注入輸送層を設けることにより、発光層への電子の注入が安定化したり、電子の輸送が円滑になったりするため、発光効率を高めることができる。
【００８９】
電子注入輸送層は、陰極から注入された電子を安定に発光層内へ注入する電子注入機能を有する電子注入層であってもよく、陰極から注入された電子を発光層内へ輸送する電子輸送機能を有する電子輸送層であってもよく、電子注入層および電子輸送層が積層されたものであってもよく、電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層であってもよい。
【００９０】
電子注入層に用いられる電子注入材料としては、発光層内への電子の注入を安定化させることができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｍｇ、Ｓｒ等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の単体、アルミリチウム合金等のアルカリ金属の合金、酸化マグネシウム、酸化ストロンチウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属の酸化物、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、フッ化ストロンチウム、フッ化バリウム、フッ化リチウム、フッ化セシウム等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属のフッ化物、ポリメチルメタクリレートポリスチレンスルホン酸ナトリウム等のアルカリ金属の有機錯体などを挙げることができる。また、Ｃａ／ＬｉＦのように、これらを積層して用いることも可能である。
【００９１】
電子注入層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には０．１ｎｍ〜２００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内である。
【００９２】
また、電子輸送層に用いられる電子輸送材料としては、陰極から注入された電子を安定に発光層内へ輸送することができる材料であれば特に限定されるものではなく、例えば、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（Ｂｐｅｈｎ）等のフェナントロリン誘導体、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、トリス（８−キノリノール）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等のアルミキノリノール錯体などを挙げることができる。
【００９３】
電子輸送層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である。
【００９４】
さらに、電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層の形成材料としては、Ｌｉ、Ｃｓ、Ｂａ、Ｓｒ等のアルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされた電子輸送材料を挙げることができる。電子輸送材料としては、バソキュプロイン（ＢＣＰ）、バソフェナントロリン（Ｂｐｅｈｎ）等のフェナントロリン誘導体が挙げられる。また、電子輸送材料とドープされる金属とのモル比率は、１：１〜１：３の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１：１〜１：２の範囲内である。アルカリ金属もしくはアルカリ土類金属がドープされた電子輸送材料は、電子移動度が比較的大きく、金属単体に比べて透過率が高い。
【００９５】
電子注入機能および電子輸送機能の両方を有する単一の層の膜厚としては、その機能が十分に発揮される膜厚であれば特に限定されるものではないが、具体的には０．１ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内であることが好ましく、より好ましくは０．１ｎｍ〜５０ｎｍの範囲内である。
【００９６】
電子注入輸送層の形成方法としては、例えば、真空蒸着法等のドライプロセスであってもよく、スピンコート法等のウェットプロセスであってもよい。
【００９７】
６．絶縁層形成工程
本実施態様においては、上記発光層形成工程前に、基板上の第１電極層のパターンの開口部に絶縁層を形成する絶縁層形成工程を行ってもよい。絶縁層は、隣接する第１電極層のパターン間での導通や、第１電極層および第２電極層間での導通を防ぐために設けられるものである。この絶縁層が形成された部分は、非発光領域となる。
【００９８】
絶縁層は、基板上の第１電極層のパターンの開口部に形成されるものであり、通常は第１電極層のパターンの端部を覆うように形成される。
【００９９】
この絶縁層の形成材料としては、絶縁性を有するものであれば特に限定されるものではなく、例えば、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂等の光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、無機材料等を用いることができる。
【０１００】
また、絶縁層の形成方法としては、フォトリソグラフィー法、印刷法等の一般的な方法を用いることができる。
【０１０１】
II．第２実施態様
本発明のＥＬ素子の製造方法の第２実施態様は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層にプラズマ照射を施して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
【０１０２】
プラズマ照射では、種々の有機物を容易に除去することが可能である。したがって、本実施態様によれば、プラズマ照射により発光層中の有機配位子を除去するので、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。
【０１０３】
なお、発光層形成工程および第２電極層形成工程については、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、ＥＬ素子の製造方法における他の工程ついて説明する。
【０１０４】
１．有機配位子除去工程
本実施態様における有機配位子除去工程は、上記発光層にプラズマ照射を施して、上記有機配位子を除去する工程である。
【０１０５】
プラズマ照射は、有機配位子を除去することが可能であれば特に限定されるものではない。
【０１０６】
プラズマ照射の際に用いる反応性ガスとしては、一般的に用いられている反応性ガスを使用することが可能である。中でも、有機配位子を効率的に除去することが可能な反応性ガスであることが好ましい。このような反応性ガスの組成としては、フッ素またはフッ素化合物を含んだガス、塩素または塩素化合物を含んだガス、酸素、アルゴン等の組合せを挙げることができる。
【０１０７】
上記プラズマ照射処理は、通常、発光層が形成された基板の全面に施される。
【０１０８】
なお、有機物が除去されたことは、例えば、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭ）等により確認することができる。
【０１０９】
２．その他の工程
本実施態様においては、上記第１実施態様と同様に、正孔注入輸送層形成工程、電子注入輸送層形成工程、絶縁層形成工程等を行うことができる。
【０１１０】
III．第３実施態様
本発明のＥＬ素子の製造方法の第３実施態様は、第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、上記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、上記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、上記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程とを有することを特徴とするものである。
【０１１１】
図４は、本実施態様のＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。まず、基板１上に第１電極層２を形成し、この第１電極層２上に周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層３を形成する（図４(a)、発光層形成工程）。
【０１１２】
次に、図４(b)に例示するように、基体３２と光触媒処理層３３とが積層された光触媒処理層基板３１を準備する。次いで、光触媒処理層基板３１の光触媒処理層３３と、発光層３とが向かい合うように配置し、紫外線１２を照射する。紫外線１２の照射により、光触媒処理層３３に含有される光触媒の作用から、発光層３に含まれる有機配位子が除去される（図４(b)、有機配位子除去工程）。
【０１１３】
光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、エネルギーの照射によって光触媒が酸化還元反応を引き起こし、スーパーオキサイドラジカル（・Ｏ２−）やヒドロキシラジカル（・ＯＨ）などの活性酸素種を発生し、この発生した活性酸素種が有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本実施態様においては、この活性酸素種が光触媒処理層近傍に配置された発光層中の有機配位子に作用を及ぼしていると思料される。
【０１１４】
次に、発光層３上に第２電極層４を形成する（図４(c)、第２電極層形成工程）。
【０１１５】
上記の光触媒処理層基板を利用した除去処理では、種々の有機物を容易に除去することが可能である。したがって、本実施態様によれば、種々の有機配位子を除去することが可能である。これにより、高効率で長寿命なＥＬ素子を得ることができる。また、この除去処理では、紫外線等のエネルギーの照射量が比較的少なくても、有機配位子の除去が可能である。
【０１１６】
なお、発光層形成工程および第２電極層形成工程については、上記第１実施態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。以下、ＥＬ素子の製造方法における他の工程ついて説明する。
【０１１７】
１．有機配位子除去工程
本実施態様における有機配位子除去工程は、上記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、上記有機配位子を除去する工程である。
以下、光触媒処理層基板、光触媒処理層基板および発光層の配置、ならびにエネルギー照射について説明する。
【０１１８】
（１）光触媒処理層基板
本実施態様に用いられる光触媒処理層基板は、基体と、この基体上に形成された光触媒処理層とを有するものである。以下、光触媒処理層および基体について説明する。
【０１１９】
（光触媒処理層）
本実施態様に用いられる光触媒処理層は、光触媒を含有するものである。光触媒処理層としては、光触媒処理層中の光触媒が発光層中の有機配位子に作用するような構成であれば特に限定されるものではない。光触媒処理層は、例えば、光触媒とバインダとから構成されるものであってもよく、光触媒単体で構成されるものであってもよい。光触媒のみからなる光触媒処理層の場合は、発光層中の有機配位子の除去に対する効率が向上し、処理時間の短縮化等のコスト面で有利である。また、光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の場合は、光触媒処理層の形成が容易であるという利点を有する。
【０１２０】
上記光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができる。これらの光触媒は、１種単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【０１２１】
中でも、二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり、いずれも使用することができる。中でも、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【０１２２】
アナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製 ＳＴＳ−０２（平均粒径：７ｎｍ）、石原産業（株）製 ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製 ＴＡ−１５（平均粒径：１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【０１２３】
粒径が小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので、光触媒の粒径は小さい方が好ましい。具体的には、光触媒の平均粒径は５０ｎｍ以下であることが好ましく、２０ｎｍ以下が特に好ましい。
【０１２４】
また、光触媒処理層が光触媒とバインダとからなるものである場合、用いられるバインダとしては、主骨格が上記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものが好ましい。このようなバインダとしては、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等のオルガノポリシロキサンを挙げることができる。
【０１２５】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示されるケイ素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物または共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンが好ましく用いられる。Ｙで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、Ｘで示されるアルコキシル基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。上記式で示されるケイ素化合物としては、具体的には、特開２０００−２４９８２１号公報に記載されているもの等を用いることができる。
【０１２６】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記化学式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【０１２７】
【化２】
【０１２８】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル基、アルケニル基、アリール基またはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１，Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【０１２９】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコーン化合物を混合してもよい。
【０１３０】
さらに、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いることができる。この無定形シリカ前駆体としては、一般式ＳｉＸ４で表され、Ｘがハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、あるいは平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましい。具体的には、テトラエトキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラ−ｎ−プロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラメトキシシラン等が挙げられる。これらは、単独で、または２種以上を混合して用いることができる。
【０１３１】
光触媒処理層が光触媒とバインダとからなるものである場合、光触媒処理層中の光触媒の含有量は、５質量％〜６０質量％の範囲内で設定することができ、好ましくは２０質量％〜５０質量％の範囲内である。
【０１３２】
また、光触媒処理層には、上記の光触媒およびバインダの他に、例えば特開２０００−２４９８２１号公報に記載されているものと同様の界面活性剤や、添加剤等を含有させてもよい。
【０１３３】
光触媒処理層の厚みは、０．０５μｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１３４】
光触媒のみからなる光触媒処理層の形成方法としては、例えば、ＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法等の真空成膜法を挙げることができる。真空成膜法であれば、均一な膜で、かつ光触媒のみを含有する光触媒処理層を形成することができる。これにより、発光層を均一に処理することが可能となる。また、光触媒処理層が光触媒のみからなることから、バインダを用いる場合と比較して、効率的に発光層を処理することができる。
【０１３５】
また、光触媒のみからなる光触媒処理層の形成方法としては、例えば光触媒が二酸化チタンの場合は、基体上に無定形チタニアを成膜し、次いで焼成により無定形チタニアを結晶性チタニアに相変化させる方法等が挙げられる。
無定形チタニアは、例えば、四塩化チタン、硫酸チタン等のチタンの無機塩を加水分解および脱水縮合する、あるいは、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラ−ｎ−プロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラメトキシチタン等の有機チタン化合物を酸存在下において加水分解および脱水縮合することによって得ることができる。次いで、無定形チタニアを、４００℃〜５００℃で焼成することによってアナターゼ型チタニアに変性させ、６００℃〜７００℃で焼成することによってルチル型チタニアに変性させることができる。
【０１３６】
光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の形成方法としては、バインダとしてオルガノポリシロキサンを用いた場合には、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散させて光触媒処理層形成用塗工液を調製し、この光触媒処理層形成用塗工液を基体上に塗布する方法を用いることができる。また、バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合には、塗布後に、紫外線を照射して硬化処理を行ってもよい。
【０１３７】
この際に使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布方法としては、スピンコート、スプレーコート、ディップコート、ロールコート、ビードコート等の一般的な方法を用いることができる。
【０１３８】
また、光触媒とバインダとからなる光触媒処理層の形成方法としては、バインダとして無定形シリカ前駆体を用いた場合には、光触媒の粒子と無定形シリカ前駆体とを非水性溶媒中に均一に分散させて光触媒処理層形成用塗工液を調製し、この光触媒処理層形成用塗工液を基体上に塗布し、無定形シリカ前駆体を、空気中の水分により加水分解させてシラノールを形成させ、常温で脱水縮重合させる方法を用いることができる。シラノールの脱水縮重合を１００℃以上で行えば、シラノールの重合度が増し、膜表面の強度を向上させることができる。
【０１３９】
光触媒処理層の形成位置としては、基体上の全面に光触媒処理層が形成されていてもよく、基体上に光触媒処理層がパターン状に形成されていてもよい。
【０１４０】
光触媒処理層がパターン状に形成されている場合には、光触媒処理層を発光層に対して所定の間隙をおいて配置し、エネルギーを照射する際に、発光層が形成された基板にパターン状に除去処理を施すことができる。例えば、発光層がパターン状に形成されている場合には、発光層が形成されている領域のみに除去処理を施すことができる。そのため、発光層以外の領域に除去処理が施されるのを避けることができる。
【０１４１】
この光触媒処理層のパターニング方法としては、特に限定されるものではなく、例えばフォトリソグラフィー法等が挙げられる。
【０１４２】
（基体）
光触媒処理層基板に用いられる基体は、後述するエネルギーの照射方向や、得られるＥＬ素子の光の取り出し方向により透明性が適宜選択される。
例えば、図４(c)に示すＥＬ素子がトップエミッション型であり、かつＥＬ素子における基板または第１電極層が不透明である場合は、エネルギー照射方向は必然的に光触媒処理層基板側からとなる。そのため、この場合には、基体は透明性を有する必要がある。一方、例えば図４(c)に示すＥＬ素子がボトムエミッション型である場合には、ＥＬ素子における基板側からエネルギーを照射することが可能である。そのため、この場合には、基体に透明性は要求されない。
【０１４３】
また、基体は、可撓性を有するもの、例えば樹脂製フィルム等であってもよいし、可撓性を有さないもの、例えばガラス基板等であってもよい。
【０１４４】
基体としては、特に限定されるものではないが、光触媒処理層基板は繰り返し用いられるものであることから、所定の強度を有し、かつその表面が光触媒処理層との密着性が良好であるものが好適に用いられる。具体的には、基体を構成する材料としては、ガラス、セラミック、金属、プラスチック等を挙げることができる。
【０１４５】
また、基体表面と光触媒処理層との密着性を向上させるために、基体上にアンカー層が形成されていてもよい。アンカー層の形成材料としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【０１４６】
（遮光部）
本実施態様に用いられる光触媒処理層基板には、遮光部がパターン状に形成されていてもよい。パターン状の遮光部を有する光触媒処理層基板を用いた場合には、発光層が形成された基板にパターン状に除去処理を施すことができる。例えば、発光層がパターン状に形成されている場合には、発光層が形成されている領域のみに除去処理を施し、かつエネルギー照射することができる。そのため、発光層以外の領域がエネルギー照射されるのを避けることができる。
【０１４７】
遮光部の形成位置としては、基体上に遮光部がパターン状に形成され、この遮光部上に光触媒処理層が形成されていてもよく、また基体上に光触媒処理層が形成され、この光触媒処理層上に遮光部がパターン状に形成されていてもよく、さらに基体の光触媒処理層が形成されていない側の表面に遮光部がパターン状に形成されていてもよい。
【０１４８】
基体上に遮光部が形成されている場合、および、光触媒処理層上に遮光部が形成されている場合は、光触媒処理層と発光層とが間隙をおいて配置される部分の近傍に、遮光部が配置されることになるので、基体内等におけるエネルギーの散乱の影響を少なくすることができる。このため、エネルギーのパターン照射を極めて正確に行うことが可能となる。
【０１４９】
さらに、光触媒処理層上に遮光部が形成されている場合は、光触媒処理層と発光層とを所定の間隙をおいて配置する際に、この遮光部の膜厚をこの間隙の距離と一致させておくことにより、間隙を一定のものとするためのスペーサとして、遮光部を用いることができる。すなわち、光触媒処理層と発光層とを所定の間隙をおいて配置する際に、遮光部と発光層とを密着させた状態で配置することにより、所定の間隙を保つことができる。
【０１５０】
遮光部の形成方法としては、特に限定されるものではなく、遮光部の形成面の特性や、必要とするエネルギーに対する遮蔽性等に応じて適宜選択される。
例えば、スパッタリング法、真空蒸着法等により、厚み１０００Å〜２０００Å程度のクロム等の金属薄膜を形成し、この薄膜をパターニングすることにより、遮光部を形成することができる。このパターニング方法としては、一般的なパターニング方法を用いることができる。
また例えば、樹脂バインダ中にカーボン微粒子、金属酸化物、無機顔料、有機顔料等の遮光性粒子を含有させた層をパターニングすることにより、遮光部を形成することもできる。樹脂バインダとしては、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、ゼラチン、カゼイン、セルロース等が挙げられる。これらの樹脂は、１種単独で、または２種以上を混合して用いることができる。また、樹脂バインダとしては、感光性樹脂、あるいは、Ｏ／Ｗエマルジョン型の樹脂組成物、例えば、反応性シリコーンをエマルジョン化したもの等を用いることができる。パターニング方法としては、フォトリソ法、印刷法等、一般的なパターニング方法を用いることができる。
樹脂バインダを用いた遮光部の厚みとしては、０．５μｍ〜１０μｍの範囲内で設定することができる。
【０１５１】
（プライマー層）
本実施態様において、上述したように基体上に遮光部がパターン状に形成され、その遮光部上に光触媒処理層が形成されている場合には、遮光部と光触媒処理層との間にプライマー層が形成されていることが好ましい。
【０１５２】
このプライマー層の作用・機能は必ずしも明確なものではないが、プライマー層は、光触媒の作用による発光層中の有機配位子の除去を阻害する要因となる遮光部および遮光部間に存在する開口部からの不純物、特に、遮光部をパターニングする際に生じる残渣や、金属、金属イオン等の不純物の拡散を防止する機能を有していると考えられる。したがって、遮光部と光触媒処理層との間にプライマー層を形成することにより、高感度で除去処理が進行させることができる。
【０１５３】
プライマー層は、遮光部のみならず遮光部間の開口部に存在する不純物が光触媒の作用に影響を及ぼすのを防止すると考えられるので、パターン状の遮光部および遮光部間の開口部を覆うように全面に形成されていることが好ましい。また、プライマー層は、光触媒処理層と遮光部とが物理的に接触しないように配置されていればよい。
【０１５４】
このプライマー層を構成する材料としては、特に限定されるものではないが、光触媒の作用により分解されにくい無機材料が好ましい。無機材料としては、例えば無定形シリカを挙げることができる。この無定形シリカの前駆体としては、一般式ＳｉＸ４で示され、Ｘがハロゲン、メトキシ基、エトキシ基、またはアセチル基等であるケイ素化合物、それらの加水分解物であるシラノール、あるいは、平均分子量３０００以下のポリシロキサンが好ましく用いられる。
【０１５５】
また、プライマー層の膜厚は、０．００１μｍ〜１μｍの範囲内であることが好ましく、特に０．００１μｍ〜０．５μｍの範囲内であることが好ましい。
【０１５６】
（ii）光触媒処理層基板および発光層の配置
本実施態様においては、光触媒処理層基板を、発光層に対して、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置する。通常は、光触媒処理層基板の光触媒処理層と、発光層とを、発光層にエネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置する。
なお、間隙とは、光触媒処理層および発光層が接触している状態も含むものとする。
【０１５７】
光触媒処理層と発光層との間隔は、具体的には、２００μｍ以下であることが好ましい。光触媒処理層と発光層とを所定の間隔をおいて配置することにより、酸素、水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しやすくなる。光触媒処理層と発光層との間隔が上記範囲より広い場合には、光触媒作用により生じた活性酸素種が発光層に届き難くなり、処理速度を遅くしてしまう可能性がある。逆に、光触媒処理層と発光層との間隔を狭くしすぎると、酸素、水および光触媒作用により生じた活性酸素種が脱着しにくくなり、結果的に処理速度を遅くしてしまう可能性がある。
【０１５８】
上記間隔は、光触媒の感度も高く、有機配位子の除去の効率が良好である点を考慮すると、０．２μｍ〜２０μｍの範囲内であることがより好ましく、さらに好ましくは１μｍ〜１０μｍの範囲内である。
【０１５９】
一方、例えば３００ｍｍ×３００ｍｍといった大面積のＥＬ素子を製造する場合には、上述したような微細な間隙を光触媒処理層基板と発光層との間に設けることは極めて困難である。したがって、比較的大面積のＥＬ素子を製造する場合は、上記間隙は、５μｍ〜１００μｍの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは１０μｍ〜７５μｍの範囲内である。上記間隙を上記範囲とすることにより、光触媒の感度が悪化して有機配位子の除去の効率が悪化するのを抑制することができるからである。
【０１６０】
また、上記のような比較的大面積に対してエネルギー照射する際には、エネルギー照射装置内の光触媒処理層基板と発光層との位置決め装置における間隙の設定を、１０μｍ〜２００μｍの範囲内、特に２５μｍ〜７５μｍの範囲内に設定することが好ましい。上記間隙の設定値を上記範囲とすることにより、光触媒の感度の大幅な悪化を招くことなく、かつ光触媒処理層基板と発光層とを接触させずに配置することができるからである。
【０１６１】
本実施態様においては、このような間隙をおいた配置状態は、少なくともエネルギー照射の間だけ維持されればよい。
【０１６２】
このような極めて狭い間隙を均一に設けて光触媒処理層と発光層とを配置する方法としては、例えばスペーサを用いる方法を挙げることができる。スペーサを用いる方法では、均一な間隙を設けることができると共に、このスペーサが接触する部分は、光触媒の作用が発光層に及ばないことから、このスペーサを目的とするパターンと同様とすることにより、除去処理をパターン状に行うことが可能となる。
【０１６３】
本実施態様においては、スペーサを一つの部材として形成してもよいが、工程の簡略化等のため、光触媒処理層基板の光触媒処理層上にスペーサが形成されていることが好ましい。この場合、上記遮光部の項に記載したような利点を有する。
【０１６４】
スペーサは、発光層表面に光触媒の作用が及ばないように、発光層表面を保護する作用を有していればよい。このため、スペーサは、照射されるエネルギーに対して遮蔽性を有していなくてもよい。
【０１６５】
（iii）エネルギー照射
本発明においては、光触媒処理層と発光層とを所定の間隙をおいて配置した後、所定の方向からエネルギーを照射することにより、発光層中の有機配位子を除去する。
【０１６６】
エネルギー照射に用いる光の波長は、通常、４５０ｎｍ以下の範囲で設定され、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲で設定される。これは、上述したように、光触媒処理層に用いられる好ましい光触媒が二酸化チタンであり、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上記の波長の光が好ましいからである。
【０１６７】
エネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
また、パターン状にエネルギーを照射してもよい。この場合、除去処理をパターン状に行うことができる。パターン状にエネルギーを照射する方法としては、上記の光源を用い、フォトマスクを介してパターン照射する方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることもできる。
【０１６８】
エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、光触媒処理層中の光触媒の作用により発光層中の有機配位子が除去されるのに必要な照射量とする。
この際、光触媒処理層を加熱しながらエネルギー照射することが好ましい。感度を上昇させことができ、効率的に有機配位子を除去することができるからである。具体的には、３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
なお、有機配位子がシランカップリング剤である場合には、シランカップリング剤の反応性を制御するために、加熱しないこととする。
【０１６９】
エネルギー照射方向は、基体の透明性やＥＬ素子の光の取り出し方向等により決定される。
例えば、光触媒処理層基板に遮光部が形成されており、光触媒処理層基板の基体が透明である場合は、光触媒処理層基板側からエネルギー照射が行なわれる。また、この場合、光触媒処理層上に遮光部が形成されており、この遮光部がスペーサとして機能する場合には、エネルギー照射方向は光触媒処理層基板側からであってもよく基板側からであってもよい。
また例えば、光触媒処理層がパターン状に形成されている場合には、エネルギー照射方向は、上述したように、光触媒処理層と発光層とが面する部分にエネルギーが照射されれば、いかなる方向であってもよい。
同様に、上述したスペーサを用いる場合も、光触媒処理層と発光層とが面する部分にエネルギーが照射されれば、エネルギー照射方向はいかなる方向であっってもよい。
さらに例えば、フォトマスクを用いる場合は、フォトマスクが配置された側からエネルギーが照射される。この場合、フォトマスクが配置された側が透明である必要がある。
【０１７０】
エネルギー照射後は、光触媒処理層基板は、発光層から取り外される。
【０１７１】
なお、有機物が除去されたことは、例えば、フーリエ変換赤外分光分析（ＦＴ−ＩＲ）、飛行時間型二次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭ）等により確認することができる。
【０１７２】
２．その他の工程
本実施態様においては、上記第１実施態様と同様に、正孔注入輸送層形成工程、電子注入輸送層形成工程、絶縁層形成工程等を行うことができる。
【０１７３】
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。
【実施例】
【０１７４】
以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。
［実施例１］
まず、TOPOで保護された量子ドット（CdSe/ZnSコアシェル型ナノ粒子、直径：5.2nm）の懸濁液（evident TECHNOLOGIES社製、蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」）を準備した。次に、ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、上記のTOPOで保護された量子ドットの懸濁液を、スピンコート法によって成膜し、膜厚20nm程度の発光層を得た。続いて、この発光層を、ＵＶオゾン洗浄機にて15分間処理した。そして、処理後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
その後、真空蒸着によりLiFを厚み1nm、Alを厚み100nmで成膜し、ＥＬ素子を作製した。
【０１７５】
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１７６】
［比較例１］
実施例１において、発光層をＵＶオゾン洗浄機にて処理しなかった以外は、実施例１と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１７７】
［実施例１および比較例１の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例１のＥＬ素子では10h程度で発光が消えたに対して、実施例１ではＵＶ−オゾン洗浄を行うことで、20h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１７８】
［実施例２］
まず、TOPOで保護された量子ドット（CdSe/ZnSコアシェル型ナノ粒子、直径：5.2nm）の懸濁液（evident TECHNOLOGIES社製、蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」）を準備した。次に、ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、上記のTOPOで保護された量子ドットの懸濁液を、スピンコート法によって成膜し、膜厚20nm程度の発光層を得た。この発光層に、200W、O2ガス60sccmにて、5分間プラズマ処理を行った。そして、処理後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
その後、真空蒸着によりLiFを厚み1nm、Alを厚み100nmで成膜し、ＥＬ素子を作製した。
【０１７９】
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１８０】
［比較例２］
実施例２において、発光層にプラズマ処理を行わなかった以外は、実施例２と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１８１】
［実施例２および比較例２の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例２のＥＬ素子では10h程度で発光が消えたに対して、実施例２では酸素プラズマ処理を行うことで、15h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１８２】
［実施例３］
（発光層の形成）
まず、TOPOで保護された量子ドット（CdSe/ZnSコアシェル型ナノ粒子、直径：5.2nm）の懸濁液（evident TECHNOLOGIES社製、蛍光性半導体ナノクリスタル「エヴィドット」）を準備した。次に、ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、上記のTOPOで保護された量子ドットの懸濁液を、スピンコート法によって成膜し、膜厚20nm程度の発光層を得た。
【０１８３】
（光触媒処理層基板の調製）
次に、ITO電極のパターンに合わせて、遮光部の開口部が横幅８５μｍ、縦幅８５μｍの矩形となるように設計されたフォトマスクを準備した。このフォトマスク上に下記組成の光触媒処理層形成用塗工液をスピンコータにより塗布し、１５０℃、１０分間の加熱・乾燥処理を施し、加水分解・重縮合反応を進行させて硬化させ、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された、膜厚２０００Åの透明な光触媒処理層を形成した。
＜光触媒処理層形成用塗工液の組成＞
・二酸化チタン(石原産業(株)製、ST-K01) ２質量部
・オルガノアルコキシシラン(GE東芝シリコーン(株)製、TSL8113) ０．４質量部
・イソプロピルアルコール ３質量部
【０１８４】
（有機配位子の除去）
次に、光源として高圧水銀灯をもち、光触媒処理層基板および上記発光層が形成された基板の位置調整機構をもつ紫外線露光装置により、光触媒処理層基板の遮光部の開口部と、上記発光層が形成された基板のITO電極のパターンとが対向するように、光触媒処理層基板および上記発光層が形成された基板の位置を調整し、光触媒処理層と発光層との間の距離が２０μｍとなるように調整した後、光触媒処理層基板の裏面側から２５３ｎｍの光の露光量が２００ｍＪ／ｃｍ2となるように露光した。
そして、露光後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
【０１８５】
（電極の形成）
その後、真空蒸着によりLiFを厚み1nm、Alを厚み100nmで成膜し、ＥＬ素子を作製した。
【０１８６】
（評価）
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１８７】
［比較例３］
実施例３において、発光層に光触媒処理層基板を用いた処理を行わなかった以外は、実施例３と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１８８】
［実施例３および比較例３の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例３のＥＬ素子では10h程度で発光が消えたに対して、実施例３では光触媒処理層基板を用いた処理を行うことで、25h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１８９】
［実施例４］
ITO電極がパターニングされたガラス基板上に、MoO3を厚み10nmで成膜し、正孔注入層を形成した。その後、実施例１と同様にして、発光層を形成し、ＵＶオゾン洗浄機にて処理を行った。そして、処理後の発光層について、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
次に、BAlq2を厚み20nm、Alq3を厚み20nmで成膜し、電子輸送層を形成した。次いで、LiFを厚み1nm、Alを厚み100nmでそれぞれ成膜し、電極を形成した。
【０１９０】
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１９１】
［比較例４］
実施例４において、発光層をＵＶオゾン洗浄機にて処理しなかった以外は、実施例４と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１９２】
［実施例４および比較例４の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例４のＥＬ素子では20h程度で発光が消えたに対して、実施例４ではＵＶ−オゾン洗浄を行うことで、100h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１９３】
［実施例５］
実施例４において、ＵＶ−オゾン洗浄のかわりに、実施例２と同様のプラズマ処理を行った以外は、実施例４と同様にしてにＥＬ素子を作製した。処理後の発光層については、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１９４】
［比較例５］
実施例５において、発光層にプラズマ処理を行わなかった以外は、実施例５と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１９５】
［実施例５および比較例５の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例５のＥＬ素子では15h程度で発光が消えたに対して、実施例５では酸素プラズマ処理を行うことで、90h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【０１９６】
［実施例６］
実施例４において、ＵＶ−オゾン洗浄のかわりに、実施例３と同様の有機配位子の除去を行った以外は、実施例４と同様にしてにＥＬ素子を作製した。処理後の発光層については、FT-IR分析により有機物の除去を確認した。
得られたＥＬ素子では、３Ｖ程度から発光開始し、量子ドット由来の赤色の発光を確認した。
【０１９７】
［比較例６］
実施例６において、発光層に光触媒処理層基板を用いた処理を行わなかった以外は、実施例６と同様にしてＥＬ素子を作製した。
【０１９８】
［実施例６および比較例６の評価］
定電流下にて寿命測定を行ったところ、比較例６のＥＬ素子では25h程度で発光が消えたに対して、実施例６では光触媒処理層基板を用いた処理を行うことで、120h程度まで発光時間が伸びることを確認した。
【図面の簡単な説明】
【０１９９】
【図１】本発明のＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】周囲に有機配位子が配置された量子ドットを示す模式図である。
【図３】本発明のＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【図４】本発明のＥＬ素子の製造方法の他の例を示す工程図である。
【符号の説明】
【０２００】
１ … 基板
２ … 第１電極層
３ … 発光層
４ … 第２電極層
５ … 正孔注入輸送層
３１ … 光触媒処理層基板
３２ … 基体
３３ … 光触媒処理層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、前記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、
前記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記発光層形成工程前に、前記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有す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ス素子の製造方法。
【請求項３】
前記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、前記コア部を被覆し、前記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有す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ス素子の製造方法。
【請求項４】
第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層にプラズマ照射を施して、前記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、
前記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、前記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、
前記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項６】
前記発光層形成工程前に、前記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
前記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、前記コア部を被覆し、前記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有することを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項１】
第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層にＵＶ−オゾン洗浄を施して、前記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、
前記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項２】
前記発光層形成工程前に、前記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有す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ス素子の製造方法。
【請求項３】
前記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、前記コア部を被覆し、前記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有す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ス素子の製造方法。
【請求項４】
第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層にプラズマ照射を施して、前記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、
前記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項５】
第１電極層が形成された基板上に、周囲に有機配位子が配置された量子ドットを含有する発光層形成用塗工液を塗布して、発光層を形成する発光層形成工程と、
前記発光層に対して、基体上に少なくとも光触媒を含有する光触媒処理層が形成されている光触媒処理層基板を、エネルギー照射に伴う光触媒の作用が及び得る間隙をおいて配置した後、エネルギー照射して、前記有機配位子を除去する有機配位子除去工程と、
前記有機配位子が除去された発光層上に、第２電極層を形成する第２電極層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項６】
前記発光層形成工程前に、前記第１電極層が形成された基板上に、正孔注入性を有する無機材料を用いて正孔注入輸送層を形成する正孔注入輸送層形成工程を有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【請求項７】
前記量子ドットが、半導体微粒子からなるコア部と、前記コア部を被覆し、前記半導体微粒子よりもバンドギャップが大きい材料からなるシェル部とを有することを特徴とする請求項４から請求項６までのいずれかに記載のエレクトロルミネッセンス素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−８７７８２（Ｐ２００９−８７７８２Ａ）
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２５６８５５（Ｐ２００７−２５６８５５）
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年４月２３日（２００９．４．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年９月２８日（２００７．９．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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