有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器
【課題】優れた特性を発揮する有機半導体素子を製造し得る有機半導体素子の製造方法、かかる有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子、この有機半導体素子を備え、信頼性の高い有機半導体装置および信頼性の高い電子機器を提供すること。
【解決手段】
有機ＥＬ素子（有機半導体素子）１は、陽極３と、正孔輸送層５ａと、正孔輸送層５ａと同一の機能を有する中間層５ｂと、発光層６と、陰極８とを備える。正孔輸送層（第１の有機半導体層）５ａと中間層５ｂと発光層（第２の有機半導体層）６とは、正孔輸送層５ａの構成材料を含有する第１の液状被膜、中間層５ｂの構成材料を含有する第３の液状被膜、および、発光層６の構成材料を含有する第２の液状被膜を固化させることにより一括して形成される。
【解決手段】
有機ＥＬ素子（有機半導体素子）１は、陽極３と、正孔輸送層５ａと、正孔輸送層５ａと同一の機能を有する中間層５ｂと、発光層６と、陰極８とを備える。正孔輸送層（第１の有機半導体層）５ａと中間層５ｂと発光層（第２の有機半導体層）６とは、正孔輸送層５ａの構成材料を含有する第１の液状被膜、中間層５ｂの構成材料を含有する第３の液状被膜、および、発光層６の構成材料を含有する第２の液状被膜を固化させることにより一括して形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の有機半導体層を備える有機半導体素子として、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に「有機ＥＬ素子」という。）や、有機薄膜トランジスタ等がある。
これらのうち、有機ＥＬ素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子（半導体素子）としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
【０００３】
一般に、有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に発光層を有する構成であり、陰極と陽極との間に電界を印加すると、発光層に陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。
そして、注入された電子と正孔とが発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際の励起エネルギーを光エネルギーとして放出することにより、発光層が発光する。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子の高効率化、すなわち、高い発光を得るためには、電子または正孔のキャリア輸送性の異なる有機半導体材料で構成される有機半導体層を、発光層と、陰極および／または陽極との間に積層する素子構造が有効であることが判っている。
そこで、キャリア輸送特性の異なる発光層と有機半導体層と（以下、これらを併せて「有機半導体層」という。）を電極上に積層する必要があるが、従来の塗布法を用いる製造方法においては、有機半導体層を積層する際に、隣接する有機半導体層との間で相溶解が生じ、これら有機半導体層のキャリア輸送能が低減することに起因して、有機ＥＬ素子としての発光効率、発色の色純度またはパターン精度が悪くなる等の特性が低下するという問題があった。
【０００５】
そのため、有機半導体層を積層する場合には、有機半導体材料として溶解性の異なるものを組み合わせて用いることにより、積層するのに限られていた。
このような問題点を解決する方法として、下層となる有機半導体層を構成する有機半導体材料同士を重合化させることにより、下層の耐久性すなわち耐溶剤性を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、下層となる有機半導体層を構成する有機半導体材料に硬化性樹脂を添加し、この硬化性樹脂と一緒に硬化させることによって、下層の耐溶剤性を向上させる方法も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、これらのような方法を用いた場合においても、有機ＥＬ素子の特性の向上は、期待するほど得られていないのが実情である。
このような問題は、有機薄膜トランジスタ等にも同様に生じている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２５５７７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、優れた特性を発揮する有機半導体素子を製造し得る有機半導体素子の製造方法、かかる有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子、この有機半導体素子を備え、信頼性の高い有機半導体装置および信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の有機半導体素子の製造方法は、基板上に、主として第１の有機半導体材料で構成される第１の有機半導体層と、主として前記第１の有機半導体材料と異種の第２の有機半導体材料で構成される第２の有機半導体層と、これらの間に、主として第３の有機半導体材料で構成される中間層とを積層してなる有機半導体素子を製造する有機半導体素子の製造方法であって、
第１の液体に前記第１の有機半導体材料を溶解または分散した第１の液状材料と、前記第１の液体と同種の第２の液体に前記第２の有機半導体材料を溶解または分散した第２の液状材料と、前記第１の液体および前記第２の液体と実質的に相溶しない第３の液体に前記第３の有機半導体材料を溶解または分散した第３の液状材料とを用意する第１の工程と、
前記基板上に、前記第１の液状材料を供給して第１の液状被膜を形成する第２の工程と、
前記第１の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第１の液状被膜上に、前記第３の液状材料を供給して第３の液状被膜を形成する第３の工程と、
前記第１の液状被膜および第３の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第３の液状被膜上に、前記第２の液状材料を供給して第２の液状被膜を形成する第４の工程と、
前記第１の液状被膜、第３の液状被膜および前記第２の液状被膜から前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体を除去することにより、これらの被膜を固化させて前記第１の半導体層、前記中間層および前記第２の半導体層を、この順で積層するように一括して形成する第５の工程とを有することを特徴とする。
これにより、第１の有機半導体層と中間層、および、第２の有機半導体層と中間層との間で、相溶解が生じるのが防止されて、均一な界面が形成されることから、これらの層同士の間でのキャリアの受け渡しを円滑に行うことができる。その結果、これらの層を備える有機半導体素子は、優れた特性を発揮するものとなる。
【００１０】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の工程において、前記第３の液状材料は、液滴として前記第１の液状被膜上に供給されることが好ましい。
これにより、第１の液状被膜上に供給する第３の液状材料の量を比較的容易に制御することができる。その結果、形成される中間層の薄膜化を図ることができる。また、第３の液状材料を、目的とする領域内に選択的に供給することができるため、第３の液状材料のムダを省くことができる。
【００１１】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第４の工程において、前記第２の液状材料は、液滴として前記第３の液状被膜上に供給されることが好ましい。
これにより、第３の液状被膜上に供給する第２の液状材料の量を比較的容易に制御することができる。その結果、形成される第２の有機半導体層の薄膜化を図ることができる。また、第２の液状材料を、目的とする領域内に選択的に供給することができるため、第２の液状材料のムダを省くことができる。
【００１２】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体の除去は、前記第２の液状被膜に平板を接触させ、次いで、前記第１の液状被膜、前記第３の液状被膜および前記第２の液状被膜が層状となるように、前記平板と前記基板との離間距離を規定した状態で行われることが好ましい。
これにより、第１の液状被膜、第３の液状被膜および第２の液状被膜が、それぞれ、その厚さをほぼ均一なものとした状態で、第１の液体、第３の液体および第２の液体の除去が行われることから、形成される第１の有機半導体層、中間層および第２の有機半導体層の膜厚をもほぼ均一なものとすることができる。
【００１３】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記平板は、前記第２の液状材料を接触させる面に撥液性を有することが好ましい。
これにより、本工程において、第１の有機半導体層、中間層および第２の有機半導体層を一括して形成した後に、平板を第２の有機半導体層から容易に除去することができる。
【００１４】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体は、前記第１の液状材料、前記第３の液状材料および前記第２の液状材料を加熱および／または減圧することにより除去されることが好ましい。
これにより、第１の有機半導体材料と第２の有機半導体材料とが第３の液状被膜側に、第３の有機半導体材料が第１の液状被膜および第２の液状被膜側に不本意に拡散するのを好適に防止または抑制して、第１の液状被膜、第３の液状被膜および第２の液状被膜を迅速に固化させることができる。
【００１５】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の液体は、極性溶媒であり、前記第１の液体および前記第２の液体は、前記極性溶媒よりも極性の低い溶媒であることが好ましい。
これにより、第３の液体が第１の液体および第２の液体とに相溶するようになるのを的確に防止または抑制することができる。
【００１６】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の液状材料は、前記第３の有機半導体材料の前記第３の液体中への分散性を向上させる分散剤を含んでいることが好ましい。
これにより、第３の有機半導体材料を分散剤で取り囲むことにより得られるミセルが第３の液体中において形成されることから、第３の有機半導体材料を第３の液体中に確実に分散させることができる。
【００１７】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の液状材料中における前記第３の有機半導体材料と前記分散剤との混合比は、重量比で１０：１〜５０：１であることが好ましい。
これにより、第３の液体中においてより適切な大きさのミセルが形成されることから、第３の液体中に第３の有機半導体材料をより確実に分散させることができる。
【００１８】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の有機半導体材料は、前記第１の有機半導体材料と同種であることが好ましい。
これにより、第１の有機半導体層と中間層とが同一の機能を発揮するものとなる。すなわち、第１の有機半導体層と中間層とを、２層構成の１つの層と言うことができる。
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第２の液体の沸点をＡ［℃］とし、前記第３の液体の沸点をＢ［℃］としたとき、Ａ−Ｂの絶対値が７５以下なる関係を満足することが好ましい。
これにより、形成される中間層と第２の有機半導体層との界面付近で第３の有機半導体材料と第２の有機半導体材料とが混ざり合うのを的確に防止または抑制することができる。
【００１９】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記中間層は、その膜厚が前記第１の有機半導体層の膜厚と前記第２の有機半導体層の膜厚との双方よりも薄くなるように形成されることが好ましい。
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記有機半導体素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、
前記第１の有機半導体層および前記中間層は、正孔輸送層の少なくとも一部を構成し、前記第２の有機半導体層は、発光層の少なくとも一部を構成することが好ましい。
これにより、中間層と発光層との界面を均一に形成することができることから、これらの層同士間における正孔の受け渡しを円滑に行うことができる。その結果、これらの層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光効率等の特性に優れたものとなる。
【００２０】
本発明の有機半導体素子は、本発明の有機半導体素子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、優れた特性を有する有機半導体素子を製造することができる。
本発明の有機半導体装置は、本発明の有機半導体素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い有機半導体装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の有機半導体装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の一例について説明する。
＜アクティブマトリクス型表示装置＞
図１は、本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の一例を示す縦断面図、図２〜図４は、図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図であり、図２は、縦断面図、図３および図４は、模式図である。なお、以下の説明では、図１〜図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２２】
図１に示すアクティブマトリクス型表示装置（以下、単に「表示装置」と言う。）１０は、ＴＦＴ回路基板（対向基板）２０と、この基体２０上に設けられた有機ＥＬ素子（有機半導体素子）１と、ＴＦＴ回路基板２０に対向する上基板９とを有している。
ＴＦＴ回路基板２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
【００２３】
基板２１は、表示装置１０を構成する各部の支持体となるものであり、上基板９は、例えば、有機ＥＬ素子１を保護する保護層等として機能するものである。
また、本実施形態の表示装置１０は、基板２１側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２１は、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされ、一方、上基板９は、特に、透明性は要求されない。
このような基板２１には、各種ガラス材料基板が好適であるが、各種高硬度の樹脂基板を用いることもできる。
【００２４】
一方、上基板９には、基板２１の構成材料として挙げたものの他、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンのようなポリエーテル系樹脂等を主材料として構成される基板を用いることができる。中でも、ポリイミド系樹脂は、熱膨張率や熱収縮率が小さいため、ポリイミド系樹脂を主材料とする基板は、熱収縮率を低く抑えることができる。また、ポリエステル系樹脂を主材料として構成される基板は、寸法安定性が良いという利点がある。
【００２５】
さらに、このような樹脂材料に充填材、繊維を入れて積層したり、前熱処理や架橋度を調整することにより、上基板９の収縮率を低下させて、寸法安定性を向上させることもできる。
なお、上基板９の構成材料としては、上述したようなものの他、例えば、セラミックス材料、金属材料、炭素繊維等のような炭素系材料を用いることもできる。
【００２６】
基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜２０ｍｍ程度であるのがより好ましい。一方、上基板９の平均厚さも、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
回路部２２は、基板２１上に形成された下地保護層２３と、下地保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
【００２７】
駆動用ＴＦＴ２４は、半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、有機ＥＬ素子１が設けられている。また、隣接する有機ＥＬ素子１同士は、隔壁部（バンク）３１により区画されている。
【００２８】
本実施形態では、各有機ＥＬ素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、正孔輸送層５および発光層６は、各有機ＥＬ素子１に対して個別に形成されており、陰極８は、共通電極とされている。
表示装置１０は、単色表示であってもよく、各有機ＥＬ素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
【００２９】
以下、有機ＥＬ素子１について詳述する。
図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、陽極３と、陰極８と、陽極３と陰極８との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６が介挿されている。
陽極３は、正孔輸送層５に正孔を注入する電極である。
この陽極３の構成材料（陽極材料）としては、仕事関数が大きく、導電性に優れ、また透光性を有する材料を用いるのが好ましい。
【００３０】
このような陽極材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化亜鉛との複合物）、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。陽極３の厚さが薄すぎると、陽極３としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陽極３が厚過ぎると、陽極材料の種類等によっては、光の透過率が著しく低下し、有機ＥＬ素子１の構成がボトムエミッション型の場合、実用に適さなくなるおそれがある。
なお、陽極材料には、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂材料を用いることもできる。
【００３１】
一方、陰極８は、発光層６に電子を注入する電極である。
この陰極８の構成材料（陰極材料）としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
このような陰極材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００３２】
特に、陰極材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極材料として用いることにより、陰極８の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
陰極８の平均厚さは、特に限定されないが、１００ｎｍ〜３０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５００〜２０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。陰極８の厚さが薄すぎると、陰極８の機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陰極８が厚過ぎると、有機ＥＬ素子１の発光効率等の特性が低下するおそれがある。
【００３３】
正孔輸送層５ａは、陽極３から注入された正孔を、中間層５ｂまで輸送する機能を有するものである。また、中間層５ｂは、正孔輸送層５ａから注入された正孔を、発光層６まで輸送する機能を有するものである。
すなわち、正孔輸送層５ａと中間層５ｂは、陽極３から注入された正孔を、発光層６まで輸送する機能を有する２層構成の正孔輸送層ということもできる。
【００３４】
この正孔輸送層５ａの構成材料（正孔輸送材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
高分子の正孔輸送材料としては、例えば、ポリアリールアミンのようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、フルオレン−アリールアミン共重合体のようなアリールアミン骨格およびフルオレン骨格の双方を有するもの、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
【００３５】
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることができる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
一方、低分子の正孔輸送材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥ、４，４’，４’’ −トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）のようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、ＯｘＺのようなオキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルメタン系化合物、１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられる。
【００３６】
このような正孔輸送層５ａの平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
中間層５ｂの構成材料としては、前述したような正孔輸送材料の他、分散剤５２ｂが含まれるが、この分散剤５２ｂについては後述する。
このような中間層５ｂの平均厚さは、特に限定されないが、１〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５〜１５ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００３７】
なお、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとに含まれる正孔輸送材料としては、前述したようなもののうち同一のもので構成されていてもよいし、異なるもので構成されていてもよい。
なお、陽極３と正孔輸送層５との間には、例えば、陽極３からの正孔注入効率を向上させる正孔注入層を設けるようにしてもよい。
【００３８】
この正孔注入層の構成材料（正孔注入材料）としては、例えば、銅フタロシアニンや、４，４‘，４‘‘−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
ここで、陽極３と陰極８との間に通電（電圧を印加）すると、正孔輸送層５ａおよび中間層５ｂ中を移動した正孔が発光層６に注入され、また、陰極８から電子が発光層６に注入され、この発光層６において正孔と電子とが再結合する。そして、発光層６ではエキシトン（励起子）が生成し、このエキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
【００３９】
発光層６の構成材料（発光材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキル，フェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物、ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物等が挙げられる。
【００４０】
一方、低分子の発光材料としては、例えば、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート） アルミニウム（III）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン 亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン プラチナム（II）のような各種金属錯体等が挙げられる。
【００４１】
発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、陰極８と発光層６との間には、例えば、陰極８から注入された電子を発光層６まで輸送する機能を有する電子輸送層を設けるようにしてもよい。さらには、この電子輸送層と陰極８との間に、陰極８から電子輸送層への電子の注入効率を向上させる電子注入層を設けるようにしてもよい。
【００４２】
電子輸送層の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物（スターバースト系化合物）、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセンのようなクリセン系化合物、ペリレンのようなペリレン系化合物、アントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、ＢＢＯＴのようなチオフェン系化合物、ブタジエンのようなブタジエン系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、キノリンのようなキノリン系化合物、ビスチリルのようなビスチリル系化合物、ピラジン、ジスチリルピラジンのようなピラジン系化合物、キノキサリンのようなキノキサリン系化合物、ベンゾキノン、２，５−ジフェニル−パラ−ベンゾキノンのようなベンゾキノン系化合物、ナフトキノンのようなナフトキノン系化合物、アントラキノンのようなアントラキノン系化合物、オキサジアゾール、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、ＢＭＤ、ＢＮＤ、ＢＤＤ、ＢＡＰＤのようなオキサジアゾール系化合物、トリアゾール、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、アントロンのようなアントロン系化合物、フルオレノン、１，３，８−トリニトロ−フルオレノン（ＴＮＦ）のようなフルオレノン系化合物、ジフェノキノン、ＭＢＤＱのようなジフェノキノン系化合物、スチルベンキノン、ＭＢＳＱのようなスチルベンキノン系化合物、アントラキノジメタン系化合物、チオピランジオキシド系化合物、フルオレニリデンメタン系化合物、ジフェニルジシアノエチレン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられる。
【００４３】
その他、電子輸送層の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、オキサジアゾール系高分子（ポリオキサジアゾール）、トリアゾール系高分子（ポリトリアゾール）等の高分子系の材料を用いることもできる。
電子輸送層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４４】
また、電子注入層の構成材料（電子注入材料）としては、例えば、８−ヒドロキシキノリン、オキサジアゾール、または、これらの誘導体（例えば、８−ヒドロキシキノリンを含む金属キレートオキシノイド化合物）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上組み合わせて（例えば、複数層の積層体等として）用いることができる他、各種の無機絶縁材料や、各種の無機半導体材料等を用いることができる。
【００４５】
無機絶縁材料や無機半導体材料を主材料として電子注入層を構成することにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることや、耐久性の向上を図ることができる。
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。
【００４６】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等が挙げられる。
【００４７】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、このような無機材料で電子注入層を構成する場合、この無機材料は、微結晶または非晶質であることが好ましい。これにより、電子注入層は、より均質なものとなるため、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。
本実施形態の表示装置１０は、ＴＦＴ回路基板２０上に、複数の有機ＥＬ素子１を形成した後、これらの有機ＥＬ素子１を介して、ＴＦＴ回路基板２０と上基板９とを接合することにより製造されるが、この有機ＥＬ素子１の形成に、本発明の有機半導体素子の製造方法が適用される。
【００４８】
以下、表示装置１０の製造方法について説明する。
［１］まず、ＴＦＴ回路基板２０を用意する。
［１−Ａ］まず、基板２１を用意し、基板２１上に、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約２００〜５００ｎｍの酸化シリコンを主材料として構成される下地保護層２３を形成する。
【００４９】
［１−Ｂ］次に、下地保護層２３上に、駆動用ＴＦＴ２４を形成する。
［１−Ｂａ］まず、基板２１を約３５０℃に加熱した状態で、下地保護層２３上に、例えばプラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコンを主材料として構成される半導体膜を形成する。
［１−Ｂｂ］次いで、半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法等により結晶化処理を行い、アモルファスシリコンをポリシリコンに変化させる。
ここで、レーザアニール法では、例えば、エキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ２程度に設定される。また、ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００５０】
［１−Ｂｃ］次いで、半導体膜をパターニングして島状とし、各島状の半導体膜２４１を覆うように、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約６０〜１５０ｎｍの酸化シリコンまたは窒化シリコン等を主材料として構成されるゲート絶縁層２４２を形成する。
［１−Ｂｄ］次いで、ゲート絶縁層上に、例えば、スパッタ法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を主材料として構成される導電膜を形成した後、パターニングし、ゲート電極２４３を形成する。
［１−Ｂｅ］次いで、この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込んで、ゲート電極２４３に対して自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となる。
【００５１】
［１−Ｃ］次に、駆動用ＴＦＴ２４に電気的に接続されるソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
［１−Ｃａ］まず、ゲート電極２４３を覆うように、第１層間絶縁層２５を形成した後、コンタクトホールを形成する。
［１−Ｃｂ］次いで、コンタクトホール内にソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
【００５２】
［１−Ｄ］次に、ドレイン電極２４５と陽極３とを電気的に接続する配線（中継電極）２７を形成する。
［１−Ｄａ］まず、第１層間絶縁層２５上に、第２層間絶縁層２６を形成した後、コンタクトホールを形成する。
［１−Ｄｂ］次いで、コンタクトホール内に配線２７を形成する。
以上のようにして、ＴＦＴ回路基板２０が得られる。
【００５３】
［２］次に、ＴＦＴ回路基板２０上に有機ＥＬ素子１を形成する。
前述したように、この有機ＥＬ素子１の形成に本発明の有機半導体素子の製造方法が適用され、第１の有機半導体層、第２の有機半導体層および、これら第１の有機半導体層と第２の有機半導体層との間に中間層が形成されるが、本実施形態では、第１の有機半導体層により正孔輸送層５ａが構成され、第２の有機半導体層により発光層６が構成されることとなる。また、中間層５ｂが正孔を輸送する機能を発揮することとなる。
【００５４】
本発明の有機半導体素子の製造方法を適用して、かかる構成の正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６を形成することにより、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとの界面付近、さらには、発光層６と中間層５ｂとの界面付近において、これらの構成材料同士が混ざり合うのを確実に防止することができることから、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとの界面、および、発光層６と中間層５ｂとの界面を均一なものとすることができる。
以下、この有機ＥＬ素子（有機半導体素子）１の製造方法について説明する。
【００５５】
［２−Ａ］まず、図２（ａ）に示すように、ＴＦＴ回路基板２０が備える第２層間絶縁層２６上に、配線２７に接触するように陽極（画素電極）３を形成する。
この陽極３は、ゲート電極２４３と同様にして形成することができる。
［２−Ｂ］次に、図２（ｂ）に示すように、第２層間絶縁層２６上に、各陽極３を区画するように、隔壁部３１を形成する。
【００５６】
隔壁部３１は、陽極３および第２層間絶縁膜２６を覆うように絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィー法等を用いてパターニングすること等により形成することができる。
絶縁膜（隔壁部３１）の構成材料は、耐熱性、撥液性、インク溶剤耐性、下地層との密着性等を考慮して選択される。
このような材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂のような有機材料や、ＳｉＯ２のような無機材料が挙げられる。
【００５７】
特に、陽極３が酸化物材料を主材料として構成される場合には、隔壁部３１の構成材料としては、ＳｉＯ２を用いるのが好ましい。これにより、陽極３と隔壁部３１との密着性の向上を図ることができる。
また、撥液性を示す隔壁部３１は、例えば、フッ素系樹脂を用いて形成することや、隔壁部３１の表面にフッ素プラズマ処理を施すこと等により得ることができる。
また、隔壁部３１の開口の形状は、例えば、円形、楕円形、四角形、六角形等の多角形等、いかなるものであってもよい。
【００５８】
なお、隔壁部３１の開口の形状を多角形とする場合には、角部は丸みを帯びているのが好ましい。これにより、正孔輸送層５および発光層６を、後述するような、第１の液状材料および第２の液状材料を用いて形成する際に、これらの液状材料を、隔壁部３１の内側の空間の隅々にまで確実に供給することができる。
このような隔壁部３１の高さは、陽極３、正孔輸送層５および発光層６の合計の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、３０〜５００ｎｍ程度とするのが好ましい。かかる高さとすることにより、十分に隔壁（バンク）としての機能が発揮される。
【００５９】
［２−Ｃ］次に、図２（ｃ）に示すように、各陽極３上に、それぞれ、正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６がこの順で積層されるように一括して形成する。
以下、この過程を、図３および図４を参照しつつ説明する。
［２−Ｃａ］まず、第１の液体に前述した正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）を溶解または分散した正孔輸送層形成用材料（第１の液状材料）と、この第１の液体と同種の第２の液体に、前述した発光材料（第２の有機半導体材料）を溶解または分散した第２の液状材料と、これら第１の液体および第２の液体と実質的に相溶しない第３の液体に、正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）と同種の第３の有機半導体材料を溶解または分散した第３の液状材料とを用意する（第１の工程）。
ここで、第１の液体と第２の液体とは、同種または同一のものが選択され、第３の液体は、第１の液体と第２の液体との双方に実質的に相溶しないものが選択される。
【００６０】
このような第１の液体、第２の液体および第３の液体の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば、第３の液体として極性溶媒を用いた場合には、第１の液体および第２の液体として、第３の液体（極性溶媒）よりも極性の低い溶媒を選択するようにすればよい。第１の液体、第２の液体および第３の液体を、このような組み合わせとすることにより、第３の液体と第１の液体とが、さらには、第３の液体と第２の液体とが相溶するのを的確に防止または抑制することができる。
【００６１】
極性溶媒としては、例えば、水、二硫化炭素、エチレンカーボネイト等の各種無機溶媒や、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、アセトン、ホルムアルデヒドなどのカルボニル系溶媒、エチルアミン、ジエチルアミン、ピリジン、ピペリジン等のアミン系溶媒等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６２】
また、このような極性溶媒の内、第３の液体として、水を選択した場合には、第１の液体および第２の液体としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、ペンタクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アニソール等のエーテル系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノンの脂肪族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル等のエステル系溶媒、１−ペンタノール、フェノール等のアルコール系溶媒を用いることができる。これにより、第３の液体と第１の液体とが、さらには、第３の液体と第２の液体とが相溶するのを的確に防止または抑制することができる。
以下では、第３の液体として水を用い、第１の液体および第２の液体として、上述したようなハロゲン化合物系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒およびエステル系溶媒のうちのいずれかを用いる場合を代表に説明する。
【００６３】
＜＜第１の液状材料＞＞
第１の液体としては、ハロゲン化合物系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒およびエステル系溶媒のうちのいずれかが選択されるが、通常、正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）の溶解度の高いものが好適に用いられる。
また、正孔輸送層形成用材料中における正孔輸送材料５１ａの含有率は、２０〜２ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのが好ましく、１０〜５ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのがより好ましい。正孔輸送材料５１ａの含有率が少な過ぎると、その分、第１の液体の割合が多くなるため、後工程［２−Ｃｅ］において第１の液体の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。一方、正孔輸送材料５１ａの含有率が多過ぎると、第１の液体中に正孔輸送材料５１ａを均一に溶解させるのが困難になるおそれがある。
【００６４】
＜＜第２の液状材料＞＞
次に、第２の液体としても、ハロゲン化合物系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒およびエステル系溶媒のうちのいずれかが選択されるが、通常、発光材料（第２の有機半導体材料）の溶解度の高いものが好適に用いられる。なおこの第２の液体は、第１の液体と同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００６５】
さらに、第２の液体としては、第３の液体（水）の沸点をＡ［℃］とし、第２の液体の沸点をＢ［℃］としたとき、｜Ａ−Ｂ｜が、好ましくは７５以下なる関係を満足するものが、より好ましくは５０以下なる関係を満足するものが選択される。第３の液体（水）の沸点と第２の液体の沸点の差をできるだけ小さく設定することにより、後工程［２−Ｃｅ］において、第２の液体と第３の液体とをほぼ同時に除去することができることから、二層分離を行うことの効果が確実に得られ、形成される中間層５ｂと発光層６との界面付近で正孔輸送材料５１ｂと発光材料６１とが混ざり合うのを的確に防止または抑制することができる。一方、第３の液体（水）の沸点と第２の液体の沸点の差が大き過ぎると、後工程［２−Ｃｅ］において沸点が高い方の液体の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。
【００６６】
また、発光層形成用材料中における発光材料６１の含有率は、２０〜１ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのが好ましく、８〜２ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのがより好ましい。発光材料６１の含有率が少な過ぎると、その分、第２の液体の割合が多くなるため、後工程［２−Ｃｅ］において第２の液体の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。一方、発光材料６１の含有率が多過ぎると、第２の液体に均一に発光材料６１を溶解させるのが困難になるおそれがある。
【００６７】
＜＜第３の液状材料＞＞
ここで、極性溶媒（第３の液体）として水を用いる場合には、通常、中間層形成用材料（第３の液状材料）は、前述したような正孔輸送材料（第１の有機半導体材料と同種のもの）５１ｂを第３の液体中に分散させることにより得られる。
このような中間層形成用材料中には、本実施形態のように、正孔輸送材料の水（第３の液体）中への分散性を向上させる分散剤５２ｂが含まれているのが好ましい。これにより、図３（ｂ）に示すように、正孔輸送材料５１ｂを分散剤５２ｂで取り囲むことにより得られるミセル５５ｂが水中において形成されることから、正孔輸送材料５１ｂを水中に確実に分散させることができる。
【００６８】
なお、このような分散剤５２ｂを含有させることにより得られる分散液（第３の液状材料）としては、例えば、懸濁液（サスペンジョン）や乳化液（エマルジョン、乳濁液、乳状液）等が挙げられるが、これらのうちのいずれであってもよい。
このような分散剤５２ｂとしては、例えば、非イオン系（ノニオン系）分散剤、アニオン系分散剤、カチオン系分散剤、両性分散剤等が挙げられる。
【００６９】
非イオン系（ノニオン系）分散剤としては、例えば、エーテル系分散剤、エステル系分散剤、エーテルエステル系分散剤、アルキルアミン系分散剤、含窒素系分散剤等が挙げられる。
アニオン系分散剤としては、例えば、各種ロジン、各種カルボン酸塩、各種硫酸エステル塩、各種スルホン酸塩、各種リン酸エステル塩等が挙げられる。
【００７０】
カチオン系分散剤としては、例えば、１級アンモニウム塩、２級アンモニウム塩、３級アンモニウム塩、４級アンモニウム塩等の各種アンモニウム塩等が挙げられる。
両性分散剤としては、例えば、カルボキシベタイン、スルホベタイン等の各種ベタイン、各種アミノカルボン酸、各種リン酸エステル塩等が挙げられる。
これらの中でも、分散剤５２ｂとしては、カチオン系分散剤または非イオン系分散剤を用いるのが好ましい。これにより、中間層５ｂ中に残存する分散剤５２ｂにより、中間層５ｂ中を移動する正孔が捕捉（トラップ）されるのを確実に防止でき、中間層５ｂ中の正孔を発光層６まで確実に輸送することができる。
【００７１】
中間層形成用材料中における正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの混合比は、重量比で１０：１〜５０：１程度であるのが好ましく、２０：１〜４０：１程度であるのがより好ましい。これにより、水中においてより適切な大きさのミセル５５ｂが形成されることから、水（第３の液体）中に正孔輸送材料５１ｂをより確実に分散させることができる。
また、中間層形成用材料中における正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの合計の含有率は、２０〜１％ｗｔ／ｖｏｌ程度であるのが好ましく、１０〜２％ｗｔ／ｖｏｌ程度であるのがより好ましい。正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの合計の含有率が少な過ぎると、その分、水（第３の液体）の割合が多くなるため、後工程［２−Ｃｅ］において水の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。一方、正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの合計の含有率が多過ぎると、ミセル５５ｂを形成することができず、第３の液体中に正孔輸送材料５１ｂを均一に分散させるのが困難になるおそれがある。
【００７２】
［２−Ｃｂ］次に、図３（ａ）に示すように、隔壁部３１内に露出するＴＦＴ回路基板２０上に形成された陽極３上に、正孔輸送層形成用材料（第１の液状材料）を供給して第１の液状被膜５ａ’を形成する（第２の工程）。
正孔輸送層形成用材料（第１の液状材料）を供給する方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、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、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法のような各種塗布法が挙げられる。
【００７３】
これらの中でも、陽極３上に正孔輸送層形成用材料を液滴として供給し得る方法を選択するのが好ましい。これにより、正孔輸送層形成用材料を、隔壁部３１の内に選択的に供給することができるため、正孔輸送層形成用材料のムダを省くことができる。
具体的には、正孔輸送層形成用材料を液滴として供給し得る方法としては、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）が挙げられる。インクジェット法を用いることにより、隔壁部３１内に供給する正孔輸送層形成用材料の量を比較的容易に制御することができることから、後工程［２−Ｃｅ］において形成される正孔輸送層５ａの薄膜化、画素サイズの微小化を図ることができる。
【００７４】
［２−Ｃｃ］次に、図３（ｂ）に示すように、第１の液状被膜５ａ’が固化に至らない状態で、隔壁部３１内に露出する第１の液状被膜５ａ’上に、中間層形成用材料（第３の液状材料）を供給して第３の液状被膜５ｂ’を形成する（第３の工程）。
前述したように、第１の液体と第３の液体とは、実質的に相溶しないものが選択されていることから、第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’とが混ざり合う（界面が乱れる）ようになるのを防止して、第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’とを確実に形成することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、中間層形成用材料（第３の液状材料）中に分散剤５２ｂが含まれていることから、図３（ｂ）に示すように、この分散剤５２ｂが第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’との界面に配列することとなる。その結果、この界面において、正孔輸送層形成用材料と中間層形成用材料とが反発し合うのを確実に防止して、第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’との界面を均一なものとすることができる。
【００７６】
また、正孔輸送材料５１ａの正孔輸送層形成用材料側への移行およびミセル５５ｂすなわち正孔輸送材料５１ｂの中間層形成用材料側への移行を防止するバリア層としての機能を分散剤５２ｂに発揮させることができる。これにより、次工程［２−Ｃｅ］で形成される正孔輸送層５ａと中間層５ｂとの界面をより均一なものとすることができる。
この第３の液状材料を供給する方法としても、各種塗布法を用いることができるが、前述したのと同様の理由から、第１の液状被膜５ａ’上に中間層形成用材料を液滴として供給し得る方法を選択するのが好ましい。
【００７７】
なお、本明細書中において、「第１の液状被膜５ａ’が固化に至らない状態」とは、第１の液状被膜５ａ’中に含まれる第１の液体が、完全に除去されていない状態すなわち第１の液状被膜５ａ’が完全に固化していない状態をさし、半固化状態のものを含むものとする。ただし、第１の液状材料を供給して第１の液状被膜５ａ’が形成された後、第１の液体の揮発により、正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）５１ａの濃度が、好ましくは５０％、より好ましくは２０％上昇するまでの間に中間層形成用材料（第３の液状材料）を供給するようにすればよい。これにより、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとを一括して形成する際に得られる効果を顕著に発揮させることができる。
【００７８】
［２−Ｃｄ］次に、図３（ｃ）に示すように、第１の液状被膜５ａ’および第３の液状被膜５ｂ’が固化に至らない状態で、隔壁部３１内に露出する第３の液状被膜５ｂ’上に、発光層形成用材料（第２の液状材料）を供給して第２の液状被膜６’を形成する（第４の工程）。
また、前述したように、第３の液体と第２の液体とは、実質的に相溶しないものが選択されていることから、第３の液状被膜５ｂ’と第２の液状被膜６’とが混ざり合う（界面が乱れる）ようになるのを防止して、第３の液状被膜５ｂ’と第２の液状被膜６’とを確実に形成することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態では、前述したように、中間層形成用材料（第３の液状材料）中に分散剤５２ｂが含まれていることから、第３の液状被膜５ｂ’と第２の液状被膜６’との界面を均一なものとすることができる。また、ミセル５５ｂすなわち正孔輸送材料５１ｂの発光層形成用材料側への移行および発光材料６１の中間層形成用材料側への移行を防止するバリア層としての機能を分散剤５２ｂに発揮させることができる。これにより、次工程［２−Ｃｅ］で形成される中間層５ｂと発光層６との界面がより均一なものとなる。
【００８０】
この第２の液状材料を供給する方法としても、各種塗布法を用いることができるが、前述したのと同様の理由から、第３の液状被膜５ｂ’上に発光層形成用材料を液滴として供給し得る方法を選択するのが好ましい。また、発光層形成用材料を液滴として供給することにより、複数色の発光層６を設ける場合には、各色毎にパターンの塗り分けを容易に行うことができるという利点もある。
なお、本明細書中において、「第３の液状被膜５ｂ’が固化に至らない状態」とは、前述した「第１の液状被膜５ａ’が固化に至らない状態」と同様に取り扱うこととする。
【００８１】
［２−Ｃｅ］次に、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’から、第１の液体、第３の液体および第２の液体を除去して、これらの被膜を固化させることにより、正孔輸送層（第１の有機半導体層）５ａ、中間層５ｂおよび発光層（第２の有機半導体層）６をこの順で一括して形成する（第５の工程）。
なお、第１の液体、第３の液体および第２の液体の除去は、図３（ｄ）に示すように、第２の液状被膜６’に平板６５を接触させ、次いで、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’が層状となるように、平板６５とＴＦＴ回路基板２０との離間距離を規定した（接近させた）状態で行うのが好ましい。これにより、各被膜は、その厚さがほぼ均一なものとなった状態で、第１の液体、第３の液体および第２の液体の除去が行われることから、図３（ｅ）に示すように、形成される正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６の膜厚もほぼ均一なものとなる。
【００８２】
平板６５の構成材料としては、上基板９の構成材料で説明したのと同様のものを用いることができる。
また、平板６５は、第２の液状被膜６’すなわち発光層形成用材料と接触させる面に撥液性を有するものであるのが好ましい。これにより、本工程において、正孔輸送層５および発光層６を一括して形成した後に、図３（ｆ）に示すように、平板６５を発光層６から容易に除去する（離脱させる）ことができる。
【００８３】
平板６５に撥液性を付与する方法としては、各種の方法を用いることができるが、例えば、発光層形成用材料と接触させる面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系の樹脂材料や撥液性を有するシラン系カップリング剤等で構成される撥液膜を形成する方法等が挙げられる。
このように第１の液状被膜５ａ’の膜厚、第３の液状被膜５ｂ’の膜厚および第２の液状被膜６’の膜厚がほぼ均一となった状態で、第１の液体、第３の液体および第２の液体をそれぞれの被膜から除去する。ここで、前述したように、第１の液体および第２の液体は、第３の液体と実質的に相溶しないものが選択されていることから、この状態を維持したまま、正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６が形成されることとなる。すなわち、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’の界面が均一に形成されていることから、これらの液状被膜から溶媒または分散媒を除去することにより得られる正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６の界面も均一なものとなる。その結果、中間層５ｂを介した正孔輸送層５ａから発光層６への正孔の受け渡しが円滑に行われるようになり、得られる有機ＥＬ素子１は、優れた発光効率等の特性を発揮するものとなる。
【００８４】
さらに、本実施形態では、中間層形成用材料として正孔輸送材料５１ａと分散剤５２ｂとで構成されるミセル５５ｂを水中に分散させた分散液を用い、正孔輸送層形成用材料として正孔輸送材料５１ａを水よりも極性の低い溶媒中に溶解させた溶液を用い、発光層形成用材料として発光材料６１を水よりも極性の低い溶媒中に溶解させた溶液を用いる構成となっている。この場合、ミセル５５ｂは、分散剤５２ｂに含まれる極性基を外側に向けた状態で存在している。そのため、ミセル５５ｂが、水よりも極性の低い溶媒により構成されている第１の液状被膜５ａ’および第２の液状被膜６’側に移行することを好適に阻害することができる。
【００８５】
また、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１は、水よりも極性の低い溶媒中に溶解した状態で存在している。このような安定な状態から、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１を水中に分散させるというより不安定な状態に移行させるには、より多くのエネルギーを必要とする。そのため、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１が、水（プロトン性の極性溶媒）を分散媒として構成されている第３の液状被膜５ｂ’側に移行することを好適に阻害することができる。
以上のことから、第３の液状被膜５ｂ’は、第１の液状被膜５ａ’と第２の液状被膜６’が相溶するのを防止するバリア層と考えることもできる。
【００８６】
また、第３の液体（水）、第１の液体および第２の液体を除去する方法としては、特に限定されず、自然乾燥により行うものであってもよいが、第１の液状被膜（第１の液状材料）５ａ’、第３の液状被膜（第３の液状材料）５ｂ’および第２の液状被膜（第２の液状材料）６’を加熱および／または減圧することにより行うものであるのが好ましい。これにより、正孔輸送材料５１ａと発光材料６１とが第３の液状被膜５ｂ’側に、正孔輸送材料５１ｂが第１の液状被膜５ａ’および第２の液状被膜６’側に不本意に拡散するのを的確に防止または抑制して、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を迅速に固化させることができる。また、製造工程の時間の短縮を図ることができるとともに、形成される中間層５ｂに分散剤５２ｂが残存するようになるのを的確に防止または抑制することができる。
【００８７】
この加熱の温度は、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料および第２の有機半導体材料のうちのいずれかガラス転移温度（Ｔｇ）の低いものの温度か、または、そのガラス転移温度より低い温度とするのが好ましく、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料、および第２の有機半導体材料によっても若干異なり、特に限定されないが、６０〜２００℃程度であるのが好ましく、９０〜１５０℃程度であるのがより好ましい。
【００８８】
また、減圧する際の雰囲気の圧力は、特に限定されないが、１０〜１０５Ｐａ程度であるのが好ましく、１０３〜１０４Ｐａ程度であるのがより好ましい。
さらに、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を加熱および／または減圧する時間は、選択する第１の液体および第２の液体の種類によっても若干異なるが、１０〜１２０分程度であるのが好ましく、３０〜９０分程度であるのがより好ましい。
【００８９】
第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を加熱および／または減圧する際の条件をかかる範囲内に設定することにより、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料および第２の有機半導体材料の変質・劣化を確実に防止しつつ、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１が第３の液状被膜５ｂ’側に、正孔輸送材料５１ｂが第１の液状被膜５ａ’および第２の液状被膜６’側に不本意に拡散するのを的確に防止または抑制して、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を迅速に固化させることができる。
なお、第１の液体、第３の液体、第２の液体、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料および第２の有機半導体材料と、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を加熱および／または減圧する際の条件との関係は、実験的に予め求めておくことができる。
【００９０】
［２−Ｄ］次に、図２（ｄ）に示すように、各発光層６上および各隔壁部３１上に、すなわち、各発光層６および各隔壁部３１を覆うように、各共通の陰極８を形成する。
この陰極８は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等を用いた気相プロセスや、スピンコート法（パイロゾル法）、キャスティング法、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、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いた液相プロセス等で形成することができる。
【００９１】
なお、これらの方法は、陰極８の構成材料の熱安定性や、溶媒への溶解性等の物理的特性および／または化学的特性を考慮して選択される。
なお、本実施形態では、発光層６および隔壁部３１の全面に、陰極８を形成することから、マスクを用いる必要がないため、これらの形成には、真空蒸着法を用いた気相プロセス等が好適に用いられる。
以上のようにして、有機ＥＬ素子１が製造される。
【００９２】
なお、本実施形態では、本発明の有機半導体素子の製造方法により、有機ＥＬ素子１が備える正孔輸送層５ａと発光層６とをこれらの間に正孔輸送能を有する中間層５ｂを介在させた状態で形成する場合について説明したが、このような場合に限定されず、例えば、有機ＥＬ素子１が前述したような電子輸送層を備える場合には、この電子輸送層と発光層６との間に電子輸送能を有する中間層を介在させた状態で形成する場合にも本発明の有機半導体素子の製造方法を適用することもできる。
また、第３の有機半導体材料は、本実施形態のように、第１の有機半導体材料と同種のものである場合の他、例えば、第２の有機半導体材料と同種のものであってもよいし、第１の有機半導体材料および第２の有機半導体材料と異種の導電性材料であってもよい。
【００９３】
［３］ 次に、上基板９を用意し、図２（ｅ）に示すように、この上基板９により陰極８を覆うようにして、陰極８と上基板９とを接合する。
この陰極８と上基板９との接合は、陰極８と上基板９との間に、エポキシ系の接着剤を介在させた状態で、この接着剤を乾燥させること等により行うことができる。
この上基板９は、有機ＥＬ素子１を保護する保護基板としての機能を有する。このような上基板９を、陰極８上に設けることにより、有機ＥＬ素子１が酸素や水分に接触するのを防止または低減できることから、有機ＥＬ素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止等の効果を得ることができる。
以上のような工程を経て、表示装置１０を製造することができる。
【００９４】
なお、本発明の有機半導体素子の製造方法において、本実施形態のように、第３の有機半導体材料が第１の有機半導体材料と同種のものである場合、すなわち第１の有機半導体層と中間層とが同一の機能を発揮する場合、形成される第１の有機半導体層と第２の有機半導体層とは、いずれも有機半導体層、いずれも有機絶縁体層、いずれか一方が有機半導体層であり他方が有機絶縁体層である組み合わせが挙げられるが、特に、いずれも有機半導体層である場合への適用に適する。この場合において、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００９５】
なお、いずれも有機半導体層である場合としては、本実施形態で説明した有機ＥＬ素子１のような発光素子の他、例えば、太陽電池のような光電変換素子に適用することができる。また、いずれか一方が有機半導体層であり他方が有機絶縁体層である場合としては、有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）のようなスイッチング素子に適用することができる。
【００９６】
＜電子機器＞
このような表示装置（本発明の有機半導体装置）１０は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図５は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００９７】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００９８】
図６は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００９９】
図７は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１００】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１０１】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１０２】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１０３】
なお、本発明の電子機器は、図５のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図６の携帯電話機、図７のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【０１０４】
以上、本発明の有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
また、本発明の有機半導体素子の製造方法は、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
【実施例】
【０１０５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．表示装置の製造
以下の各実施例および各比較例では、それぞれ、１０個の表示装置を製造した。
（実施例１）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）（分子量：４８８）を用い、ＴＰＤ２をキシレンに溶解させて、ＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液を調製して正孔輸送層形成用材料を得た。
【０１０６】
［中間層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）（分子量：４８８）を用い、ＴＰＤ２をキシレンに溶解させて、ＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液を調製した。
【０１０７】
次に、このＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液に純水を容積比で１：２となるように加えた後、攪拌しつつ、ＴＰＤ２に対して５．０ｗｔ％となるように、分散剤としてアルキルアミン系分散剤（ライオン社製、「エソミンＳ／２５」）を滴下した。その後、ここで得られた混合物を１００℃で３０分間攪拌することにより、正孔輸送層形成用材料（エマルジョン）を調製した。
【０１０８】
［発光層形成用材料の調製］
発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）（重量平均分子量２０００００）を用い、このものをキシレン（沸点：１４４℃）に溶解させて、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）の０．１ｗｔ％キシレン溶液に調製して発光層形成用材料を得た。
【０１０９】
［表示装置の製造］
＜１Ａ＞ まず、平均厚さ５ｍｍの透明なガラス基板を用意し、このガラス基板上に、前述したようにして回路部を形成した。
＜２Ａ＞ 次に、回路部上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法により、陽極（画素電極）を得た。
【０１１０】
＜３Ａ＞ 次に、各陽極の縁部を覆うように、ポリイミド（絶縁性の感光性樹脂）塗布した後、露光することにより、隔壁部を形成した。
＜４Ａ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した正孔輸送層形成用材料を供給して、陽極上に、この正孔輸送層形成用材料で構成される液状被膜を形成した。
【０１１１】
＜５Ａ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した中間層形成用材料を供給して、正孔輸送層形成用材料で構成される液状被膜上に、この中間層形成用材料で構成される液状被膜を形成した。
＜６Ａ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した電子輸送層形成用材料を供給して、中間層形成用材料で構成される液状被膜上に、発光層形成用材料で構成される液状被膜を形成した。
【０１１２】
＜７Ａ＞ 次に、発光層形成用材料で構成される液状被膜上に、ポリテトラフルオロエチレンによる表面処理が施されたガラス製の平板を接触させた後、これらの液状被膜の膜厚が一定となるようにガラス製の平板をガラス基板側に接近させた。
＜８Ａ＞ 次に、ガラス製の平板側からヒータにより１４０℃×６０分間、大気圧下の条件で加熱することにより、正孔輸送層形成用材料で構成される液状被膜、中間層形成用材料で構成される液状被膜および発光層形成用材料で構成される液状被膜を固化させた。これにより、陽極上に、平均厚さ６０ｎｍの正孔輸送層と、平均厚さ１０ｎｍの中間層と、平均厚さ６０ｎｍの発光層とを一括して形成した。
【０１１３】
＜９Ａ＞ 次に、隔壁部および発光層を覆うように、真空蒸着法により、Ａｌを供給して、平均厚さ１５００ｎｍの陰極（共通電極）を形成した。
＜１０Ａ＞ また、平均厚さ０．５ｍｍのポリイミド基板を用意し、このポリイミド基板を陰極上に、エポキシ系の接着剤を介して接合することにより、図１に示すのと同様の表示装置を得た。
【０１１４】
（実施例２）
前記工程＜８Ａ＞の加熱を、１０３Ｐａの雰囲気下で行った以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例３）
前記工程＜８Ａ＞の加熱を、６０℃×１２０分、大気圧下の条件に代えた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１１５】
（実施例４）
正孔輸送層形成用材料および中間層形成用材料の調製に用いる正孔輸送材料として、ＴＰＤ２に代えて、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）（重量平均分子量１２０，０００）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１１６】
（実施例５）
正孔輸送層形成用材料および発光層形成用材料の調製に用いる水よりも極性の低い溶媒として、キシレンに代えて、ジエチルエーテル（沸点：３４．５℃）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例６）
中間層形成用材料の調製に用いる分散剤として、アルキルアミン系分散剤に代えて、ノニオン系分散剤の１種であるポリエチレングリコール（和光純薬社製、平均重合度ｎ＝１０〜５０）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１１７】
（比較例１）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）（分子量：４８８）を用い、ＴＰＤ２をキシレンに溶解させて、ＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液を調製して正孔輸送層形成用材料を得た。
【０１１８】
［発光層形成用材料の調製］
発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）（重量平均分子量２０００００）を用い、このものをキシレンに溶解させて、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）の０．１ｗｔ％キシレン溶液に調製して発光層形成用材料を得た。
【０１１９】
［表示装置の製造］
＜１Ｂ＞ まず、平均厚さ５ｍｍの透明なガラス基板を用意し、このガラス基板上に、前述したようにして回路部を形成した。
＜２Ｂ＞ 次に、回路部上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法により、陽極（画素電極）を得た。
【０１２０】
＜３Ｂ＞ 次に、各陽極の縁部を覆うように、ポリイミド（絶縁性の感光性樹脂）塗布した後、露光することにより、隔壁部を形成した。
＜４Ｂ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した正孔輸送層形成用材料を供給した後、乾燥して、陽極上に、平均厚さ７０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２１】
＜５Ｂ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した電子輸送層形成用材料を供給した後、乾燥して、正孔輸送層上に、平均厚さ６０ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜６Ｂ＞ 次に、隔壁部および発光層を覆うように、真空蒸着法により、Ａｌを供給して、平均厚さ１５００ｎｍの陰極（共通電極）を形成した。
＜７Ｂ＞ また、平均厚さ０．５ｍｍのポリイミド基板を用意し、このポリイミド基板を陰極上に、エポキシ系の接着剤を介して接合することにより、図１に示すのと同様の表示装置を得た。
【０１２２】
（比較例２）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、ＴＰＤ２（分子量：４８８）を用い、光架橋剤としてポリエステルアクリレート化合物（東亞合成社製、「アロニックス Ｍ−８０３０」）を用いて、ＴＰＤ２と、ポリエステルアクリレート化合物と、光ラジカル重合開始剤（長瀬産業社製、「イルガキュア ６５１」）とを重量比で３０：６５：５の比率でジクロロエタンに混合して、正孔輸送層形成用材料を得た。
【０１２３】
［表示装置の製造］
前記工程＜４Ｂ＞を以下のように変更した以外は、前記比較例１と同様にして、表示装置を製造した。
＜４Ｂ’＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した正孔輸送層形成用材料を供給した後、乾燥した。
その後、水銀ランプ（ウシオ電機社製、「ＵＭ−４５２型式」）にフィルターを用いて、大気中で波長１８５ｎｍ、照射強度３ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を４００秒間照射することにより、ポリエステルアクリレート化合物を架橋させて、平均厚さ７０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２４】
（比較例３）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、下記化合物（Ａ）を用い、化合物（Ａ）と光ラジカル重合開始剤（長瀬産業社製、「イルガキュア ６５１」）とを重量比で９５：５の比率でジクロロエタンに溶解させて、正孔輸送層形成用材料を得た。
［表示装置の製造］
ここで調製した正孔輸送層形成用材料を用いて、化合物（Ａ）を重合反応させることにより、平均厚さ７０ｎｍの正孔輸送層を形成した以外は、前記比較例２と同様にして、表示装置を製造した。
【０１２５】
【化１】
【０１２６】
２．評価
各実施例および各比較例の表示装置が備える有機ＥＬ素子について、それぞれ、発光輝度（ｃｄ／ｍ２）、最大発光効率（ｌｍ／Ｗ）を測定すると共に、発光輝度が初期値の半分になる時間（半減期）を測定した。
なお、発光輝度の測定は、ＩＴＯ電極とＡｌＬｉ電極との間に６Ｖの電圧を印加することで行った。
そして、比較例１で測定された各測定値（発光輝度、最大発光効率、半減期）を基準値として、各実施例および各比較例で測定された各測定値を、それぞれ、以下の４段階の基準に従って評価した。
【０１２７】
◎：比較例１の測定値に対し、１．５０倍以上である
○：比較例１の測定値に対し、１．２５倍以上、１．５０倍未満である
△：比較例１の測定値に対し、１．００倍以上、１．２５倍未満である
×：比較例１の測定値に対し、０．７５倍以上、１．００倍未満である
これらの評価結果を、それぞれ、以下の表１に示す。
【０１２８】
【表１】
【０１２９】
表１に示すように、各実施例の表示装置が備える有機ＥＬ素子は、いずれも、各比較例の表示装置が備える有機ＥＬ素子と比較して、発光輝度、最大発光効率および半減期ともに、優れた結果が得られた。
これにより、本発明の有機半導体素子は、正孔輸送層と中間層、および、発光層と中間層との界面付近における相溶解が好適に防止され、均一な界面が形成されていることが明らかとなった。
また、正孔輸送材料同士を重合反応させた場合や、正孔輸送材料を架橋剤により固定する場合に生じる、正孔輸送材料同士の相互作用の発生をも、中間層において、好適に抑制されていると推察された。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図３】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図（模式図）である。
【図４】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図（模式図）である。
【図５】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１……有機ＥＬ素子 ３……陽極 ５……正孔輸送層 ５ａ……正孔輸送層（第１の有機半導体層） ５ｂ……中間層 ５ａ’……第１の液状被膜 ５ｂ’……第３の液状被膜 ５１ａ、５１ｂ……正孔輸送材料 ５２ｂ……分散剤 ５５ｂ……ミセル ６……発光層（第２の有機半導体層） ６’……第２の液状被膜 ６１……発光材料 ６５……平板 ８……陰極 ９……上基板 １０……表示装置 ２０……ＴＦＴ回路基板 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……下地保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……隔壁部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース（ボディー） １３０４……受光ユニット １３０６…………シャッタボタン １３０８……回路基板 １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……データ通信用の入出力端子 １４３０……テレビモニタ １４４０……パーソナルコンピュータ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数の有機半導体層を備える有機半導体素子として、例えば、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、単に「有機ＥＬ素子」という。）や、有機薄膜トランジスタ等がある。
これらのうち、有機ＥＬ素子は、固体発光型の安価な大面積フルカラー表示素子（半導体素子）としての用途が有望視され、多くの開発が行われている。
【０００３】
一般に、有機ＥＬ素子は、陰極と陽極との間に発光層を有する構成であり、陰極と陽極との間に電界を印加すると、発光層に陰極側から電子が注入され、陽極側から正孔が注入される。
そして、注入された電子と正孔とが発光層において再結合し、エネルギー準位が伝導帯から価電子帯に戻る際の励起エネルギーを光エネルギーとして放出することにより、発光層が発光する。
【０００４】
このような有機ＥＬ素子において、有機ＥＬ素子の高効率化、すなわち、高い発光を得るためには、電子または正孔のキャリア輸送性の異なる有機半導体材料で構成される有機半導体層を、発光層と、陰極および／または陽極との間に積層する素子構造が有効であることが判っている。
そこで、キャリア輸送特性の異なる発光層と有機半導体層と（以下、これらを併せて「有機半導体層」という。）を電極上に積層する必要があるが、従来の塗布法を用いる製造方法においては、有機半導体層を積層する際に、隣接する有機半導体層との間で相溶解が生じ、これら有機半導体層のキャリア輸送能が低減することに起因して、有機ＥＬ素子としての発光効率、発色の色純度またはパターン精度が悪くなる等の特性が低下するという問題があった。
【０００５】
そのため、有機半導体層を積層する場合には、有機半導体材料として溶解性の異なるものを組み合わせて用いることにより、積層するのに限られていた。
このような問題点を解決する方法として、下層となる有機半導体層を構成する有機半導体材料同士を重合化させることにより、下層の耐久性すなわち耐溶剤性を向上させる方法が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、下層となる有機半導体層を構成する有機半導体材料に硬化性樹脂を添加し、この硬化性樹脂と一緒に硬化させることによって、下層の耐溶剤性を向上させる方法も開示されている（例えば、特許文献２参照。）。
しかしながら、これらのような方法を用いた場合においても、有機ＥＬ素子の特性の向上は、期待するほど得られていないのが実情である。
このような問題は、有機薄膜トランジスタ等にも同様に生じている。
【０００７】
【特許文献１】特開平９−２５５７７４号公報
【特許文献２】特開２００２−１５１２６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、優れた特性を発揮する有機半導体素子を製造し得る有機半導体素子の製造方法、かかる有機半導体素子の製造方法により製造された有機半導体素子、この有機半導体素子を備え、信頼性の高い有機半導体装置および信頼性の高い電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の有機半導体素子の製造方法は、基板上に、主として第１の有機半導体材料で構成される第１の有機半導体層と、主として前記第１の有機半導体材料と異種の第２の有機半導体材料で構成される第２の有機半導体層と、これらの間に、主として第３の有機半導体材料で構成される中間層とを積層してなる有機半導体素子を製造する有機半導体素子の製造方法であって、
第１の液体に前記第１の有機半導体材料を溶解または分散した第１の液状材料と、前記第１の液体と同種の第２の液体に前記第２の有機半導体材料を溶解または分散した第２の液状材料と、前記第１の液体および前記第２の液体と実質的に相溶しない第３の液体に前記第３の有機半導体材料を溶解または分散した第３の液状材料とを用意する第１の工程と、
前記基板上に、前記第１の液状材料を供給して第１の液状被膜を形成する第２の工程と、
前記第１の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第１の液状被膜上に、前記第３の液状材料を供給して第３の液状被膜を形成する第３の工程と、
前記第１の液状被膜および第３の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第３の液状被膜上に、前記第２の液状材料を供給して第２の液状被膜を形成する第４の工程と、
前記第１の液状被膜、第３の液状被膜および前記第２の液状被膜から前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体を除去することにより、これらの被膜を固化させて前記第１の半導体層、前記中間層および前記第２の半導体層を、この順で積層するように一括して形成する第５の工程とを有することを特徴とする。
これにより、第１の有機半導体層と中間層、および、第２の有機半導体層と中間層との間で、相溶解が生じるのが防止されて、均一な界面が形成されることから、これらの層同士の間でのキャリアの受け渡しを円滑に行うことができる。その結果、これらの層を備える有機半導体素子は、優れた特性を発揮するものとなる。
【００１０】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の工程において、前記第３の液状材料は、液滴として前記第１の液状被膜上に供給されることが好ましい。
これにより、第１の液状被膜上に供給する第３の液状材料の量を比較的容易に制御することができる。その結果、形成される中間層の薄膜化を図ることができる。また、第３の液状材料を、目的とする領域内に選択的に供給することができるため、第３の液状材料のムダを省くことができる。
【００１１】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第４の工程において、前記第２の液状材料は、液滴として前記第３の液状被膜上に供給されることが好ましい。
これにより、第３の液状被膜上に供給する第２の液状材料の量を比較的容易に制御することができる。その結果、形成される第２の有機半導体層の薄膜化を図ることができる。また、第２の液状材料を、目的とする領域内に選択的に供給することができるため、第２の液状材料のムダを省くことができる。
【００１２】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体の除去は、前記第２の液状被膜に平板を接触させ、次いで、前記第１の液状被膜、前記第３の液状被膜および前記第２の液状被膜が層状となるように、前記平板と前記基板との離間距離を規定した状態で行われることが好ましい。
これにより、第１の液状被膜、第３の液状被膜および第２の液状被膜が、それぞれ、その厚さをほぼ均一なものとした状態で、第１の液体、第３の液体および第２の液体の除去が行われることから、形成される第１の有機半導体層、中間層および第２の有機半導体層の膜厚をもほぼ均一なものとすることができる。
【００１３】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記平板は、前記第２の液状材料を接触させる面に撥液性を有することが好ましい。
これにより、本工程において、第１の有機半導体層、中間層および第２の有機半導体層を一括して形成した後に、平板を第２の有機半導体層から容易に除去することができる。
【００１４】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体は、前記第１の液状材料、前記第３の液状材料および前記第２の液状材料を加熱および／または減圧することにより除去されることが好ましい。
これにより、第１の有機半導体材料と第２の有機半導体材料とが第３の液状被膜側に、第３の有機半導体材料が第１の液状被膜および第２の液状被膜側に不本意に拡散するのを好適に防止または抑制して、第１の液状被膜、第３の液状被膜および第２の液状被膜を迅速に固化させることができる。
【００１５】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の液体は、極性溶媒であり、前記第１の液体および前記第２の液体は、前記極性溶媒よりも極性の低い溶媒であることが好ましい。
これにより、第３の液体が第１の液体および第２の液体とに相溶するようになるのを的確に防止または抑制することができる。
【００１６】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の液状材料は、前記第３の有機半導体材料の前記第３の液体中への分散性を向上させる分散剤を含んでいることが好ましい。
これにより、第３の有機半導体材料を分散剤で取り囲むことにより得られるミセルが第３の液体中において形成されることから、第３の有機半導体材料を第３の液体中に確実に分散させることができる。
【００１７】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の液状材料中における前記第３の有機半導体材料と前記分散剤との混合比は、重量比で１０：１〜５０：１であることが好ましい。
これにより、第３の液体中においてより適切な大きさのミセルが形成されることから、第３の液体中に第３の有機半導体材料をより確実に分散させることができる。
【００１８】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第３の有機半導体材料は、前記第１の有機半導体材料と同種であることが好ましい。
これにより、第１の有機半導体層と中間層とが同一の機能を発揮するものとなる。すなわち、第１の有機半導体層と中間層とを、２層構成の１つの層と言うことができる。
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記第２の液体の沸点をＡ［℃］とし、前記第３の液体の沸点をＢ［℃］としたとき、Ａ−Ｂの絶対値が７５以下なる関係を満足することが好ましい。
これにより、形成される中間層と第２の有機半導体層との界面付近で第３の有機半導体材料と第２の有機半導体材料とが混ざり合うのを的確に防止または抑制することができる。
【００１９】
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記中間層は、その膜厚が前記第１の有機半導体層の膜厚と前記第２の有機半導体層の膜厚との双方よりも薄くなるように形成されることが好ましい。
本発明の有機半導体素子の製造方法では、前記有機半導体素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、
前記第１の有機半導体層および前記中間層は、正孔輸送層の少なくとも一部を構成し、前記第２の有機半導体層は、発光層の少なくとも一部を構成することが好ましい。
これにより、中間層と発光層との界面を均一に形成することができることから、これらの層同士間における正孔の受け渡しを円滑に行うことができる。その結果、これらの層を備える有機エレクトロルミネッセンス素子は、発光効率等の特性に優れたものとなる。
【００２０】
本発明の有機半導体素子は、本発明の有機半導体素子の製造方法により製造されたことを特徴とする。
これにより、優れた特性を有する有機半導体素子を製造することができる。
本発明の有機半導体装置は、本発明の有機半導体素子を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い有機半導体装置が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の有機半導体装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の一例について説明する。
＜アクティブマトリクス型表示装置＞
図１は、本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の一例を示す縦断面図、図２〜図４は、図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図であり、図２は、縦断面図、図３および図４は、模式図である。なお、以下の説明では、図１〜図４中の上側を「上」、下側を「下」と言う。
【００２２】
図１に示すアクティブマトリクス型表示装置（以下、単に「表示装置」と言う。）１０は、ＴＦＴ回路基板（対向基板）２０と、この基体２０上に設けられた有機ＥＬ素子（有機半導体素子）１と、ＴＦＴ回路基板２０に対向する上基板９とを有している。
ＴＦＴ回路基板２０は、基板２１と、この基板２１上に形成された回路部２２とを有している。
【００２３】
基板２１は、表示装置１０を構成する各部の支持体となるものであり、上基板９は、例えば、有機ＥＬ素子１を保護する保護層等として機能するものである。
また、本実施形態の表示装置１０は、基板２１側から光を取り出す構成（ボトムエミッション型）であるため、基板２１は、実質的に透明（無色透明、着色透明、半透明）とされ、一方、上基板９は、特に、透明性は要求されない。
このような基板２１には、各種ガラス材料基板が好適であるが、各種高硬度の樹脂基板を用いることもできる。
【００２４】
一方、上基板９には、基板２１の構成材料として挙げたものの他、例えば、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルフォンのようなポリエーテル系樹脂等を主材料として構成される基板を用いることができる。中でも、ポリイミド系樹脂は、熱膨張率や熱収縮率が小さいため、ポリイミド系樹脂を主材料とする基板は、熱収縮率を低く抑えることができる。また、ポリエステル系樹脂を主材料として構成される基板は、寸法安定性が良いという利点がある。
【００２５】
さらに、このような樹脂材料に充填材、繊維を入れて積層したり、前熱処理や架橋度を調整することにより、上基板９の収縮率を低下させて、寸法安定性を向上させることもできる。
なお、上基板９の構成材料としては、上述したようなものの他、例えば、セラミックス材料、金属材料、炭素繊維等のような炭素系材料を用いることもできる。
【００２６】
基板２１の平均厚さは、特に限定されないが、１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、５〜２０ｍｍ程度であるのがより好ましい。一方、上基板９の平均厚さも、特に限定されないが、０．１〜３０ｍｍ程度であるのが好ましく、０．１〜１０ｍｍ程度であるのがより好ましい。
回路部２２は、基板２１上に形成された下地保護層２３と、下地保護層２３上に形成された駆動用ＴＦＴ（スイッチング素子）２４と、第１層間絶縁層２５と、第２層間絶縁層２６とを有している。
【００２７】
駆動用ＴＦＴ２４は、半導体層２４１と、半導体層２４１上に形成されたゲート絶縁層２４２と、ゲート絶縁層２４２上に形成されたゲート電極２４３と、ソース電極２４４と、ドレイン電極２４５とを有している。
このような回路部２２上に、各駆動用ＴＦＴ２４に対応して、それぞれ、有機ＥＬ素子１が設けられている。また、隣接する有機ＥＬ素子１同士は、隔壁部（バンク）３１により区画されている。
【００２８】
本実施形態では、各有機ＥＬ素子１の陽極３は、画素電極を構成し、各駆動用ＴＦＴ２４のドレイン電極２４５に配線２７により電気的に接続されている。また、正孔輸送層５および発光層６は、各有機ＥＬ素子１に対して個別に形成されており、陰極８は、共通電極とされている。
表示装置１０は、単色表示であってもよく、各有機ＥＬ素子１に用いる発光材料を選択することにより、カラー表示も可能である。
【００２９】
以下、有機ＥＬ素子１について詳述する。
図１に示すように、有機ＥＬ素子１は、陽極３と、陰極８と、陽極３と陰極８との間に、陽極３側から順に、正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６が介挿されている。
陽極３は、正孔輸送層５に正孔を注入する電極である。
この陽極３の構成材料（陽極材料）としては、仕事関数が大きく、導電性に優れ、また透光性を有する材料を用いるのが好ましい。
【００３０】
このような陽極材料としては、例えば、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化亜鉛との複合物）、ＳｎＯ2、Ｓｂ含有ＳｎＯ2、Ａｌ含有ＺｎＯ等の酸化物、Ａｕ、Ｐｔ、Ａｇ、Ｃｕまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
陽極３の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜２００ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。陽極３の厚さが薄すぎると、陽極３としての機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陽極３が厚過ぎると、陽極材料の種類等によっては、光の透過率が著しく低下し、有機ＥＬ素子１の構成がボトムエミッション型の場合、実用に適さなくなるおそれがある。
なお、陽極材料には、例えば、ポリチオフェン、ポリピロール等の導電性樹脂材料を用いることもできる。
【００３１】
一方、陰極８は、発光層６に電子を注入する電極である。
この陰極８の構成材料（陰極材料）としては、仕事関数の小さい材料を用いるのが好ましい。
このような陰極材料としては、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｅｒ、Ｅｕ、Ｓｃ、Ｙ、Ｙｂ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌ、Ｃｓ、Ｒｂまたはこれらを含む合金等が挙げられ、これらのうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００３２】
特に、陰極材料として合金を用いる場合には、Ａｇ、Ａｌ、Ｃｕ等の安定な金属元素を含む合金、具体的には、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ、ＣｕＬｉ等の合金を用いるのが好ましい。かかる合金を陰極材料として用いることにより、陰極８の電子注入効率および安定性の向上を図ることができる。
陰極８の平均厚さは、特に限定されないが、１００ｎｍ〜３０００ｎｍ程度であるのが好ましく、５００〜２０００ｎｍ程度であるのがより好ましい。陰極８の厚さが薄すぎると、陰極８の機能が充分に発揮されなくなるおそれがあり、一方、陰極８が厚過ぎると、有機ＥＬ素子１の発光効率等の特性が低下するおそれがある。
【００３３】
正孔輸送層５ａは、陽極３から注入された正孔を、中間層５ｂまで輸送する機能を有するものである。また、中間層５ｂは、正孔輸送層５ａから注入された正孔を、発光層６まで輸送する機能を有するものである。
すなわち、正孔輸送層５ａと中間層５ｂは、陽極３から注入された正孔を、発光層６まで輸送する機能を有する２層構成の正孔輸送層ということもできる。
【００３４】
この正孔輸送層５ａの構成材料（正孔輸送材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
高分子の正孔輸送材料としては、例えば、ポリアリールアミンのようなアリールアミン骨格を有するもの、フルオレン−ビチオフェン共重合体のようなフルオレン骨格を有するもの、フルオレン−アリールアミン共重合体のようなアリールアミン骨格およびフルオレン骨格の双方を有するもの、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリアルキルチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂またはその誘導体等が挙げられる。
【００３５】
また、前記化合物は、他の化合物との混合物として用いることができる。一例として、ポリチオフェンを含有する混合物としては、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等が挙げられる。
一方、低分子の正孔輸送材料としては、例えば、１，１−ビス（４−ジ−パラ−トリアミノフェニル）シクロへキサン、１，１’−ビス（４−ジ−パラ−トリルアミノフェニル）−４−フェニル−シクロヘキサンのようなアリールシクロアルカン系化合物、４，４’，４’’−トリメチルトリフェニルアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ１）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ３）、Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（α−ＮＰＤ）、ＴＰＴＥ、４，４’，４’’ −トリス（１−ナフチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（１−ＴＮＡＴＡ）のようなアリールアミン系化合物、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニル−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（パラ−トリル）−パラ−フェニレンジアミン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラ（メタ−トリル）−メタ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）のようなフェニレンジアミン系化合物、カルバゾール、Ｎ−イソプロピルカルバゾール、Ｎ−フェニルカルバゾールのようなカルバゾール系化合物、スチルベン、４−ジ−パラ−トリルアミノスチルベンのようなスチルベン系化合物、ＯｘＺのようなオキサゾール系化合物、トリフェニルメタン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡのようなトリフェニルメタン系化合物、１−フェニル−３−（パラ−ジメチルアミノフェニル）ピラゾリンのようなピラゾリン系化合物、ベンジン（シクロヘキサジエン）系化合物、トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、イミダゾールのようなイミダゾール系化合物、１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ジ（４−ジメチルアミノフェニル）−１，３，４，−オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アントラセン、９−（４−ジエチルアミノスチリル）アントラセンのようなアントラセン系化合物、フルオレノン、２，４，７，−トリニトロ−９−フルオレノン、２，７−ビス（２−ヒドロキシ−３−（２−クロロフェニルカルバモイル）−１−ナフチルアゾ）フルオレノンのようなフルオレノン系化合物、ポリアニリンのようなアニリン系化合物、シラン系化合物、１，４−ジチオケト−３，６−ジフェニル−ピロロ−（３，４−ｃ）ピロロピロールのようなピロール系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、ポルフィリン、金属テトラフェニルポルフィリンのようなポルフィリン系化合物、キナクリドンのようなキナクリドン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、テトラ（ｔ−ブチル）銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、銅ナフタロシアニン、バナジルナフタロシアニン、モノクロロガリウムナフタロシアニンのような金属または無金属のナフタロシアニン系化合物、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン−１−イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラフェニルベンジジンのようなベンジジン系化合物等が挙げられる。
【００３６】
このような正孔輸送層５ａの平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
中間層５ｂの構成材料としては、前述したような正孔輸送材料の他、分散剤５２ｂが含まれるが、この分散剤５２ｂについては後述する。
このような中間層５ｂの平均厚さは、特に限定されないが、１〜５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５〜１５ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００３７】
なお、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとに含まれる正孔輸送材料としては、前述したようなもののうち同一のもので構成されていてもよいし、異なるもので構成されていてもよい。
なお、陽極３と正孔輸送層５との間には、例えば、陽極３からの正孔注入効率を向上させる正孔注入層を設けるようにしてもよい。
【００３８】
この正孔注入層の構成材料（正孔注入材料）としては、例えば、銅フタロシアニンや、４，４‘，４‘‘−トリス（Ｎ，Ｎ−フェニル−３−メチルフェニルアミノ）トリフェニルアミン（ｍ−ＭＴＤＡＴＡ）等が挙げられる。
ここで、陽極３と陰極８との間に通電（電圧を印加）すると、正孔輸送層５ａおよび中間層５ｂ中を移動した正孔が発光層６に注入され、また、陰極８から電子が発光層６に注入され、この発光層６において正孔と電子とが再結合する。そして、発光層６ではエキシトン（励起子）が生成し、このエキシトンが基底状態に戻る際にエネルギー（蛍光やりん光）を放出（発光）する。
【００３９】
発光層６の構成材料（発光材料）としては、各種の高分子材料や、各種の低分子材料を単独または組み合わせて用いることができる。
高分子の発光材料としては、例えば、トランス型ポリアセチレン、シス型ポリアセチレン、ポリ（ジ−フェニルアセチレン）（ＰＤＰＡ）、ポリ（アルキル，フェニルアセチレン）（ＰＡＰＡ）のようなポリアセチレン系化合物、ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＰＰＶ）、ポリ（２，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレンビニレン）（ＲＯ−ＰＰＶ）、シアノ−置換−ポリ（パラ−フェンビニレン）（ＣＮ−ＰＰＶ）、ポリ（２−ジメチルオクチルシリル−パラ−フェニレンビニレン）（ＤＭＯＳ−ＰＰＶ）、ポリ（２−メトキシ，５−（２’−エチルヘキソキシ）−パラ−フェニレンビニレン）（ＭＥＨ−ＰＰＶ）のようなポリパラフェニレンビニレン系化合物、ポリ（３−アルキルチオフェン）（ＰＡＴ）、ポリ（オキシプロピレン）トリオール（ＰＯＰＴ）のようなポリチオフェン系化合物、ポリ（９，９−ジアルキルフルオレン）（ＰＤＡＦ）、α，ω−ビス［Ｎ，Ｎ’−ジ（メチルフェニル）アミノフェニル］−ポリ［９，９−ビス（２−エチルヘキシル）フルオレン−２，７−ジル］（ＰＦ２／６ａｍ４）、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）のようなポリフルオレン系化合物、ポリ（パラ−フェニレン）（ＰＰＰ）、ポリ（１，５−ジアルコキシ−パラ−フェニレン）（ＲＯ−ＰＰＰ）のようなポリパラフェニレン系化合物、ポリ（Ｎ−ビニルカルバゾール）（ＰＶＫ）のようなポリカルバゾール系化合物、ポリ（メチルフェニルシラン）（ＰＭＰＳ）、ポリ（ナフチルフェニルシラン）（ＰＮＰＳ）、ポリ（ビフェニリルフェニルシラン）（ＰＢＰＳ）のようなポリシラン系化合物等が挙げられる。
【００４０】
一方、低分子の発光材料としては、例えば、ジスチリルベンゼン（ＤＳＢ）、ジアミノジスチリルベンゼン（ＤＡＤＳＢ）のようなベンゼン系化合物、ナフタレン、ナイルレッドのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセン、６−ニトロクリセンのようなクリセン系化合物、ペリレン、Ｎ，Ｎ’−ビス（２，５−ジ−ｔ−ブチルフェニル）−３，４，９，１０−ペリレン−ジ−カルボキシイミド（ＢＰＰＣ）のようなペリレン系化合物、コロネンのようなコロネン系化合物、アントラセン、ビススチリルアントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、４−（ジ−シアノメチレン）−２−メチル−６−（パラ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）のようなピラン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、２，５−ジベンゾオキサゾールチオフェンのようなチオフェン系化合物、ベンゾオキサゾールのようなベンゾオキサゾール系化合物、ベンゾイミダゾールのようなベンゾイミダゾール系化合物、２，２’−（パラ−フェニレンジビニレン）−ビスベンゾチアゾールのようなベンゾチアゾール系化合物、ビスチリル（１，４−ジフェニル−１，３−ブタジエン）、テトラフェニルブタジエンのようなブタジエン系化合物、ナフタルイミドのようなナフタルイミド系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、ペリノンのようなペリノン系化合物、オキサジアゾールのようなオキサジアゾール系化合物、アルダジン系化合物、１，２，３，４，５−ペンタフェニル−１，３−シクロペンタジエン（ＰＰＣＰ）のようなシクロペンタジエン系化合物、キナクリドン、キナクリドンレッドのようなキナクリドン系化合物、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジンのようなピリジン系化合物、２，２’，７，７’−テトラフェニル−９，９’−スピロビフルオレンのようなスピロ化合物、フタロシアニン（Ｈ２Ｐｃ）、銅フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（４−メチル−８キノリノレート） アルミニウム（III）（Ａｌｍｑ３）、８−ヒドロキシキノリン 亜鉛（Ｚｎｑ２）、（１，１０−フェナントロリン）−トリス−（４，４，４−トリフルオロ−１−（２−チエニル）−ブタン−１，３−ジオネート）ユーロピウム（III）（Ｅｕ（ＴＴＡ）３（ｐｈｅｎ））、ファクトリス（２−フェニルピリジン）イリジウム（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィン プラチナム（II）のような各種金属錯体等が挙げられる。
【００４１】
発光層６の平均厚さは、特に限定されないが、１０〜１５０ｎｍ程度であるのが好ましく、５０〜１００ｎｍ程度であるのがより好ましい。
なお、陰極８と発光層６との間には、例えば、陰極８から注入された電子を発光層６まで輸送する機能を有する電子輸送層を設けるようにしてもよい。さらには、この電子輸送層と陰極８との間に、陰極８から電子輸送層への電子の注入効率を向上させる電子注入層を設けるようにしてもよい。
【００４２】
電子輸送層の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、１，３，５−トリス［（３−フェニル−６−トリ−フルオロメチル）キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ１）、１，３，５−トリス［｛３−（４−ｔ−ブチルフェニル）−６−トリスフルオロメチル｝キノキサリン−２−イル］ベンゼン（ＴＰＱ２）のようなベンゼン系化合物（スターバースト系化合物）、ナフタレンのようなナフタレン系化合物、フェナントレンのようなフェナントレン系化合物、クリセンのようなクリセン系化合物、ペリレンのようなペリレン系化合物、アントラセンのようなアントラセン系化合物、ピレンのようなピレン系化合物、アクリジンのようなアクリジン系化合物、スチルベンのようなスチルベン系化合物、ＢＢＯＴのようなチオフェン系化合物、ブタジエンのようなブタジエン系化合物、クマリンのようなクマリン系化合物、キノリンのようなキノリン系化合物、ビスチリルのようなビスチリル系化合物、ピラジン、ジスチリルピラジンのようなピラジン系化合物、キノキサリンのようなキノキサリン系化合物、ベンゾキノン、２，５−ジフェニル−パラ−ベンゾキノンのようなベンゾキノン系化合物、ナフトキノンのようなナフトキノン系化合物、アントラキノンのようなアントラキノン系化合物、オキサジアゾール、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（ＰＢＤ）、ＢＭＤ、ＢＮＤ、ＢＤＤ、ＢＡＰＤのようなオキサジアゾール系化合物、トリアゾール、３，４，５−トリフェニル−１，２，４−トリアゾールのようなトリアゾール系化合物、オキサゾール系化合物、アントロンのようなアントロン系化合物、フルオレノン、１，３，８−トリニトロ−フルオレノン（ＴＮＦ）のようなフルオレノン系化合物、ジフェノキノン、ＭＢＤＱのようなジフェノキノン系化合物、スチルベンキノン、ＭＢＳＱのようなスチルベンキノン系化合物、アントラキノジメタン系化合物、チオピランジオキシド系化合物、フルオレニリデンメタン系化合物、ジフェニルジシアノエチレン系化合物、フローレンのようなフローレン系化合物、フタロシアニン、銅フタロシアニン、鉄フタロシアニンのような金属または無金属のフタロシアニン系化合物、８−ヒドロキシキノリン アルミニウム（Ａｌｑ３）、ベンゾオキサゾールやベンゾチアゾールを配位子とする錯体のような各種金属錯体等が挙げられる。
【００４３】
その他、電子輸送層の構成材料（電子輸送材料）としては、例えば、オキサジアゾール系高分子（ポリオキサジアゾール）、トリアゾール系高分子（ポリトリアゾール）等の高分子系の材料を用いることもできる。
電子輸送層の平均厚さは、特に限定されないが、１〜１００ｎｍ程度であるのが好ましく、２０〜５０ｎｍ程度であるのがより好ましい。
【００４４】
また、電子注入層の構成材料（電子注入材料）としては、例えば、８−ヒドロキシキノリン、オキサジアゾール、または、これらの誘導体（例えば、８−ヒドロキシキノリンを含む金属キレートオキシノイド化合物）等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上組み合わせて（例えば、複数層の積層体等として）用いることができる他、各種の無機絶縁材料や、各種の無機半導体材料等を用いることができる。
【００４５】
無機絶縁材料や無機半導体材料を主材料として電子注入層を構成することにより、電流のリークを有効に防止して、電子注入性を向上させることや、耐久性の向上を図ることができる。
このような無機絶縁材料としては、例えば、アルカリ金属カルコゲナイド（酸化物、硫化物、セレン化物、テルル化物）、アルカリ土類金属カルコゲナイド、アルカリ金属のハロゲン化物およびアルカリ土類金属のハロゲン化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。これらを主材料として電子注入層を構成することにより、電子注入性をより向上させることができる。
【００４６】
アルカリ金属カルコゲナイドとしては、例えば、Ｌｉ２Ｏ、ＬｉＯ、Ｎａ２Ｓ、Ｎａ２Ｓｅ、ＮａＯ等が挙げられる。
アルカリ土類金属カルコゲナイドとしては、例えば、ＣａＯ、ＢａＯ、ＳｒＯ、ＢｅＯ、ＢａＳ、ＭｇＯ、ＣａＳｅ等が挙げられる。
アルカリ金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣｓＦ、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＬｉＣｌ、ＫＣｌ、ＮａＣｌ等が挙げられる。
アルカリ土類金属のハロゲン化物としては、例えば、ＣａＦ２、ＢａＦ２、ＳｒＦ２、ＭｇＦ２、ＢｅＦ２等が挙げられる。
【００４７】
また、無機半導体材料としては、例えば、Ｂａ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｙｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｃｄ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｔａ、ＳｂおよびＺｎのうちの少なくとも１つの元素を含む酸化物、窒化物または酸化窒化物等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
また、このような無機材料で電子注入層を構成する場合、この無機材料は、微結晶または非晶質であることが好ましい。これにより、電子注入層は、より均質なものとなるため、ダークスポット等の画素欠陥を減少させることができる。
本実施形態の表示装置１０は、ＴＦＴ回路基板２０上に、複数の有機ＥＬ素子１を形成した後、これらの有機ＥＬ素子１を介して、ＴＦＴ回路基板２０と上基板９とを接合することにより製造されるが、この有機ＥＬ素子１の形成に、本発明の有機半導体素子の製造方法が適用される。
【００４８】
以下、表示装置１０の製造方法について説明する。
［１］まず、ＴＦＴ回路基板２０を用意する。
［１−Ａ］まず、基板２１を用意し、基板２１上に、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約２００〜５００ｎｍの酸化シリコンを主材料として構成される下地保護層２３を形成する。
【００４９】
［１−Ｂ］次に、下地保護層２３上に、駆動用ＴＦＴ２４を形成する。
［１−Ｂａ］まず、基板２１を約３５０℃に加熱した状態で、下地保護層２３上に、例えばプラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコンを主材料として構成される半導体膜を形成する。
［１−Ｂｂ］次いで、半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法等により結晶化処理を行い、アモルファスシリコンをポリシリコンに変化させる。
ここで、レーザアニール法では、例えば、エキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は、例えば２００ｍＪ／ｃｍ２程度に設定される。また、ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００５０】
［１−Ｂｃ］次いで、半導体膜をパターニングして島状とし、各島状の半導体膜２４１を覆うように、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとして、プラズマＣＶＤ法等により、平均厚さが約６０〜１５０ｎｍの酸化シリコンまたは窒化シリコン等を主材料として構成されるゲート絶縁層２４２を形成する。
［１−Ｂｄ］次いで、ゲート絶縁層上に、例えば、スパッタ法等により、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を主材料として構成される導電膜を形成した後、パターニングし、ゲート電極２４３を形成する。
［１−Ｂｅ］次いで、この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込んで、ゲート電極２４３に対して自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域となる。
【００５１】
［１−Ｃ］次に、駆動用ＴＦＴ２４に電気的に接続されるソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
［１−Ｃａ］まず、ゲート電極２４３を覆うように、第１層間絶縁層２５を形成した後、コンタクトホールを形成する。
［１−Ｃｂ］次いで、コンタクトホール内にソース電極２４４およびドレイン電極２４５を形成する。
【００５２】
［１−Ｄ］次に、ドレイン電極２４５と陽極３とを電気的に接続する配線（中継電極）２７を形成する。
［１−Ｄａ］まず、第１層間絶縁層２５上に、第２層間絶縁層２６を形成した後、コンタクトホールを形成する。
［１−Ｄｂ］次いで、コンタクトホール内に配線２７を形成する。
以上のようにして、ＴＦＴ回路基板２０が得られる。
【００５３】
［２］次に、ＴＦＴ回路基板２０上に有機ＥＬ素子１を形成する。
前述したように、この有機ＥＬ素子１の形成に本発明の有機半導体素子の製造方法が適用され、第１の有機半導体層、第２の有機半導体層および、これら第１の有機半導体層と第２の有機半導体層との間に中間層が形成されるが、本実施形態では、第１の有機半導体層により正孔輸送層５ａが構成され、第２の有機半導体層により発光層６が構成されることとなる。また、中間層５ｂが正孔を輸送する機能を発揮することとなる。
【００５４】
本発明の有機半導体素子の製造方法を適用して、かかる構成の正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６を形成することにより、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとの界面付近、さらには、発光層６と中間層５ｂとの界面付近において、これらの構成材料同士が混ざり合うのを確実に防止することができることから、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとの界面、および、発光層６と中間層５ｂとの界面を均一なものとすることができる。
以下、この有機ＥＬ素子（有機半導体素子）１の製造方法について説明する。
【００５５】
［２−Ａ］まず、図２（ａ）に示すように、ＴＦＴ回路基板２０が備える第２層間絶縁層２６上に、配線２７に接触するように陽極（画素電極）３を形成する。
この陽極３は、ゲート電極２４３と同様にして形成することができる。
［２−Ｂ］次に、図２（ｂ）に示すように、第２層間絶縁層２６上に、各陽極３を区画するように、隔壁部３１を形成する。
【００５６】
隔壁部３１は、陽極３および第２層間絶縁膜２６を覆うように絶縁膜を形成した後、フォトリソグラフィー法等を用いてパターニングすること等により形成することができる。
絶縁膜（隔壁部３１）の構成材料は、耐熱性、撥液性、インク溶剤耐性、下地層との密着性等を考慮して選択される。
このような材料としては、例えば、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂のような有機材料や、ＳｉＯ２のような無機材料が挙げられる。
【００５７】
特に、陽極３が酸化物材料を主材料として構成される場合には、隔壁部３１の構成材料としては、ＳｉＯ２を用いるのが好ましい。これにより、陽極３と隔壁部３１との密着性の向上を図ることができる。
また、撥液性を示す隔壁部３１は、例えば、フッ素系樹脂を用いて形成することや、隔壁部３１の表面にフッ素プラズマ処理を施すこと等により得ることができる。
また、隔壁部３１の開口の形状は、例えば、円形、楕円形、四角形、六角形等の多角形等、いかなるものであってもよい。
【００５８】
なお、隔壁部３１の開口の形状を多角形とする場合には、角部は丸みを帯びているのが好ましい。これにより、正孔輸送層５および発光層６を、後述するような、第１の液状材料および第２の液状材料を用いて形成する際に、これらの液状材料を、隔壁部３１の内側の空間の隅々にまで確実に供給することができる。
このような隔壁部３１の高さは、陽極３、正孔輸送層５および発光層６の合計の厚さに応じて適宜設定され、特に限定されないが、３０〜５００ｎｍ程度とするのが好ましい。かかる高さとすることにより、十分に隔壁（バンク）としての機能が発揮される。
【００５９】
［２−Ｃ］次に、図２（ｃ）に示すように、各陽極３上に、それぞれ、正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６がこの順で積層されるように一括して形成する。
以下、この過程を、図３および図４を参照しつつ説明する。
［２−Ｃａ］まず、第１の液体に前述した正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）を溶解または分散した正孔輸送層形成用材料（第１の液状材料）と、この第１の液体と同種の第２の液体に、前述した発光材料（第２の有機半導体材料）を溶解または分散した第２の液状材料と、これら第１の液体および第２の液体と実質的に相溶しない第３の液体に、正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）と同種の第３の有機半導体材料を溶解または分散した第３の液状材料とを用意する（第１の工程）。
ここで、第１の液体と第２の液体とは、同種または同一のものが選択され、第３の液体は、第１の液体と第２の液体との双方に実質的に相溶しないものが選択される。
【００６０】
このような第１の液体、第２の液体および第３の液体の組み合わせとしては、特に限定されないが、例えば、第３の液体として極性溶媒を用いた場合には、第１の液体および第２の液体として、第３の液体（極性溶媒）よりも極性の低い溶媒を選択するようにすればよい。第１の液体、第２の液体および第３の液体を、このような組み合わせとすることにより、第３の液体と第１の液体とが、さらには、第３の液体と第２の液体とが相溶するのを的確に防止または抑制することができる。
【００６１】
極性溶媒としては、例えば、水、二硫化炭素、エチレンカーボネイト等の各種無機溶媒や、メタノール、エタノール、イソプロパノール、エチレングリコール、ジエチレングリコール（ＤＥＧ）、グリセリン等のアルコール系溶媒、メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、フェニルセロソルブ等のセロソルブ系溶媒、アセトン、ホルムアルデヒドなどのカルボニル系溶媒、エチルアミン、ジエチルアミン、ピリジン、ピペリジン等のアミン系溶媒等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６２】
また、このような極性溶媒の内、第３の液体として、水を選択した場合には、第１の液体および第２の液体としては、例えば、ジクロロメタン、トリクロロメタン、四塩化炭素、１，１−ジクロロエタン、１，２−ジクロロエタン、１，１，１−トリクロロエタン、ペンタクロロエタン等のハロゲン化合物系溶媒、トルエン、キシレン、ベンゼン等の芳香族炭化水素系溶媒、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、アニソール等のエーテル系溶媒、ヘキサン、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノンの脂肪族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｉｓｏ−プロピル等のエステル系溶媒、１−ペンタノール、フェノール等のアルコール系溶媒を用いることができる。これにより、第３の液体と第１の液体とが、さらには、第３の液体と第２の液体とが相溶するのを的確に防止または抑制することができる。
以下では、第３の液体として水を用い、第１の液体および第２の液体として、上述したようなハロゲン化合物系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒およびエステル系溶媒のうちのいずれかを用いる場合を代表に説明する。
【００６３】
＜＜第１の液状材料＞＞
第１の液体としては、ハロゲン化合物系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒およびエステル系溶媒のうちのいずれかが選択されるが、通常、正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）の溶解度の高いものが好適に用いられる。
また、正孔輸送層形成用材料中における正孔輸送材料５１ａの含有率は、２０〜２ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのが好ましく、１０〜５ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのがより好ましい。正孔輸送材料５１ａの含有率が少な過ぎると、その分、第１の液体の割合が多くなるため、後工程［２−Ｃｅ］において第１の液体の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。一方、正孔輸送材料５１ａの含有率が多過ぎると、第１の液体中に正孔輸送材料５１ａを均一に溶解させるのが困難になるおそれがある。
【００６４】
＜＜第２の液状材料＞＞
次に、第２の液体としても、ハロゲン化合物系溶媒、芳香族炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒、脂肪族系溶媒およびエステル系溶媒のうちのいずれかが選択されるが、通常、発光材料（第２の有機半導体材料）の溶解度の高いものが好適に用いられる。なおこの第２の液体は、第１の液体と同一のものであってもよいし、異なるものであってもよい。
【００６５】
さらに、第２の液体としては、第３の液体（水）の沸点をＡ［℃］とし、第２の液体の沸点をＢ［℃］としたとき、｜Ａ−Ｂ｜が、好ましくは７５以下なる関係を満足するものが、より好ましくは５０以下なる関係を満足するものが選択される。第３の液体（水）の沸点と第２の液体の沸点の差をできるだけ小さく設定することにより、後工程［２−Ｃｅ］において、第２の液体と第３の液体とをほぼ同時に除去することができることから、二層分離を行うことの効果が確実に得られ、形成される中間層５ｂと発光層６との界面付近で正孔輸送材料５１ｂと発光材料６１とが混ざり合うのを的確に防止または抑制することができる。一方、第３の液体（水）の沸点と第２の液体の沸点の差が大き過ぎると、後工程［２−Ｃｅ］において沸点が高い方の液体の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。
【００６６】
また、発光層形成用材料中における発光材料６１の含有率は、２０〜１ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのが好ましく、８〜２ｗｔ％／ｖｏｌ程度であるのがより好ましい。発光材料６１の含有率が少な過ぎると、その分、第２の液体の割合が多くなるため、後工程［２−Ｃｅ］において第２の液体の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。一方、発光材料６１の含有率が多過ぎると、第２の液体に均一に発光材料６１を溶解させるのが困難になるおそれがある。
【００６７】
＜＜第３の液状材料＞＞
ここで、極性溶媒（第３の液体）として水を用いる場合には、通常、中間層形成用材料（第３の液状材料）は、前述したような正孔輸送材料（第１の有機半導体材料と同種のもの）５１ｂを第３の液体中に分散させることにより得られる。
このような中間層形成用材料中には、本実施形態のように、正孔輸送材料の水（第３の液体）中への分散性を向上させる分散剤５２ｂが含まれているのが好ましい。これにより、図３（ｂ）に示すように、正孔輸送材料５１ｂを分散剤５２ｂで取り囲むことにより得られるミセル５５ｂが水中において形成されることから、正孔輸送材料５１ｂを水中に確実に分散させることができる。
【００６８】
なお、このような分散剤５２ｂを含有させることにより得られる分散液（第３の液状材料）としては、例えば、懸濁液（サスペンジョン）や乳化液（エマルジョン、乳濁液、乳状液）等が挙げられるが、これらのうちのいずれであってもよい。
このような分散剤５２ｂとしては、例えば、非イオン系（ノニオン系）分散剤、アニオン系分散剤、カチオン系分散剤、両性分散剤等が挙げられる。
【００６９】
非イオン系（ノニオン系）分散剤としては、例えば、エーテル系分散剤、エステル系分散剤、エーテルエステル系分散剤、アルキルアミン系分散剤、含窒素系分散剤等が挙げられる。
アニオン系分散剤としては、例えば、各種ロジン、各種カルボン酸塩、各種硫酸エステル塩、各種スルホン酸塩、各種リン酸エステル塩等が挙げられる。
【００７０】
カチオン系分散剤としては、例えば、１級アンモニウム塩、２級アンモニウム塩、３級アンモニウム塩、４級アンモニウム塩等の各種アンモニウム塩等が挙げられる。
両性分散剤としては、例えば、カルボキシベタイン、スルホベタイン等の各種ベタイン、各種アミノカルボン酸、各種リン酸エステル塩等が挙げられる。
これらの中でも、分散剤５２ｂとしては、カチオン系分散剤または非イオン系分散剤を用いるのが好ましい。これにより、中間層５ｂ中に残存する分散剤５２ｂにより、中間層５ｂ中を移動する正孔が捕捉（トラップ）されるのを確実に防止でき、中間層５ｂ中の正孔を発光層６まで確実に輸送することができる。
【００７１】
中間層形成用材料中における正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの混合比は、重量比で１０：１〜５０：１程度であるのが好ましく、２０：１〜４０：１程度であるのがより好ましい。これにより、水中においてより適切な大きさのミセル５５ｂが形成されることから、水（第３の液体）中に正孔輸送材料５１ｂをより確実に分散させることができる。
また、中間層形成用材料中における正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの合計の含有率は、２０〜１％ｗｔ／ｖｏｌ程度であるのが好ましく、１０〜２％ｗｔ／ｖｏｌ程度であるのがより好ましい。正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの合計の含有率が少な過ぎると、その分、水（第３の液体）の割合が多くなるため、後工程［２−Ｃｅ］において水の除去に長時間を要し、製造効率の低下を招くおそれがある。一方、正孔輸送材料５１ｂと分散剤５２ｂとの合計の含有率が多過ぎると、ミセル５５ｂを形成することができず、第３の液体中に正孔輸送材料５１ｂを均一に分散させるのが困難になるおそれがある。
【００７２】
［２−Ｃｂ］次に、図３（ａ）に示すように、隔壁部３１内に露出するＴＦＴ回路基板２０上に形成された陽極３上に、正孔輸送層形成用材料（第１の液状材料）を供給して第１の液状被膜５ａ’を形成する（第２の工程）。
正孔輸送層形成用材料（第１の液状材料）を供給する方法としては、例えば、インクジェット法、スピンコート法、キャスティング法、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、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、マイクロコンタクトプリンティング法のような各種塗布法が挙げられる。
【００７３】
これらの中でも、陽極３上に正孔輸送層形成用材料を液滴として供給し得る方法を選択するのが好ましい。これにより、正孔輸送層形成用材料を、隔壁部３１の内に選択的に供給することができるため、正孔輸送層形成用材料のムダを省くことができる。
具体的には、正孔輸送層形成用材料を液滴として供給し得る方法としては、例えば、インクジェット法（液滴吐出法）が挙げられる。インクジェット法を用いることにより、隔壁部３１内に供給する正孔輸送層形成用材料の量を比較的容易に制御することができることから、後工程［２−Ｃｅ］において形成される正孔輸送層５ａの薄膜化、画素サイズの微小化を図ることができる。
【００７４】
［２−Ｃｃ］次に、図３（ｂ）に示すように、第１の液状被膜５ａ’が固化に至らない状態で、隔壁部３１内に露出する第１の液状被膜５ａ’上に、中間層形成用材料（第３の液状材料）を供給して第３の液状被膜５ｂ’を形成する（第３の工程）。
前述したように、第１の液体と第３の液体とは、実質的に相溶しないものが選択されていることから、第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’とが混ざり合う（界面が乱れる）ようになるのを防止して、第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’とを確実に形成することができる。
【００７５】
さらに、本実施形態では、中間層形成用材料（第３の液状材料）中に分散剤５２ｂが含まれていることから、図３（ｂ）に示すように、この分散剤５２ｂが第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’との界面に配列することとなる。その結果、この界面において、正孔輸送層形成用材料と中間層形成用材料とが反発し合うのを確実に防止して、第１の液状被膜５ａ’と第３の液状被膜５ｂ’との界面を均一なものとすることができる。
【００７６】
また、正孔輸送材料５１ａの正孔輸送層形成用材料側への移行およびミセル５５ｂすなわち正孔輸送材料５１ｂの中間層形成用材料側への移行を防止するバリア層としての機能を分散剤５２ｂに発揮させることができる。これにより、次工程［２−Ｃｅ］で形成される正孔輸送層５ａと中間層５ｂとの界面をより均一なものとすることができる。
この第３の液状材料を供給する方法としても、各種塗布法を用いることができるが、前述したのと同様の理由から、第１の液状被膜５ａ’上に中間層形成用材料を液滴として供給し得る方法を選択するのが好ましい。
【００７７】
なお、本明細書中において、「第１の液状被膜５ａ’が固化に至らない状態」とは、第１の液状被膜５ａ’中に含まれる第１の液体が、完全に除去されていない状態すなわち第１の液状被膜５ａ’が完全に固化していない状態をさし、半固化状態のものを含むものとする。ただし、第１の液状材料を供給して第１の液状被膜５ａ’が形成された後、第１の液体の揮発により、正孔輸送材料（第１の有機半導体材料）５１ａの濃度が、好ましくは５０％、より好ましくは２０％上昇するまでの間に中間層形成用材料（第３の液状材料）を供給するようにすればよい。これにより、正孔輸送層５ａと中間層５ｂとを一括して形成する際に得られる効果を顕著に発揮させることができる。
【００７８】
［２−Ｃｄ］次に、図３（ｃ）に示すように、第１の液状被膜５ａ’および第３の液状被膜５ｂ’が固化に至らない状態で、隔壁部３１内に露出する第３の液状被膜５ｂ’上に、発光層形成用材料（第２の液状材料）を供給して第２の液状被膜６’を形成する（第４の工程）。
また、前述したように、第３の液体と第２の液体とは、実質的に相溶しないものが選択されていることから、第３の液状被膜５ｂ’と第２の液状被膜６’とが混ざり合う（界面が乱れる）ようになるのを防止して、第３の液状被膜５ｂ’と第２の液状被膜６’とを確実に形成することができる。
【００７９】
さらに、本実施形態では、前述したように、中間層形成用材料（第３の液状材料）中に分散剤５２ｂが含まれていることから、第３の液状被膜５ｂ’と第２の液状被膜６’との界面を均一なものとすることができる。また、ミセル５５ｂすなわち正孔輸送材料５１ｂの発光層形成用材料側への移行および発光材料６１の中間層形成用材料側への移行を防止するバリア層としての機能を分散剤５２ｂに発揮させることができる。これにより、次工程［２−Ｃｅ］で形成される中間層５ｂと発光層６との界面がより均一なものとなる。
【００８０】
この第２の液状材料を供給する方法としても、各種塗布法を用いることができるが、前述したのと同様の理由から、第３の液状被膜５ｂ’上に発光層形成用材料を液滴として供給し得る方法を選択するのが好ましい。また、発光層形成用材料を液滴として供給することにより、複数色の発光層６を設ける場合には、各色毎にパターンの塗り分けを容易に行うことができるという利点もある。
なお、本明細書中において、「第３の液状被膜５ｂ’が固化に至らない状態」とは、前述した「第１の液状被膜５ａ’が固化に至らない状態」と同様に取り扱うこととする。
【００８１】
［２−Ｃｅ］次に、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’から、第１の液体、第３の液体および第２の液体を除去して、これらの被膜を固化させることにより、正孔輸送層（第１の有機半導体層）５ａ、中間層５ｂおよび発光層（第２の有機半導体層）６をこの順で一括して形成する（第５の工程）。
なお、第１の液体、第３の液体および第２の液体の除去は、図３（ｄ）に示すように、第２の液状被膜６’に平板６５を接触させ、次いで、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’が層状となるように、平板６５とＴＦＴ回路基板２０との離間距離を規定した（接近させた）状態で行うのが好ましい。これにより、各被膜は、その厚さがほぼ均一なものとなった状態で、第１の液体、第３の液体および第２の液体の除去が行われることから、図３（ｅ）に示すように、形成される正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６の膜厚もほぼ均一なものとなる。
【００８２】
平板６５の構成材料としては、上基板９の構成材料で説明したのと同様のものを用いることができる。
また、平板６５は、第２の液状被膜６’すなわち発光層形成用材料と接触させる面に撥液性を有するものであるのが好ましい。これにより、本工程において、正孔輸送層５および発光層６を一括して形成した後に、図３（ｆ）に示すように、平板６５を発光層６から容易に除去する（離脱させる）ことができる。
【００８３】
平板６５に撥液性を付与する方法としては、各種の方法を用いることができるが、例えば、発光層形成用材料と接触させる面にポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフッ素系の樹脂材料や撥液性を有するシラン系カップリング剤等で構成される撥液膜を形成する方法等が挙げられる。
このように第１の液状被膜５ａ’の膜厚、第３の液状被膜５ｂ’の膜厚および第２の液状被膜６’の膜厚がほぼ均一となった状態で、第１の液体、第３の液体および第２の液体をそれぞれの被膜から除去する。ここで、前述したように、第１の液体および第２の液体は、第３の液体と実質的に相溶しないものが選択されていることから、この状態を維持したまま、正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６が形成されることとなる。すなわち、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’の界面が均一に形成されていることから、これらの液状被膜から溶媒または分散媒を除去することにより得られる正孔輸送層５ａ、中間層５ｂおよび発光層６の界面も均一なものとなる。その結果、中間層５ｂを介した正孔輸送層５ａから発光層６への正孔の受け渡しが円滑に行われるようになり、得られる有機ＥＬ素子１は、優れた発光効率等の特性を発揮するものとなる。
【００８４】
さらに、本実施形態では、中間層形成用材料として正孔輸送材料５１ａと分散剤５２ｂとで構成されるミセル５５ｂを水中に分散させた分散液を用い、正孔輸送層形成用材料として正孔輸送材料５１ａを水よりも極性の低い溶媒中に溶解させた溶液を用い、発光層形成用材料として発光材料６１を水よりも極性の低い溶媒中に溶解させた溶液を用いる構成となっている。この場合、ミセル５５ｂは、分散剤５２ｂに含まれる極性基を外側に向けた状態で存在している。そのため、ミセル５５ｂが、水よりも極性の低い溶媒により構成されている第１の液状被膜５ａ’および第２の液状被膜６’側に移行することを好適に阻害することができる。
【００８５】
また、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１は、水よりも極性の低い溶媒中に溶解した状態で存在している。このような安定な状態から、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１を水中に分散させるというより不安定な状態に移行させるには、より多くのエネルギーを必要とする。そのため、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１が、水（プロトン性の極性溶媒）を分散媒として構成されている第３の液状被膜５ｂ’側に移行することを好適に阻害することができる。
以上のことから、第３の液状被膜５ｂ’は、第１の液状被膜５ａ’と第２の液状被膜６’が相溶するのを防止するバリア層と考えることもできる。
【００８６】
また、第３の液体（水）、第１の液体および第２の液体を除去する方法としては、特に限定されず、自然乾燥により行うものであってもよいが、第１の液状被膜（第１の液状材料）５ａ’、第３の液状被膜（第３の液状材料）５ｂ’および第２の液状被膜（第２の液状材料）６’を加熱および／または減圧することにより行うものであるのが好ましい。これにより、正孔輸送材料５１ａと発光材料６１とが第３の液状被膜５ｂ’側に、正孔輸送材料５１ｂが第１の液状被膜５ａ’および第２の液状被膜６’側に不本意に拡散するのを的確に防止または抑制して、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を迅速に固化させることができる。また、製造工程の時間の短縮を図ることができるとともに、形成される中間層５ｂに分散剤５２ｂが残存するようになるのを的確に防止または抑制することができる。
【００８７】
この加熱の温度は、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料および第２の有機半導体材料のうちのいずれかガラス転移温度（Ｔｇ）の低いものの温度か、または、そのガラス転移温度より低い温度とするのが好ましく、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料、および第２の有機半導体材料によっても若干異なり、特に限定されないが、６０〜２００℃程度であるのが好ましく、９０〜１５０℃程度であるのがより好ましい。
【００８８】
また、減圧する際の雰囲気の圧力は、特に限定されないが、１０〜１０５Ｐａ程度であるのが好ましく、１０３〜１０４Ｐａ程度であるのがより好ましい。
さらに、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を加熱および／または減圧する時間は、選択する第１の液体および第２の液体の種類によっても若干異なるが、１０〜１２０分程度であるのが好ましく、３０〜９０分程度であるのがより好ましい。
【００８９】
第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を加熱および／または減圧する際の条件をかかる範囲内に設定することにより、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料および第２の有機半導体材料の変質・劣化を確実に防止しつつ、正孔輸送材料５１ａおよび発光材料６１が第３の液状被膜５ｂ’側に、正孔輸送材料５１ｂが第１の液状被膜５ａ’および第２の液状被膜６’側に不本意に拡散するのを的確に防止または抑制して、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を迅速に固化させることができる。
なお、第１の液体、第３の液体、第２の液体、第１の有機半導体材料、第３の有機半導体材料および第２の有機半導体材料と、第１の液状被膜５ａ’、第３の液状被膜５ｂ’および第２の液状被膜６’を加熱および／または減圧する際の条件との関係は、実験的に予め求めておくことができる。
【００９０】
［２−Ｄ］次に、図２（ｄ）に示すように、各発光層６上および各隔壁部３１上に、すなわち、各発光層６および各隔壁部３１を覆うように、各共通の陰極８を形成する。
この陰極８は、例えば、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等を用いた気相プロセスや、スピンコート法（パイロゾル法）、キャスティング法、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、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット印刷法等を用いた液相プロセス等で形成することができる。
【００９１】
なお、これらの方法は、陰極８の構成材料の熱安定性や、溶媒への溶解性等の物理的特性および／または化学的特性を考慮して選択される。
なお、本実施形態では、発光層６および隔壁部３１の全面に、陰極８を形成することから、マスクを用いる必要がないため、これらの形成には、真空蒸着法を用いた気相プロセス等が好適に用いられる。
以上のようにして、有機ＥＬ素子１が製造される。
【００９２】
なお、本実施形態では、本発明の有機半導体素子の製造方法により、有機ＥＬ素子１が備える正孔輸送層５ａと発光層６とをこれらの間に正孔輸送能を有する中間層５ｂを介在させた状態で形成する場合について説明したが、このような場合に限定されず、例えば、有機ＥＬ素子１が前述したような電子輸送層を備える場合には、この電子輸送層と発光層６との間に電子輸送能を有する中間層を介在させた状態で形成する場合にも本発明の有機半導体素子の製造方法を適用することもできる。
また、第３の有機半導体材料は、本実施形態のように、第１の有機半導体材料と同種のものである場合の他、例えば、第２の有機半導体材料と同種のものであってもよいし、第１の有機半導体材料および第２の有機半導体材料と異種の導電性材料であってもよい。
【００９３】
［３］ 次に、上基板９を用意し、図２（ｅ）に示すように、この上基板９により陰極８を覆うようにして、陰極８と上基板９とを接合する。
この陰極８と上基板９との接合は、陰極８と上基板９との間に、エポキシ系の接着剤を介在させた状態で、この接着剤を乾燥させること等により行うことができる。
この上基板９は、有機ＥＬ素子１を保護する保護基板としての機能を有する。このような上基板９を、陰極８上に設けることにより、有機ＥＬ素子１が酸素や水分に接触するのを防止または低減できることから、有機ＥＬ素子１の信頼性の向上や、変質・劣化の防止等の効果を得ることができる。
以上のような工程を経て、表示装置１０を製造することができる。
【００９４】
なお、本発明の有機半導体素子の製造方法において、本実施形態のように、第３の有機半導体材料が第１の有機半導体材料と同種のものである場合、すなわち第１の有機半導体層と中間層とが同一の機能を発揮する場合、形成される第１の有機半導体層と第２の有機半導体層とは、いずれも有機半導体層、いずれも有機絶縁体層、いずれか一方が有機半導体層であり他方が有機絶縁体層である組み合わせが挙げられるが、特に、いずれも有機半導体層である場合への適用に適する。この場合において、本発明の効果がより顕著に発揮される。
【００９５】
なお、いずれも有機半導体層である場合としては、本実施形態で説明した有機ＥＬ素子１のような発光素子の他、例えば、太陽電池のような光電変換素子に適用することができる。また、いずれか一方が有機半導体層であり他方が有機絶縁体層である場合としては、有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）のようなスイッチング素子に適用することができる。
【００９６】
＜電子機器＞
このような表示装置（本発明の有機半導体装置）１０は、各種の電子機器に組み込むことができる。
図５は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【００９７】
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００において、表示ユニット１１０６が備える表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００９８】
図６は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【００９９】
図７は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【０１００】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、この表示部が前述のディスプレイ装置１０で構成されている。
【０１０１】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【０１０２】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【０１０３】
なお、本発明の電子機器は、図５のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図６の携帯電話機、図７のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
【０１０４】
以上、本発明の有機半導体素子の製造方法、有機半導体素子、有機半導体装置および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものでない。
また、本発明の有機半導体素子の製造方法は、任意の目的の工程が１または２以上追加されていてもよい。
【実施例】
【０１０５】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．表示装置の製造
以下の各実施例および各比較例では、それぞれ、１０個の表示装置を製造した。
（実施例１）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）（分子量：４８８）を用い、ＴＰＤ２をキシレンに溶解させて、ＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液を調製して正孔輸送層形成用材料を得た。
【０１０６】
［中間層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）（分子量：４８８）を用い、ＴＰＤ２をキシレンに溶解させて、ＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液を調製した。
【０１０７】
次に、このＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液に純水を容積比で１：２となるように加えた後、攪拌しつつ、ＴＰＤ２に対して５．０ｗｔ％となるように、分散剤としてアルキルアミン系分散剤（ライオン社製、「エソミンＳ／２５」）を滴下した。その後、ここで得られた混合物を１００℃で３０分間攪拌することにより、正孔輸送層形成用材料（エマルジョン）を調製した。
【０１０８】
［発光層形成用材料の調製］
発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）（重量平均分子量２０００００）を用い、このものをキシレン（沸点：１４４℃）に溶解させて、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）の０．１ｗｔ％キシレン溶液に調製して発光層形成用材料を得た。
【０１０９】
［表示装置の製造］
＜１Ａ＞ まず、平均厚さ５ｍｍの透明なガラス基板を用意し、このガラス基板上に、前述したようにして回路部を形成した。
＜２Ａ＞ 次に、回路部上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法により、陽極（画素電極）を得た。
【０１１０】
＜３Ａ＞ 次に、各陽極の縁部を覆うように、ポリイミド（絶縁性の感光性樹脂）塗布した後、露光することにより、隔壁部を形成した。
＜４Ａ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した正孔輸送層形成用材料を供給して、陽極上に、この正孔輸送層形成用材料で構成される液状被膜を形成した。
【０１１１】
＜５Ａ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した中間層形成用材料を供給して、正孔輸送層形成用材料で構成される液状被膜上に、この中間層形成用材料で構成される液状被膜を形成した。
＜６Ａ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した電子輸送層形成用材料を供給して、中間層形成用材料で構成される液状被膜上に、発光層形成用材料で構成される液状被膜を形成した。
【０１１２】
＜７Ａ＞ 次に、発光層形成用材料で構成される液状被膜上に、ポリテトラフルオロエチレンによる表面処理が施されたガラス製の平板を接触させた後、これらの液状被膜の膜厚が一定となるようにガラス製の平板をガラス基板側に接近させた。
＜８Ａ＞ 次に、ガラス製の平板側からヒータにより１４０℃×６０分間、大気圧下の条件で加熱することにより、正孔輸送層形成用材料で構成される液状被膜、中間層形成用材料で構成される液状被膜および発光層形成用材料で構成される液状被膜を固化させた。これにより、陽極上に、平均厚さ６０ｎｍの正孔輸送層と、平均厚さ１０ｎｍの中間層と、平均厚さ６０ｎｍの発光層とを一括して形成した。
【０１１３】
＜９Ａ＞ 次に、隔壁部および発光層を覆うように、真空蒸着法により、Ａｌを供給して、平均厚さ１５００ｎｍの陰極（共通電極）を形成した。
＜１０Ａ＞ また、平均厚さ０．５ｍｍのポリイミド基板を用意し、このポリイミド基板を陰極上に、エポキシ系の接着剤を介して接合することにより、図１に示すのと同様の表示装置を得た。
【０１１４】
（実施例２）
前記工程＜８Ａ＞の加熱を、１０３Ｐａの雰囲気下で行った以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例３）
前記工程＜８Ａ＞の加熱を、６０℃×１２０分、大気圧下の条件に代えた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１１５】
（実施例４）
正孔輸送層形成用材料および中間層形成用材料の調製に用いる正孔輸送材料として、ＴＰＤ２に代えて、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン／スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）（重量平均分子量１２０，０００）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１１６】
（実施例５）
正孔輸送層形成用材料および発光層形成用材料の調製に用いる水よりも極性の低い溶媒として、キシレンに代えて、ジエチルエーテル（沸点：３４．５℃）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
（実施例６）
中間層形成用材料の調製に用いる分散剤として、アルキルアミン系分散剤に代えて、ノニオン系分散剤の１種であるポリエチレングリコール（和光純薬社製、平均重合度ｎ＝１０〜５０）を用いた以外は、前記実施例１と同様にして、表示装置を製造した。
【０１１７】
（比較例１）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メトキシフェニル）−１，１’−ビフェニル−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ２）（分子量：４８８）を用い、ＴＰＤ２をキシレンに溶解させて、ＴＰＤ２の５．０ｗｔ％キシレン溶液を調製して正孔輸送層形成用材料を得た。
【０１１８】
［発光層形成用材料の調製］
発光材料として、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）（重量平均分子量２０００００）を用い、このものをキシレンに溶解させて、ポリ（９，９−ジオクチル−２，７−ジビニレンフルオレニル−オルト−コ（アントラセン−９，１０−ジイル）の０．１ｗｔ％キシレン溶液に調製して発光層形成用材料を得た。
【０１１９】
［表示装置の製造］
＜１Ｂ＞ まず、平均厚さ５ｍｍの透明なガラス基板を用意し、このガラス基板上に、前述したようにして回路部を形成した。
＜２Ｂ＞ 次に、回路部上に、真空蒸着法により、平均厚さ１００ｎｍのＩＴＯ膜を形成した後、フォトリソグラフィー法およびエッチング法により、陽極（画素電極）を得た。
【０１２０】
＜３Ｂ＞ 次に、各陽極の縁部を覆うように、ポリイミド（絶縁性の感光性樹脂）塗布した後、露光することにより、隔壁部を形成した。
＜４Ｂ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した正孔輸送層形成用材料を供給した後、乾燥して、陽極上に、平均厚さ７０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２１】
＜５Ｂ＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した電子輸送層形成用材料を供給した後、乾燥して、正孔輸送層上に、平均厚さ６０ｎｍの電子輸送層を形成した。
＜６Ｂ＞ 次に、隔壁部および発光層を覆うように、真空蒸着法により、Ａｌを供給して、平均厚さ１５００ｎｍの陰極（共通電極）を形成した。
＜７Ｂ＞ また、平均厚さ０．５ｍｍのポリイミド基板を用意し、このポリイミド基板を陰極上に、エポキシ系の接着剤を介して接合することにより、図１に示すのと同様の表示装置を得た。
【０１２２】
（比較例２）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、ＴＰＤ２（分子量：４８８）を用い、光架橋剤としてポリエステルアクリレート化合物（東亞合成社製、「アロニックス Ｍ−８０３０」）を用いて、ＴＰＤ２と、ポリエステルアクリレート化合物と、光ラジカル重合開始剤（長瀬産業社製、「イルガキュア ６５１」）とを重量比で３０：６５：５の比率でジクロロエタンに混合して、正孔輸送層形成用材料を得た。
【０１２３】
［表示装置の製造］
前記工程＜４Ｂ＞を以下のように変更した以外は、前記比較例１と同様にして、表示装置を製造した。
＜４Ｂ’＞ 次に、隔壁部の内側に、インクジェット法により、ここで調製した正孔輸送層形成用材料を供給した後、乾燥した。
その後、水銀ランプ（ウシオ電機社製、「ＵＭ−４５２型式」）にフィルターを用いて、大気中で波長１８５ｎｍ、照射強度３ｍＷ／ｃｍ２の紫外線を４００秒間照射することにより、ポリエステルアクリレート化合物を架橋させて、平均厚さ７０ｎｍの正孔輸送層を形成した。
【０１２４】
（比較例３）
［正孔輸送層形成用材料の調製］
まず、正孔輸送材料として、下記化合物（Ａ）を用い、化合物（Ａ）と光ラジカル重合開始剤（長瀬産業社製、「イルガキュア ６５１」）とを重量比で９５：５の比率でジクロロエタンに溶解させて、正孔輸送層形成用材料を得た。
［表示装置の製造］
ここで調製した正孔輸送層形成用材料を用いて、化合物（Ａ）を重合反応させることにより、平均厚さ７０ｎｍの正孔輸送層を形成した以外は、前記比較例２と同様にして、表示装置を製造した。
【０１２５】
【化１】
【０１２６】
２．評価
各実施例および各比較例の表示装置が備える有機ＥＬ素子について、それぞれ、発光輝度（ｃｄ／ｍ２）、最大発光効率（ｌｍ／Ｗ）を測定すると共に、発光輝度が初期値の半分になる時間（半減期）を測定した。
なお、発光輝度の測定は、ＩＴＯ電極とＡｌＬｉ電極との間に６Ｖの電圧を印加することで行った。
そして、比較例１で測定された各測定値（発光輝度、最大発光効率、半減期）を基準値として、各実施例および各比較例で測定された各測定値を、それぞれ、以下の４段階の基準に従って評価した。
【０１２７】
◎：比較例１の測定値に対し、１．５０倍以上である
○：比較例１の測定値に対し、１．２５倍以上、１．５０倍未満である
△：比較例１の測定値に対し、１．００倍以上、１．２５倍未満である
×：比較例１の測定値に対し、０．７５倍以上、１．００倍未満である
これらの評価結果を、それぞれ、以下の表１に示す。
【０１２８】
【表１】
【０１２９】
表１に示すように、各実施例の表示装置が備える有機ＥＬ素子は、いずれも、各比較例の表示装置が備える有機ＥＬ素子と比較して、発光輝度、最大発光効率および半減期ともに、優れた結果が得られた。
これにより、本発明の有機半導体素子は、正孔輸送層と中間層、および、発光層と中間層との界面付近における相溶解が好適に防止され、均一な界面が形成されていることが明らかとなった。
また、正孔輸送材料同士を重合反応させた場合や、正孔輸送材料を架橋剤により固定する場合に生じる、正孔輸送材料同士の相互作用の発生をも、中間層において、好適に抑制されていると推察された。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の有機半導体装置を適用したアクティブマトリクス型表示装置の一例を示す縦断面図である。
【図２】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図（縦断面図）である。
【図３】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図（模式図）である。
【図４】図１に示すアクティブマトリクス型表示装置の製造方法を説明するための図（模式図）である。
【図５】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図７】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【０１３１】
１……有機ＥＬ素子 ３……陽極 ５……正孔輸送層 ５ａ……正孔輸送層（第１の有機半導体層） ５ｂ……中間層 ５ａ’……第１の液状被膜 ５ｂ’……第３の液状被膜 ５１ａ、５１ｂ……正孔輸送材料 ５２ｂ……分散剤 ５５ｂ……ミセル ６……発光層（第２の有機半導体層） ６’……第２の液状被膜 ６１……発光材料 ６５……平板 ８……陰極 ９……上基板 １０……表示装置 ２０……ＴＦＴ回路基板 ２１……基板 ２２……回路部 ２３……下地保護層 ２４……駆動用ＴＦＴ ２４１……半導体層 ２４２……ゲート絶縁層 ２４３……ゲート電極 ２４４……ソース電極 ２４５……ドレイン電極 ２５……第１層間絶縁層 ２６……第２層間絶縁層 ２７……配線 ３１……隔壁部 １１００……パーソナルコンピュータ １１０２……キーボード １１０４……本体部 １１０６……表示ユニット １２００……携帯電話機 １２０２……操作ボタン １２０４……受話口 １２０６……送話口 １３００……ディジタルスチルカメラ １３０２……ケース（ボディー） １３０４……受光ユニット １３０６…………シャッタボタン １３０８……回路基板 １３１２……ビデオ信号出力端子 １３１４……データ通信用の入出力端子 １４３０……テレビモニタ １４４０……パーソナルコンピュータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、主として第１の有機半導体材料で構成される第１の有機半導体層と、主として前記第１の有機半導体材料と異種の第２の有機半導体材料で構成される第２の有機半導体層と、これらの間に、主として第３の有機半導体材料で構成される中間層とを積層してなる有機半導体素子を製造する有機半導体素子の製造方法であって、
第１の液体に前記第１の有機半導体材料を溶解または分散した第１の液状材料と、前記第１の液体と同種の第２の液体に前記第２の有機半導体材料を溶解または分散した第２の液状材料と、前記第１の液体および前記第２の液体と実質的に相溶しない第３の液体に前記第３の有機半導体材料を溶解または分散した第３の液状材料とを用意する第１の工程と、
前記基板上に、前記第１の液状材料を供給して第１の液状被膜を形成する第２の工程と、
前記第１の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第１の液状被膜上に、前記第３の液状材料を供給して第３の液状被膜を形成する第３の工程と、
前記第１の液状被膜および第３の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第３の液状被膜上に、前記第２の液状材料を供給して第２の液状被膜を形成する第４の工程と、
前記第１の液状被膜、第３の液状被膜および前記第２の液状被膜から前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体を除去することにより、これらの被膜を固化させて前記第１の半導体層、前記中間層および前記第２の半導体層を、この順で積層するように一括して形成する第５の工程とを有することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、前記第３の液状材料は、液滴として前記第１の液状被膜上に供給される請求項１に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記第２の液状材料は、液滴として前記第３の液状被膜上に供給される請求項１または２に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体の除去は、前記第２の液状被膜に平板を接触させ、次いで、前記第１の液状被膜、前記第３の液状被膜および前記第２の液状被膜が層状となるように、前記平板と前記基板との離間距離を規定した状態で行われる請求項１ないし３のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記平板は、前記第２の液状材料を接触させる面に撥液性を有する請求項４に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体は、前記第１の液状材料、前記第３の液状材料および前記第２の液状材料を加熱および／または減圧することにより除去される請求項１ないし５のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記第３の液体は、極性溶媒であり、前記第１の液体および前記第２の液体は、前記極性溶媒よりも極性の低い溶媒である請求項１ないし６のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記第３の液状材料は、前記第３の有機半導体材料の前記第３の液体中への分散性を向上させる分散剤を含んでいる請求項７に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項９】
前記第３の液状材料中における前記第３の有機半導体材料と前記分散剤との混合比は、重量比で１０：１〜５０：１である請求項８に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第３の有機半導体材料は、前記第１の有機半導体材料と同種である請求項１ないし９のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の液体の沸点をＡ［℃］とし、前記第３の液体の沸点をＢ［℃］としたとき、Ａ−Ｂの絶対値が７５以下なる関係を満足する請求項１０に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記中間層は、その膜厚が前記第１の有機半導体層の膜厚と前記第２の有機半導体層の膜厚との双方よりも薄くなるように形成される請求項１０または１１に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記有機半導体素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、
前記第１の有機半導体層および前記中間層は、正孔輸送層の少なくとも一部を構成し、前記第２の有機半導体層は、発光層の少なくとも一部を構成する請求項１２に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機半導体素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の有機半導体素子を備えることを特徴とする有機半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の有機半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。
【請求項１】
基板上に、主として第１の有機半導体材料で構成される第１の有機半導体層と、主として前記第１の有機半導体材料と異種の第２の有機半導体材料で構成される第２の有機半導体層と、これらの間に、主として第３の有機半導体材料で構成される中間層とを積層してなる有機半導体素子を製造する有機半導体素子の製造方法であって、
第１の液体に前記第１の有機半導体材料を溶解または分散した第１の液状材料と、前記第１の液体と同種の第２の液体に前記第２の有機半導体材料を溶解または分散した第２の液状材料と、前記第１の液体および前記第２の液体と実質的に相溶しない第３の液体に前記第３の有機半導体材料を溶解または分散した第３の液状材料とを用意する第１の工程と、
前記基板上に、前記第１の液状材料を供給して第１の液状被膜を形成する第２の工程と、
前記第１の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第１の液状被膜上に、前記第３の液状材料を供給して第３の液状被膜を形成する第３の工程と、
前記第１の液状被膜および第３の液状被膜が固化に至らない状態で、前記第３の液状被膜上に、前記第２の液状材料を供給して第２の液状被膜を形成する第４の工程と、
前記第１の液状被膜、第３の液状被膜および前記第２の液状被膜から前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体を除去することにより、これらの被膜を固化させて前記第１の半導体層、前記中間層および前記第２の半導体層を、この順で積層するように一括して形成する第５の工程とを有することを特徴とする有機半導体素子の製造方法。
【請求項２】
前記第３の工程において、前記第３の液状材料は、液滴として前記第１の液状被膜上に供給される請求項１に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項３】
前記第４の工程において、前記第２の液状材料は、液滴として前記第３の液状被膜上に供給される請求項１または２に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項４】
前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体の除去は、前記第２の液状被膜に平板を接触させ、次いで、前記第１の液状被膜、前記第３の液状被膜および前記第２の液状被膜が層状となるように、前記平板と前記基板との離間距離を規定した状態で行われる請求項１ないし３のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項５】
前記平板は、前記第２の液状材料を接触させる面に撥液性を有する請求項４に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項６】
前記第５の工程において、前記第１の液体、前記第３の液体および前記第２の液体は、前記第１の液状材料、前記第３の液状材料および前記第２の液状材料を加熱および／または減圧することにより除去される請求項１ないし５のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項７】
前記第３の液体は、極性溶媒であり、前記第１の液体および前記第２の液体は、前記極性溶媒よりも極性の低い溶媒である請求項１ないし６のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項８】
前記第３の液状材料は、前記第３の有機半導体材料の前記第３の液体中への分散性を向上させる分散剤を含んでいる請求項７に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項９】
前記第３の液状材料中における前記第３の有機半導体材料と前記分散剤との混合比は、重量比で１０：１〜５０：１である請求項８に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１０】
前記第３の有機半導体材料は、前記第１の有機半導体材料と同種である請求項１ないし９のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１１】
前記第２の液体の沸点をＡ［℃］とし、前記第３の液体の沸点をＢ［℃］としたとき、Ａ−Ｂの絶対値が７５以下なる関係を満足する請求項１０に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１２】
前記中間層は、その膜厚が前記第１の有機半導体層の膜厚と前記第２の有機半導体層の膜厚との双方よりも薄くなるように形成される請求項１０または１１に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１３】
前記有機半導体素子は、有機エレクトロルミネッセンス素子であり、
前記第１の有機半導体層および前記中間層は、正孔輸送層の少なくとも一部を構成し、前記第２の有機半導体層は、発光層の少なくとも一部を構成する請求項１２に記載の有機半導体素子の製造方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の有機半導体素子の製造方法により製造されたことを特徴とする有機半導体素子。
【請求項１５】
請求項１４に記載の有機半導体素子を備えることを特徴とする有機半導体装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載の有機半導体装置を備えることを特徴とする電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２００７−８７８４８（Ｐ２００７−８７８４８Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７７２７３（Ｐ２００５−２７７２７３）
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２６日（２００５．９．２６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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