有機電界発光素子の製造方法
【課題】溶媒などの残存の虞がなく、高品質で高微細パターンを有する電界発光素子を得る。
【解決手段】有機電界発光素子の製造方法は、透明基板、ＩＴＯ層、感光性樹脂層の順で積層された基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、一種の揮発性物質を気化させ、感光性樹脂層に付着させ内部に浸透・分散させ、一種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、感光性樹脂層を露光させ、互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離構造を形成する工程と、一種の揮発性物質が浸透・分散した感光性樹脂層を有する基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、他種の揮発性物質を気化させ、感光性樹脂層の未露光部分又は露光部分に揮発性物質を付着させ内部に浸透・分散させ、他種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、各分散相に電極を設ける工程とを有する。
【解決手段】有機電界発光素子の製造方法は、透明基板、ＩＴＯ層、感光性樹脂層の順で積層された基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、一種の揮発性物質を気化させ、感光性樹脂層に付着させ内部に浸透・分散させ、一種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、感光性樹脂層を露光させ、互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離構造を形成する工程と、一種の揮発性物質が浸透・分散した感光性樹脂層を有する基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、他種の揮発性物質を気化させ、感光性樹脂層の未露光部分又は露光部分に揮発性物質を付着させ内部に浸透・分散させ、他種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、各分散相に電極を設ける工程とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機電界発光素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の組成から成る光学薄膜が様々な応用分野において使用されており、光の吸収あるいは干渉を利用した波長選択透過や反射機能を利用したものが古くから知られている。そして近年では、レーザー光を利用したオプトエレクトロニクスおよびオプトロニクスの分野において、用途面では光の多重性を利用した情報の多元並列高速処理のための応用や、現象面では光非線形効果ないし光電気効果の応用のため、従来とは異なる高い機能を有する光学薄膜の開発が盛んに進められている。
【０００３】
このような新しい高機能光学薄膜を形成するための素材、その組成として注目されているものに有機系光学材料がある。有機系材料を用いると、合成プロセスで作成可能であり、大量生産が容易であるために一般的に安価になるという点が特長である。また、基板にプラスチックシートなどを用いると、フレキシブルな素子が形成できる。更に材料選択の幅が広がるという利点もある。
【０００４】
表示素子においても、近年次世代のフラットディスプレイとして有機化合物を用いた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどの研究が盛んに行われている。
【０００５】
ＬＣＤディスプレイには、非特許文献１に見られるように、主に液晶材料の他に偏光板、位相差フィルム、カラーフィルター、バックライト、透明電極から成り、ディスプレイの高画素化には、カラーフィルターを高精細にパターニングすることが必要である。
【０００６】
また、バックライトや平面ディスプレイとして、有機蛍光色素を発光層とし、該発光層と有機電荷輸送化合物とを積層した二層構造を有する素子（例えば、特許文献１）や、高分子を蛍光体として用いた素子（例えば、特許文献２、特許文献３）が報告されている。これらの有機蛍光体を用いた電界発光素子は、低電圧直流動作が可能であり、高輝度に加えて多色の発光が容易に得られるという特徴がある。これらの有機電界発光素子のディスプレイ化にも、特許文献４、非特許文献２に見られるように、発光画素の高微細化が必要である。
【０００７】
これらの画素の高精細パターン形成法としては、まず特許文献５に見られるように、基板の上に下部電極を蒸着により形成し、更にその上に発光素子形成部分が開口部となるようパタ−ニングした層間絶縁膜を形成する。次に下部電極取り出し位置を確保するため、蒸着マスクを開口部分およびその周辺を除いた下部電極上にかけて、発光層を含む有機多層部を蒸着により形成する。続いて、同一の蒸着マスクを設置したまま発光層を含む有機多層部の上に対向電極を蒸着することにより、ＥＬ素子が製造される。このようにして発光素子部分がパタ−ン精度良く形成される。この方法では、半導体フォトリソグラフィー法を用いた絶縁体微細パターン形成技術と、蒸着用マスクを用いた微細塗り分け技術と、いずれも半導体プロセスを用いた微細パターニング技術が用いられている。しかし、これらのパターニング技術を用いると、大型マスクを基板に密着させることが困難で高微細化や大面積化が困難な上、プロセスが煩雑となって高コストであり、量産性に限界がある。さらに、レジスト剥離時に素子にダメージが入ったり、剥離したレジストの残渣やマスク上に堆積した有機化合物などにより、素子自体が製造途中で汚染されるという問題があった。
【０００８】
他方、特許文献６に見られるように、有機ＥＬ材料をインクジェット方式により形成および配列することで、赤、緑、青の発光色を備える有機発光層を画素毎に任意にパターニングすることが可能となり、フルカラー表示の有機ＥＬ表示体が作成できる。インクジェット法だと、基板の大面積化が容易でマスクレスであり、フォトリソグラフィー法に比べて製造プロセスが短くなるなどの長所がある。しかし、インクジェット法だと、非特許文献２に見られるように、高精度の位置決めが困難である。形成薄膜中には溶媒が残って素子の信頼性を低下させるだけでなく、乾燥途中に凝集しない材料を選ばなければならない。また、吐出液体の信頼性を確保して安定的に生産することが困難である。さらに、インクジェットヘッドには耐溶剤性部品や特殊な撥インク部品を組み込む必要があり、生産装置には、インクの吐出制御のみならず、クリーニングなどのメンテナンス機構が必要である。
【０００９】
従って、これらの問題を解決する新規微細パターン形成技術が有機光表示素子形成技術には必要である。
【００１０】
なお、有機化合物を用いた光機能素子製造方法について、本願出願人等は、以下のように、揮発性物質分子特有の機能を保持しながら、揮発性物質分子と親和性のある特定のポリマー中に揮発性物質を高濃度に分散する光機能素子の製造方法を提案している。
【００１１】
有機化合物の薄膜の加工に関して、特許文献７には、樹脂成型物の表面へ前記樹脂と親和性があり、かつ、昇華性の有機化合物を、均一に浸透・分散させるため、樹脂成形物、および、前記樹脂と親和性があり、かつ昇華性の有機化合物とを密閉式容器に入れ、内部の圧力および温度を調節して前記有機化合物の飽和昇華圧状態に置くことによって、前記有機化合物蒸気が前記樹脂成形物表面に均一に付着し、更に、内部に浸透・分散していくようにすることができると記載されている。
【００１２】
特許文献８には、樹脂成形物の表面へ前記樹脂と親和性があり、かつ昇華性の有機化合物を均一に浸透・分散させ、樹脂表面層の改質および／または着色を行うため、樹脂成形物、および、前記樹脂と親和性があり、かつ昇華性の有機化合物とを密閉式容器に入れ、内部の圧力および温度を調節して前記有機化合物の飽和昇華圧状態に置くことによって、前記有機化合物蒸気が前記樹脂成形物表面に均一に付着し、更に、内部に浸透・分散していくようにし、樹脂表面層の改質および／または着色を行う方法が記載されている。
【００１３】
特許文献９には、被覆対象物の表面層組成物をそれと相互作用を起こす昇華性物質によって改質し、均一な膜厚および組成の機能性薄膜を得るため、被覆対象物の表面層組成物と相互作用を起こす昇華性物質を、閉じられた空間内に置き、更にこの空間内を前記昇華性物質の飽和昇華圧状態にし、前記昇華性物質蒸気を前記被覆対象物表面の前記表面層組成物に付着させ、付着した前記昇華性物質を更に前記表面層組成物の表面から表面層内部に浸透・分散させ、前記表面層組成物と相互作用させる表面層改質方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭５９−１９４３９３号公報
【特許文献２】ＷＯ９０１３１４８号公開明細書
【特許文献３】特開平３−２４４６３０号公報
【特許文献４】特開平９−３０６６６６号公報
【特許文献５】特許第２７３４４６４号
【特許文献６】特開平１０−１５３９６７号公報
【特許文献７】特開２０００−２５６８７７号公報
【特許文献８】特開２０００−２８１８２１号公報
【特許文献９】特開２００１−０２６８８４号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】「光機能材料マニュアル」、オプトロニクス社、１９９７年、ｐ．３２４
【非特許文献２】「有機ＥＬ材料とディスプレイ」、シー エム シー社、２００１年、ｐ．３４５−３６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
これまで微細パターンを形成するには、前記フォトリソグラフィーとマスクを用いた微細パターニング方法とインクジェット法を用いる方法に大別できる。フォトリソグラフィー法を用いる方法では、工程が煩雑であるうえに、大型マスクを基板に密着させることが困難で高微細化や大面積化が困難である。さらに、レジスト剥離時やマスク上に堆積した有機化合物によって素子形成途中でダメージが入る可能性が大きい。他方、インクジェット法では大面積化は容易で製造プロセスも簡略化されるが、高精度の位置決めが困難であり、また形成薄膜中には溶媒が残って素子の信頼性を低下させるだけでなく、乾燥途中に凝集しない材料を選択しなければならないという問題がある。インクとインクジェットノズルの材料も前記のように制限される。昇華性もしくは揮発性物質を用い、これらを気体分子として感光性樹脂の露光相または未露光相に浸透させて、前記感光性樹脂の露光相または未露光相のいずれかの相に含有させることにより、製造工程が簡潔で位置制御性が良く、溶媒を含まない高品質かつ高微細パターンを有する有機表示素子およびこれらの有機表示素子製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は以下の特徴を有する。
【００１８】
（１）透明基板にＩＴＯ層が設ける工程と、電子輸送材料とホール輸送材料を含み、光、電子線、もしくは放射線に感光する感光性樹脂層からなる感光性樹脂層をＩＴＯ層に設ける工程と、透明基板、ＩＴＯ層、感光性樹脂層の順で積層されてなる基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる一種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ一種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、一種の揮発性物質を感光性樹脂層に付着させ、さらに一種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、一種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、前記感光性樹脂層を露光させ、互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離構造を形成する工程と、一種の揮発性物質が浸透・分散している感光性樹脂層を有する基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる他種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ他種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、他種の揮発性物質を、感光性樹脂層の未露光部分又は露光部分に揮発性物質を付着させ、さらに他種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、他種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、一種の揮発性物質が分散した第１の分散相と、一種の揮発性物質と他種の揮発性物質の２種類の揮発性物質が分散した第２の分散相のそれぞれに電極を設ける工程と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。
【００１９】
露光することで互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離している構造を有する感光性樹脂を用い、該感光性樹脂に揮発性物質を選択的に浸透・分散させるので、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子などに適用させることができる。さらに、分散相の位置決め精度が高く、さらに溶媒などの残存の虞もなく、高品質で高微細パターンを有する素子を得ることができる。
【００２０】
（２）上記（１）に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記揮発性物質は、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性かつ結晶性の有機化合物である有機電界発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明の有機表示素子は、リソグラフィー、マスクやインクジェット法を用いて形成したパターンを用いたものではなく、昇華性もしくは揮発性物質を用い、これらを気体分子として感光性樹脂の露光相または未露光相に浸透させて、前記感光性樹脂の露光相または未露光相のいずれかの相に含有させるため、前記露光相または未露光相に溶媒や不純物を含む虞がない。また、リソグラフィーやマスクを用いた工程に比べて簡便であり、位置制御性も良いため、高品質で高精細な高精細パターンを効率よく作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の真空引きまでにおける有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図２】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の封管までにおける有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図３】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の封管後における有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図４】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の加熱時における有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図５】参考例１において、ソルベントブルー５９（ＳＢ５９）蒸気を未露光および露光部分を有するフォトレジストに浸透させた後のレジスト薄膜の写真である。
【図６】参考例１において、ソルベントブルー５９（ＳＢ５９）蒸気を未露光および露光部分を有するフォトレジストに浸透させたときの未露光部分または露光部分の吸収スペクトルを示す図である。
【図７】比較例１の有機表示素子作成方法の１段階の真空引きまでにおける有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図８】比較例１の有機表示素子作成方法の１段階の封管後における有機光表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図９】比較例１の有機表示素子作成方法の１段階の加熱時における有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図１０】参考例２の有機表示素子作製装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】参考例３の有機表示素子作成装置を用いて作成した有機ＥＬ素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明でフィルターとしての光吸収層もしくは発光層として用いられる光感光性樹脂（フォトポリマー）は、光の照射により化学反応を起こす樹脂であり、写真製版印刷材料、凸版印刷材料、ホログラム材料、レジスト材料、封止材料など様々な分野で利用されている。光の照射により、架橋、分解、着色などをおこすものや、単量体からの重合を起こすものなどがある。樹脂単独でこのような作用を行う場合以外に、増感剤、重合開始剤、単量体などを添加した系が多い。光による架橋を起こす感光性基としては、光二量化を起こすケイ皮酸基、光分解によりラジカルを形成するジアゾ基、光により活性なニトレンに変換するアジド基などがある。アルキル、アリールケトン、スルホンを含む樹脂は光により分解反応が起こる。ｏ−キノンジアジド化合物は光照射により窒素分子の脱離に続いてカルボキシル基が生じる。この官能基を含む樹脂は光照射によりアルカリ水溶液に可溶となり、フォトレジストとして用いられる。これらの光機能性樹脂の中でも、マスク露光技術、レーザーの走査や干渉露光などによる光パターニング法を用いて、これらの光機能性樹脂上に数μｍ、好ましくは数１００μｍの分解能で、１００ナノメートルから１００マイクロメートルの、好ましくは１００ナノメートルから１０マイクロメートルのパターンを自在に描画できるものを、特に好適に使用することができる。露光した上記光機能性樹脂を薄膜化し、未露光部分と露光部分の、樹脂の密度や疎水性などの物理・化学的性質の違いを利用して揮発性物質を選択的に侵入させることにより、効率よく表示素子層を作ることができる。
【００２４】
本発明における光機能性樹脂主成分としては、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート共重合体、フェニルビニルケトン-スチレン共重合体、ポリケイ皮酸ビニル、β−ヒドロキシエチルシンナマート、シンナモイル基含有樹脂、スチリルキノリニウム基含有樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリイソプレン−アジド系樹脂、ポリビニールフェノール系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、リグノフェノール系樹脂、ポリイミド、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ジアリールフタレートポリマー、ウレタンアクリレート樹脂、イソプロピルチオキサントン／アミン系樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリシランなどを具体例として挙げることができる。また、光の代わりに電子線や放射線（例えば、Ｘ線、α線、β線、γ線など）やイオンビームに感光する感光性樹脂も好適に使用することができる。露光範囲１０ｎｍから１６００ｎｍ、好ましくは７０ｎｍから６００ｎｍである。
【００２５】
我々は上記露光パターンを有する光機能性樹脂に揮発性物質の蒸気を作用させることによって、第ｎの揮発性物質の蒸気に曝露された上記露光パターンを有する光機能性樹脂の未露光部分（または露光部分）にのみ高い選択性で第ｎの揮発性物質を侵入できることを見いだした（ｎは１以上２０以下の整数）。露光部分には、極性の高い揮発性物質が、未露光部分には、極性の低い揮発性物質が選択的に侵入する傾向がある。
【００２６】
例えば、ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂をスピンコート法で３μｍの厚さで塗布したガラス板をガラス管に入れ、朱色蛍光色素である４−（ジシアノメチル）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４−Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）を同一の管に設置し、真空排気後封管してアンプル状にし、前記アンプルを熱処理してＤＣＭの蒸気を蒸気樹脂表面に作用させることによってＤＣＭを浸透させた樹脂層からなる薄膜が得られることを見出した。一方、上記ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂にＵＶ−Ａ紫外線を１７０ｍＪ／ｃｍ２照射して露光した後に同様にガラス管に入れ、ＤＣＭを同一の管に設置し、真空排気後封管してアンプル状にし、前記アンプルを熱処理したが、ＤＣＭは露光した樹脂中には全く浸透しなかった。この結果より、上記ノボラック樹脂にマスク露光機を用いてパターンを形成後、上記方法によりＤＣＭの蒸気を樹脂表面に作用させることによって、未露光部分にのみ選択的にＤＣＭを浸透させることが可能であることが判る。猶、露光した上記樹脂に浸透し、未露光の上記樹脂には浸透しない揮発性物質を用いても良い。
【００２７】
上記ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂の未露光部分のみに選択的にＤＣＭが浸透するメカニズムの詳細はわかっていないが、ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂は、露光前はノボラック樹脂と感光剤であるジアゾナフトキノンの間に強い水素結合が働いており、アルカリ現像液に対する溶解性が低くなっている。一方、露光されるとジアゾナフトキノンはケテン中間体を経てインデンカルボン酸に変化するため、アルカリ現像液に溶解するようになる。以下に、ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂の光化学反応を示す化学式を示す。
【００２８】
【化１】
【００２９】
ノボラック樹脂は、露光前と露光後のアルカリ溶液に対する溶解度の差が非常に大きく、最大約４００倍になることが知られている［Ａ．Ｆｕｒｕｔａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．， ２巻，３８３頁（１９８９）］。このことから、未露光ノボラック樹脂に対するＤＣＭの親和性が露光後のノボラック樹脂に対するものより非常に大きいために、上記ノボラック樹脂の未露光部分のみへＤＣＭが選択的に浸透することが可能になると考えられる。
【００３０】
揮発性物質を液体状で直接作用させると、光機能性樹脂薄膜の均一性を損ねる、露光部分または未露光部分のみに選択的に侵入させるのが困難などの問題が生じる。すなわち、揮発性物質は大気圧下または減圧下で揮発させて気体とした後、上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面に作用させることが好ましい。また、上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面を昇温させることによって選択性、侵入速度をともに上げることができる。
【００３１】
上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、揮発性物質の蒸気を作用させる場合、温度の上限は該組成物の融点であり、この温度以下で容器内の圧力は揮発性物質の飽和蒸気圧以下とする必要がある。
【００３２】
揮発性物質の上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面からの侵入程度は揮発性物質気体への曝露時間、温度および圧力によって制御可能であり、表示素子として用いる場合は１〜１００００ｎｍの侵入深さが必要であり、好ましくは１０〜１０００ｎｍである。また、本表示素子製造方法は、文献［Ｔ. Ｈｉｒａｇａ ｅｔ ａｌ．， Ｍｏｌ. Ｃｒｙｓｔ. Ｌｉｑ. Ｃｒｙｓｔ．，３４４巻， ２１１頁］、特開２０００−２５６８７７号公報、特開２０００−２８１８２１号公報、特開２００１−０２６８８４号公報に記載されているように、揮発性物質分子特有の機能を保持しながら、揮発性物質分子と親和性のある特定のポリマー中に揮発性物質を高濃度に分散できる点も特長である。
【００３３】
本発明における揮発性物質の一例として、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性かつ結晶性の有機化合物が挙げられる。具体例として、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド系色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド系色素などを挙げることができる。
【００３４】
さらに詳細に説明すると、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性の有機化合物（有機色素）の具体例として、アゾ色素、ポルフィリン色素、フタロシアニン色素、トリフェニルメタン系色素、ナフトキノン色素、アントラキノン色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド色素、オリゴフェニレン系色素、オキサゾール系色素、クマリン系色素、フタレイン系色素、ジシアノメチレン系色素、キナクリドン系色素、ペリレン系、キノフタロン系色素、オキサジン系色素、ポリメチン系色素、有機金属錯体系色素、フォトクロミック色素、アントラセン、ルブレン、ジフェニルテトラセン、ジフェニルアントラセンなどを挙げることができる。これらの色素を用いることで、樹脂成形物表面樹脂層の着色を行うことができる。また、これらの色素が蛍光および燐光を呈する場合、樹脂成形物の表面層に蛍光および燐光を呈する機能を付与することができる。
【００３５】
昇華性アゾ色素の具体例としては、例えば、アゾベンゼン、４−ジメチルアミノアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−３’−ニトロアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−４’−ニトロアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−３−メチル−３’−ニトロアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−３−メチル−４’−ニトロアゾベンゼン、４−ニトロアゾベンゼンなどを挙げることができる。
【００３６】
ポルフィリン色素の具体例としては、例えば、ポルフィリン、テトラフェニルポルフィリンなどを挙げることができる。
【００３７】
フタロシアニン色素の具体例としては、例えば、フタロシアニン、銅フタロシアニン、コバルトフタロシアニン、ニッケルフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニンなどを挙げることができる。
【００３８】
トリフェニルメタン系色素の具体例としては、例えば、クリスタルバイオレットラクトン、３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−クロロフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−メチルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−フェニルアミノフルオランなどを挙げることができる。
【００３９】
ナフトキノン色素の具体例としては、例えば、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、５−アミノ−２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、８−フェニルアミノー５−アミノ−２，３−ジシアノ−１，４−ナフトキノンなどを挙げることができる。
【００４０】
アントラキノン色素の具体例としては、例えば、アントラキノン、１−アミノアントラキノン、１，４−ジヒドロキシアントラキノンなどを挙げることができる。
【００４１】
ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド色素の具体例としては、例えば、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミドなどを挙げることができる。
【００４２】
ペリレンテトラカルボン酸ジイミド色素の具体例としては、例えば、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミドなどを挙げることができる。
【００４３】
オリゴフェニレン系色素の具体例としては、ｂｉｐｈｅｎｙｌ、ｐ−tｅｒｐｈｅｎｙｌ、ｐ−ｑｕａｒｔｅｒｐｈｅｎｙｌなどを挙げることができる。
【００４４】
オキサゾール系色素の具体例としては、１，４−ｂｉｓ（５‘−ｐｈｅｎｙｌｏｘａｚｏｌ−２’−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、１，４−ｂｉｓ（４‘−ｍｅｔｈｙｌ−５’−ｐｈｅｎｙｌｏｘａｚｏｌｅ−２‘−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅなどを挙げることができる。
【００４５】
クマリン系色素の具体例としては、１，２-benzopyrone、 ２，３，５，６-１Ｈ，４Ｈ-Tetrahydro-9-carbethoxyquinolizino-[９，９ａ，１-gh]coumarin、3-（2-benzothiazolyl）-Ｎ，Ｎ-diethylumbelliferylamineなどを挙げることができる。
【００４６】
フタレイン系色素の具体例としては、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどを挙げることができる。
【００４７】
ジシアノメチレン系色素の具体例としては、4-（dicyanomethylene）-2-methyl-6-（4-dimethylaminostyryl）-4H-pyran（ＤＣＭ１）、4-dicyanomethylene- 2-methyl-６-[２-（２，３，６，７-tetrahydro-１Ｈ，５Ｈ-benzo[ij]quinolizin-8-yl）vinyl]-4H-pyran（ＤＣＭ２）、４，４８-bis（２，２８-diphenylvinyl）-１，１８-biphenyl （DPVBi）などを挙げることができる。
【００４８】
キナクリドン系色素の具体例としては、キナクリドン、Ｎ，Ｎ‘−ジメチルキナクリドンなどを挙げることができる。
【００４９】
ペリレン系色素の具体例としては、dibenz（de，kl）anthracene （perylene）、trans-１，３-Pentadiene （trans-Piperylene）、１，１２-benzoperylene、１，７-ｄｉｂｒｏｍｏ-ｐｅｒｙｌｅｎｅなどを挙げることができる。
【００５０】
キノフタロン系色素の具体例としては、キノフタロン、５−（５−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｙｌ）−３‘−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｐｈｔｈａｌｏｎｅなどを挙げることができる。
【００５１】
オキサジン系色素の具体例としては、３−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｘａｚｉｎｅ、３，７−ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｘａｚｉｎｅなどが挙げられる。
【００５２】
ポリメチン系色素の具体例としては、3-ethyl-2-[5-（3-ethyl-2-benzoxazolinylidene）-１，３-pentadienyl]benzoxazolium iodide（ＤＯＤＣＩ）、１，１‘−ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｑｕｉｎｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅなどを挙げることができる。
【００５３】
有機金属錯体系色素の具体例としては、フェロセン、ルテノセン、バナジノセン、クロモセン、マンガノセン、コバルトセン、ニッケロセンなどのメタロセン、有機EL材料として用いられる、ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−Ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ）、ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ （Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、Ｐｌａｔｉｎｕｍ ｏｃｔａｅｔｈｙｌ ｐｏｒｐｈｉｎｅ（ＰｔＯＥＰ）、bis（10-hydroxybenzo[h]-quinolinate） beryllium （Bebq2）などを挙げることができる。
【００５４】
フォトクロミック現象を起こし、昇華性かつ結晶性の有機化合物として、６−ブロモ−１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−８−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、５−クロロ−１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］［１，４］オキサジン］、５−クロロ−１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［９，１０−ｂ］［１，４］オキサジン］、６，８−ジブロモ−１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチルスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１’，３’−ジヒドロ−５’−メトキシ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１’，３’−ジヒドロ−８−メトキシ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］［１，４］オキサジン］、１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］フェナンスロ［９，１０−ｂ］［１，４］オキサジン］、１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］ピラン］、１，３−ジヒドロ−５−メトキシー１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］ピラン］などのスピロピラン類；２，５−ジメチル−３−フリルエチリデンコハク酸無水物、２，５−ジメチル−３−フリルイロプロピリデンコハク酸無水物などのフルギド類；２，３−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）マレイン酸無水物、２，３−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）マレイミド、ｃｉｓ−１，２−ジシアノ−１，２−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）エテンなどのジアリールエテン類などを挙げることができる。これらのフォトクロミック色素を用いて樹脂表面層を改質することによって、樹脂成形物の表面層にフォトクロミック特性を付与することができる。
【００５５】
本発明の上記方法により、ガラスや金属、プラスチック、ＩＴＯ等の基板上に製膜された光機能性樹脂の未露光部分（または露光部分）のみに選択的に揮発性のある光吸収色素を浸透させることで、基板面全体に対して平滑な光吸収体パターンを形成することができ、液晶パネル内などに内蔵されている微細光吸収フィルターとして使用できる。また、蛍光性色素を上記光機能性樹脂の未露光部分（または露光部分）のみに選択的に浸透させることで、基板面全体に対して平滑な蛍光体パターンを形成することができ、蛍光マークや、微小蛍光スケールなどの微細蛍光表示素子として使用できる。さらに、２種類以上の揮発性物質の少なくとも１種類の揮発性物質を、未露光部分（または露光部分）にのみ選択的に浸透させることで、２種類以上の吸収または発光パターンを有する吸収フィルターや蛍光表示素子を作製することができる。前記光吸収体または蛍光体パターンのみでも微細光吸収フィルターまたは微細蛍光表示素子として使用できるが、前記光機能性樹脂中に電子輸送材料とホール輸送材料を混入して、ＩＴＯ上に製膜した後に、上記方法を用いて蛍光パターンを形成し、さらに前記パターン上面に電極を形成することで２種類以上の微細発光パターンを持つ有機電界発光（エレクトロルミネッセンス：ＥＬ）素子を作成することもできる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００５７】
［参考例１］
図１に示すように、一端を閉じたガラス管１０（例えば外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）内に、揮発性物質２０として例えば青色色素として１，４−ビス（エチルアミノ）−９，１０−アントラキノン（「ソルベントブルー５９」（商品名））１００ｍｇを端部に設置した。次に、基板３０として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍおよび横１２ｍｍのガラスを用い、基板３０上にスピンコート法（３０００ＲＰＭ、６０ｓ）で厚さ３．５μｍのフォトレジスト層（ＪＳＲ製ｉ線レジスト ＰＦＲ ＩＸ３０５Ｈ）３１を形成し、大気下、オーブンにて、１０５℃で７０分間、前記基板３０／フォトレジスト３１をプリベークした。フォトレジスト上に「ＡＩＳＴ」という文字の周囲をくりぬいたマスク（図示せず）を置き、Ｘｅ光源ユニットを用いてＵＶ−Ａ紫外線（３６６ｎｍで、１３．５ｍＷ/ｃｍ２）を５分間上記フォトレジストに照射した。大気下、オーブンにて、１１０℃で７０分間、前記基板３０／フォトレジスト３１をポストエクスポージャーベークした。これらをガラス管１０の中心部に設置した。次いで、このガラス管１０の開放端を図２に示すように真空排気装置５０に接続して真空排気を行った。その後、真空排気装置５０に接続されたガラス管１０の開放端に近い部分をガラス管封管用のバーナー６０にて溶融封管して、図３に示すように、前記有機化合物２０および前記基板３０／フォトレジスト３１をガラス封管１１に密閉した。密閉の後、ガラス封管１１を図４に示すように恒温槽７０の内部に置き、恒温槽７０に３時間、内部温度１３０℃で維持し、その後室温まで１時間を要し徐冷した。徐冷後、ガラス管１１を切断して有機化合物２０が浸透・分散した前記基板３０／フォトレジスト３１を取り出した。
【００５８】
得られた基板３０／フォトレジスト３１の写真を図５に示す。未露光部には「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透して青色に着色したが、露光部には浸透せず、全く着色していないことが分かる。「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透した上記未露光部分の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを図６の破線（ａ）に示す。６３０ｎｍ近傍にピークが存在し、吸光度は０．６１（透過率 ０．２４）であった。吸光度から「ソルベントブルー５９」（商品名）の濃度を見積もったところ、１．６ｗｔ％であった。これはフォトレジスト上に「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透することにより、マスクと同形状のパターンを有するカラーフィルターが形成できたことを示す。
【００５９】
さらに、同様に１４０℃で３時間「ソルベントブルー５９」（商品名）を浸透させたときの、未露光部分の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを図６の実線（ｂ）に示す。１４０℃の場合、「ソルベントブルー５９」（商品名）の吸光度は２．８（透過率 ０．００１５）、濃度は７．０ｗｔ％であった。また、露光部分の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを図６の一点鎖線（ｃ）に示す。６３０ｎｍ近傍には吸収が存在せず、「ソルベントブルー５９」（商品名）が露光部分には存在しないことが示された。
【００６０】
［比較例１］
参考例１において、１，４−ビス（エチルアミノ）−９，１０−アントラキノン（「ソルベントブルー５９」（商品名））の効果を確認するため、基板３２／フォトレジスト３３を、参考例１と全く同様の条件でプリベーク、アルミ製マスクで覆い露光、およびポストエクスポージャーベークし、前記基板３２／フォトレジスト３３（厚さ：１．２ｍｍ、縦：３０ｍｍ、横：１２ｍｍ）を加熱処理する比較実験を以下のように行った。すなわち、図７に示したように、一端を閉じたガラス管１２（例えば外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）内に前記基板３２／フォトレジスト３３（厚さ：１．２ｍｍ、縦：３０ｍｍ、横：１２ｍｍ）のみを設置した。このガラス管１２の開放端を真空排気装置５１に接続して真空排気を行った。その後、図８に示すように、真空排気装置５１に接続されたガラス管１２の開放端に近い部分をガラス管封管用のバーナー６１にて溶融封管して、前記フォトレジスト３３をガラス封管１２に密閉した。密封したガラス封管１２を恒温槽７１の内部に置き、図９に示す恒温槽７１の内部温度を１３０℃で２４時間維持し、その後室温まで徐冷した。徐冷後、ガラス管１２を切断して、前記基板３２／フォトレジスト３３を取り出した。前記フォトレジスト３３の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを測ったところ、露光部分、未露光部分共に６３０ｎｍ近傍にピークは現れなかった。
【００６１】
［比較例２］
［参考例１］と同条件でフォトレジスト層を形成し、プリベークを行った。レジスト層に直接Ｘｅ光源ユニットを用いてＵＶ−Ａ紫外線（１３．５ｍＷ/ｃｍ２）を５分間上記フォトレジストに照射し、露光した。露光後、〔参考例１〕と同条件でポストエクスポージャーベークした。得られた基板３４／フォトレジスト３５を参考例１の場合と全く同様に封管、加熱および徐冷して処理した後、得られた基板３４／フォトレジスト３５には、「ソルベントブルー５９」（商品名）が全く浸透していないことが示された。これらの結果から、「ソルベントブルー５９」（商品名）は露光したフォトレジスト３５薄膜に親和性がなく、そのため浸透・分散が起こらないことが判明した。
【００６２】
［比較例３］
［参考例１］と同条件でフォトレジスト層を形成し、プリベークを行った。レジスト層を全く露光しない他は〔参考例１〕と同条件でポストエクスポージャーベークした。得られた基板３６／フォトレジスト３７を参考例１の場合と全く同様に封管、加熱および徐冷して処理した。得られた基板３６／フォトレジスト３７全面に「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透した。これらの結果から、「ソルベントブルー５９」（商品名）は未露光のフォトレジスト３７薄膜に親和性があり、そのため浸透・分散が起こったことが判明した。
【００６３】
以上、〔参考例１〕と〔比較例１〕と〔比較例２〕および〔比較例３〕から、減圧されたガラス封管内において加熱時、前記有機化合物が気化し、ガラス管内に蒸気が充満すること、その蒸気を冷却せずに加熱状態を保ち、そこに露光および未露光部分を有するフォトレジストを置くと、前記有機化合物と親和性がある未露光部分のみに所望の機能を発現可能な有機分子が分子分散することが分かった。
【００６４】
［参考例２］
図１０は本実施例で用いられる表示素子作製装置の概略構成を示す断面図である。基板３００として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍおよび横４０ｍｍのガラスを用い、基板３００上にスピンコート法（３０００ＲＰＭ、６０ｓ）で厚さ３．５μｍのフォトレジスト層（ＪＳＲ製ｉ線レジスト ＰＦＲ ＩＸ３０５Ｈ）３１０を形成し、大気下、オーブンにて、１０５℃で７０分間、前記基板３００／フォトレジスト３１０をプリベークした。フォトレジスト３１０上に1辺５μｍの正方形がスクエア配列をしたパターンを有するフォトマスク（図示せず）を置き、露光機で１７０ｍＪ/ｃｍ２で上記フォトレジスト３１０に照射して露光し、未露光部分３１１と露光部分３１２を上記フォトレジスト３１０内に形成した。大気下、オーブンにて、１１０℃で７０分間、前記基板３００／フォトレジスト３１０をポストエクスポージャーベークした。これらを密閉式容器１１０に設置した。一方、揮発性物質として２５℃近傍で固体である黄色蛍光色素として２，３，５，６-１Ｈ，４Ｈ-Tetrahydro-9-carbethoxyquinolizino-[９，９ａ，１-gh]coumarin（「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名））２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置した。なお、揮発性物質が２５℃近傍で液体の場合は、多孔質スポンジにしみ込ませて気化源２４０（ウレタンスポンジ、例えば厚さ５ｍｍ、横１０ｍｍ、縦４０ｍｍ）を作製し、更に別の密閉式容器１２０に設置できる。密閉式容器１１０と１２０は配管とバルブ１９５によって、密閉式容器１１０と１４０は配管とバルブ１９６によって接続されている。基板３００が設置されている密閉式容器１１０の外壁はステンレスまたはアルミニウムからなり、基板の出し入れのために分割可能な構造（図示せず）とする。密閉式容器１１０の内部１００は真空バルブ１９０および真空配管系１３０を経由して、真空排気系１５０に接続されており、室温下において密閉式容器１１０内部の圧力が１×１０−４パスカル以下になるまで排気を行った後、真空バルブ１９０を閉じる。これによって密閉式容器１１０は密閉される。
【００６５】
加熱手段として用いられるヒーターである気化源基板ヒーター４１０、樹脂基板ヒーター４００および真空バルブヒーター７９０は例えば真空仕様のシース電気発熱線を埋め込んだアルミニウムからなるものを用いることができる。伝熱性の高い材質からなるヒーターを隙間なく設置することで、密閉式容器１１０の内部１００および真空バルブ１９０の部分を均一に加熱することができる。
【００６６】
密閉式容器１１０の内部１００を減圧し、前記加熱手段によって加熱を行い、全体が１５０℃になるように温度制御を行った。「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名）を密閉している密閉式容器１４０も同様に加熱し、ガラス基板３００／フォトレジスト３１０が設置されている密閉式容器１１０の設定温度よりも高温である１６０℃で加熱した。その後２つの密閉式容器１１０、１４０を接続しているバルブ１９６を開け、２時間設定温度で保持した。その後密閉式容器１１０、１４０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。次いで、密閉式容器内部１００を大気圧に戻し、基板３００／フォトレジスト３１０を取り出した。
【００６７】
なお、揮発性物質として２５℃近傍で液体である化合物を用いる場合は、前記加熱手段においてバルブ１９６をバルブ１９５に、密閉式容器１４０を密閉式容器１２０に読み替え、密閉式容器１２０は気化源ヒーター４１０によって加熱される。得られた基板３００／フォトレジスト３１０を光学顕微鏡で観察したところ、フォトレジスト３１０の未露光部分３１１にＣｏｕｍａｒｉｎ３１４はドープされていたが、露光部分３１２にはＣｏｕｍａｒｉｎ３１４は全くドープされておらず、パターン形状に従って「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名）を上記未露光部分３１１に選択的にドープできることが分かった。
【００６８】
また、得られた蛍光体パターンは、表面形状プロファイラ（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ製、Ｐ−１５）を用いて表面形状測定したところ、基板面に対して平滑（ラフネス：５０ｎｍ）であった。
【００６９】
得られたパターンを有する蛍光表示体について、まず３６５ｎｍの長波長紫外線ランプを用いて照射を行い、色彩輝度計（コニカミノルタ製、ＣＳ−１００Ａ）により、発光強度を測定したところ、最高輝度は２００ｃｄ／ｍ２であった。
【００７０】
［実施例１］
［参考例２］と同様に、基板３００として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍ、横４０ｍｍのガラス板を用い、その上に厚さ３．５μｍのフォトレジスト層（ＪＳＲ製ｉ線レジスト ＰＦＲ ＩＸ３０５Ｈ）３１０をスピンコート法で形成し、大気下、オーブンにて、１０５℃で７０分間、前記基板３００／フォトレジスト３１０をプリベークした。これらを密閉式容器１１０に設置した。一方、揮発性物質として２５℃近傍で固体である黄色蛍光色素として２，３，５，６-１Ｈ，４Ｈ-Tetrahydro-9-carbethoxyquinolizino-[９，９ａ，１-gh]coumarin（「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名））２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置した。密閉式容器１１０の内部１００を［参考例２］と同様に１×１０−４パスカルになるまで減圧し、前記加熱手段によって加熱を行い、全体が１１０℃になるように温度制御を行った。Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４を密閉している密閉式容器１４０も［参考例２］と同様に加熱し、前記基板３００／前記フォトレジスト３１０が設置されている密閉式容器１１０の設定温度よりも高温である１１５℃で加熱した。その後、２つの密閉式容器１１０，１４０を接続しているバルブ１９６を開け、５時間設定温度で保持した。その後、密閉式容器１１０，１４０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。最後に、密閉式容器１００を大気圧に戻し、前記基板３００／前記フォトレジスト３１０を取り出した。得られた前記基板３００／前記フォトレジスト３１０は、全体に均一に「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名）が侵入し、紫外・可視・赤外吸収スペクトルを測定したところ、４４０ｎｍ近傍にピークが現れた。また、発光ピークは４９０ｎｍ近傍に現れ、「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」が浸透していることが分かった。色彩輝度計（コニカミノルタ製、ＣＳ−１００Ａ）で発光強度を測定したところ、最高輝度は５０ｃｄ／ｍ２であった。
【００７１】
前記フォトレジスト３１０上に、［参考例２］と同様のマスク（図示せず）を置き、露光機で１７０ｍＪ／ｃｍ２で上記フォトレジスト３１０に照射して露光し、未露光部分３１１と露光部分３１２を上記フォトレジスト３１０内に形成した。大気下、オーブンにて、１１０℃で７０分間、前記基板３００／前記フォトレジスト３１０をポストエクスポージャーベークした。これらを再び密閉式容器に設置し、揮発性物質として２５℃近傍で固体である朱色蛍光色素として４−（ジシアノメチル）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４−Ｈ−ピラン（以下「ＤＣＭ１」という）２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置し、上記と同様にして１３０℃で２時間処理して取り出した。
【００７２】
得られた前記基板３００／フォトレジスト層３１０を光学顕微鏡で観察したところ、フォトレジスト３１０の未露光部分３１１に選択的にＤＣＭ１が侵入して朱色に着色し、露光部分３１２には、「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」のみが存在して黄色に着色していることが確認できた。
【００７３】
得られたパターンを有する蛍光表示体について、まず３６５ｎｍの長波長紫外線ランプを用いて照射を行い、上記色彩輝度計により、黄緑色、朱色それぞれの発光強度を測定したところ、黄緑の発光は露光部分３１２からのみ観測され、最高輝度が５０ｃｄ／ｍ２であったのに対し、朱色の発光は未露光部分３１１からのみ観測され、最高輝度は１１０ｃｄ／ｍ２であった。このことから、未露光部分３１１にＤＣＭ１が選択的にドープされたことによって、紫外線ランプにより励起された「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」の発光がＤＣＭ１に再吸収され、その結果ＤＣＭ１が励起されてＤＣＭ特有の朱色発光を発するという、エネルギー移動が起こって微細未露光部分３１１の発光色を黄緑色から朱色へ変化させたことが分かった。
【００７４】
［参考例３］
文献[Ｊ．Ｋｉｄｏ、ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，６１巻、７６１頁（１９９２）]に見られるように、ポリメチルメタクリレート（以下「ＰＭＭＡ」という）（Ａｌｄｒｉｃｈ製、Ｍｗ：１２０，０００）と、電子輸送性のｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−Ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ）とホール輸送性のＮ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ（ＴＰＤ）混合物をＰＭＭＡに対して５０ｗｔ％の濃度（Ａｌｑ：ＴＰＤモル比は６：４）でクロロホルム中に分子分散させた。
【００７５】
［参考例２］と同様に、図１１に示すように基板３２０として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍおよび横４０ｍｍのガラス板上にＩＴＯ層３２１を透明電極として堆積したもの（フルウチ化学製）を用い、前記ＩＴＯ層３２１上にディッピング法で厚さ０．１μｍの電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ層３３０を形成した。文献[Ｓ．Ｈｏｒｉｕｃｈｉ、ｅｔ ａｌ．，Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．，１５巻、１４４９頁（２００３）]に従い、上記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０上に幅５ｍｍのストライプ状パターンを有するフォトマスク（図示せず）を置き、Ｘｅ光源ユニットを用いてＵＶ−Ｂ紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ２（波長 ２５０ｎｍ）照射することで露光し、未露光部分３３１と露光部分３３２を上記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０内に形成した。これらを密閉式容器１１０に設置した。一方、揮発性物質として２５℃近傍で固体である朱色蛍光色素として４−（ジシアノメチル）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４−Ｈ−ピラン（以下「ＤＣＭ１」という）２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置した。
【００７６】
密閉式容器１１０の内部１００を[参考例２]と同様に１×１０−４パスカルになるまで減圧し、前記加熱手段によって加熱を行い、全体が１１５℃になるように温度制御を行った。ＤＣＭ１を密閉している密閉式容器１４０も[参考例２]と同様に加熱し、前記ガラス３２０／ＩＴＯ層３２１／電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０が設置されている密閉式容器１１０の設定温度よりも高温である１２０℃で加熱した。その後２つの密閉式容器１１０，１４０を接続しているバルブ１９６を開け、１時間設定温度で保持した。その後密閉式容器１１０，１４０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。最後に、密閉式容器内部１００を大気圧に戻し、前記ガラス３２０／ＩＴＯ層３２１／電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０を取り出した。
【００７７】
得られた前記ガラス３２０／ＩＴＯ層３２１／電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０表面を光学顕微鏡と蛍光分析装置で観察したところ、前記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０上の未露光部分３３１にＤＣＭが選択的にドープされたことが分かった。
【００７８】
また、得られた電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０表面を、表面形状プロファイラ（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ製、Ｐ−１５）を用いて表面形状測定したところ、基板面に対して平滑（ラフネス：２０ｎｍ）であった。
【００７９】
上記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０表面に、マグネシウムと銀を１０：１の比率で共蒸着法することで、電極３３５と電極３３６（膜厚：２００ｎｍ）を形成し、図１１に示す有機ＥＬ素子を試作した。
【００８０】
得られた素子のＩＴＯ層３２１と電極３３５間に６Ｖの電圧を印加したところ、朱色に発光し、色彩輝度計（コニカミノルタ製、ＣＳ−１００Ａ）で計測した最高輝度は７２０ｃｄ／ｍ２であった。また、ＩＴＯ層３２１と電極３３６間に６Ｖの電圧を印加したところ、緑色に発光し、最高輝度は７００ｃｄ／ｍ２であった。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
特に、有機ＥＬ素子に好適に用いることができるが、これに限るものではなく、蛍光、燐光などを利用した表示素子であればいかなる用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０，１２ 一端を閉じた直線ガラス管、１１，１３ 両端を閉じたガラス管、２０ 揮発性物質、３０，３２，３４ 基板、３１，３３，３５ フォトレジスト層、５０，５１ 真空排気装置、６０，６１ ガラス管封管用バーナー、７０，７１ 恒温槽、１００ 内部、１１０ 密閉式容器、１２０ 密閉式容器、１３０ 真空配管系、１４０ 密閉式容器、１５０ 真空排気系、１９０ 真空バルブ、１９５，１９６ ヒーター付真空バルブ、２４０ 気化源、３００ 基板、３１０ フォトレジスト、３１１，３３１ 未露光部分、３１２，３３２ 露光部分、３２０ ガラス板、３２１ ＩＴＯ層、３３０ ＰＭＭＡ層、３３５，３３６ 電極、４００ ヒーター、４１０ 気化源基板ヒーター、７１０，７９０ ヒーター。
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機電界発光素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種の組成から成る光学薄膜が様々な応用分野において使用されており、光の吸収あるいは干渉を利用した波長選択透過や反射機能を利用したものが古くから知られている。そして近年では、レーザー光を利用したオプトエレクトロニクスおよびオプトロニクスの分野において、用途面では光の多重性を利用した情報の多元並列高速処理のための応用や、現象面では光非線形効果ないし光電気効果の応用のため、従来とは異なる高い機能を有する光学薄膜の開発が盛んに進められている。
【０００３】
このような新しい高機能光学薄膜を形成するための素材、その組成として注目されているものに有機系光学材料がある。有機系材料を用いると、合成プロセスで作成可能であり、大量生産が容易であるために一般的に安価になるという点が特長である。また、基板にプラスチックシートなどを用いると、フレキシブルな素子が形成できる。更に材料選択の幅が広がるという利点もある。
【０００４】
表示素子においても、近年次世代のフラットディスプレイとして有機化合物を用いた液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や電界発光（ＥＬ）ディスプレイなどの研究が盛んに行われている。
【０００５】
ＬＣＤディスプレイには、非特許文献１に見られるように、主に液晶材料の他に偏光板、位相差フィルム、カラーフィルター、バックライト、透明電極から成り、ディスプレイの高画素化には、カラーフィルターを高精細にパターニングすることが必要である。
【０００６】
また、バックライトや平面ディスプレイとして、有機蛍光色素を発光層とし、該発光層と有機電荷輸送化合物とを積層した二層構造を有する素子（例えば、特許文献１）や、高分子を蛍光体として用いた素子（例えば、特許文献２、特許文献３）が報告されている。これらの有機蛍光体を用いた電界発光素子は、低電圧直流動作が可能であり、高輝度に加えて多色の発光が容易に得られるという特徴がある。これらの有機電界発光素子のディスプレイ化にも、特許文献４、非特許文献２に見られるように、発光画素の高微細化が必要である。
【０００７】
これらの画素の高精細パターン形成法としては、まず特許文献５に見られるように、基板の上に下部電極を蒸着により形成し、更にその上に発光素子形成部分が開口部となるようパタ−ニングした層間絶縁膜を形成する。次に下部電極取り出し位置を確保するため、蒸着マスクを開口部分およびその周辺を除いた下部電極上にかけて、発光層を含む有機多層部を蒸着により形成する。続いて、同一の蒸着マスクを設置したまま発光層を含む有機多層部の上に対向電極を蒸着することにより、ＥＬ素子が製造される。このようにして発光素子部分がパタ−ン精度良く形成される。この方法では、半導体フォトリソグラフィー法を用いた絶縁体微細パターン形成技術と、蒸着用マスクを用いた微細塗り分け技術と、いずれも半導体プロセスを用いた微細パターニング技術が用いられている。しかし、これらのパターニング技術を用いると、大型マスクを基板に密着させることが困難で高微細化や大面積化が困難な上、プロセスが煩雑となって高コストであり、量産性に限界がある。さらに、レジスト剥離時に素子にダメージが入ったり、剥離したレジストの残渣やマスク上に堆積した有機化合物などにより、素子自体が製造途中で汚染されるという問題があった。
【０００８】
他方、特許文献６に見られるように、有機ＥＬ材料をインクジェット方式により形成および配列することで、赤、緑、青の発光色を備える有機発光層を画素毎に任意にパターニングすることが可能となり、フルカラー表示の有機ＥＬ表示体が作成できる。インクジェット法だと、基板の大面積化が容易でマスクレスであり、フォトリソグラフィー法に比べて製造プロセスが短くなるなどの長所がある。しかし、インクジェット法だと、非特許文献２に見られるように、高精度の位置決めが困難である。形成薄膜中には溶媒が残って素子の信頼性を低下させるだけでなく、乾燥途中に凝集しない材料を選ばなければならない。また、吐出液体の信頼性を確保して安定的に生産することが困難である。さらに、インクジェットヘッドには耐溶剤性部品や特殊な撥インク部品を組み込む必要があり、生産装置には、インクの吐出制御のみならず、クリーニングなどのメンテナンス機構が必要である。
【０００９】
従って、これらの問題を解決する新規微細パターン形成技術が有機光表示素子形成技術には必要である。
【００１０】
なお、有機化合物を用いた光機能素子製造方法について、本願出願人等は、以下のように、揮発性物質分子特有の機能を保持しながら、揮発性物質分子と親和性のある特定のポリマー中に揮発性物質を高濃度に分散する光機能素子の製造方法を提案している。
【００１１】
有機化合物の薄膜の加工に関して、特許文献７には、樹脂成型物の表面へ前記樹脂と親和性があり、かつ、昇華性の有機化合物を、均一に浸透・分散させるため、樹脂成形物、および、前記樹脂と親和性があり、かつ昇華性の有機化合物とを密閉式容器に入れ、内部の圧力および温度を調節して前記有機化合物の飽和昇華圧状態に置くことによって、前記有機化合物蒸気が前記樹脂成形物表面に均一に付着し、更に、内部に浸透・分散していくようにすることができると記載されている。
【００１２】
特許文献８には、樹脂成形物の表面へ前記樹脂と親和性があり、かつ昇華性の有機化合物を均一に浸透・分散させ、樹脂表面層の改質および／または着色を行うため、樹脂成形物、および、前記樹脂と親和性があり、かつ昇華性の有機化合物とを密閉式容器に入れ、内部の圧力および温度を調節して前記有機化合物の飽和昇華圧状態に置くことによって、前記有機化合物蒸気が前記樹脂成形物表面に均一に付着し、更に、内部に浸透・分散していくようにし、樹脂表面層の改質および／または着色を行う方法が記載されている。
【００１３】
特許文献９には、被覆対象物の表面層組成物をそれと相互作用を起こす昇華性物質によって改質し、均一な膜厚および組成の機能性薄膜を得るため、被覆対象物の表面層組成物と相互作用を起こす昇華性物質を、閉じられた空間内に置き、更にこの空間内を前記昇華性物質の飽和昇華圧状態にし、前記昇華性物質蒸気を前記被覆対象物表面の前記表面層組成物に付着させ、付着した前記昇華性物質を更に前記表面層組成物の表面から表面層内部に浸透・分散させ、前記表面層組成物と相互作用させる表面層改質方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開昭５９−１９４３９３号公報
【特許文献２】ＷＯ９０１３１４８号公開明細書
【特許文献３】特開平３−２４４６３０号公報
【特許文献４】特開平９−３０６６６６号公報
【特許文献５】特許第２７３４４６４号
【特許文献６】特開平１０−１５３９６７号公報
【特許文献７】特開２０００−２５６８７７号公報
【特許文献８】特開２０００−２８１８２１号公報
【特許文献９】特開２００１−０２６８８４号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】「光機能材料マニュアル」、オプトロニクス社、１９９７年、ｐ．３２４
【非特許文献２】「有機ＥＬ材料とディスプレイ」、シー エム シー社、２００１年、ｐ．３４５−３６９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
これまで微細パターンを形成するには、前記フォトリソグラフィーとマスクを用いた微細パターニング方法とインクジェット法を用いる方法に大別できる。フォトリソグラフィー法を用いる方法では、工程が煩雑であるうえに、大型マスクを基板に密着させることが困難で高微細化や大面積化が困難である。さらに、レジスト剥離時やマスク上に堆積した有機化合物によって素子形成途中でダメージが入る可能性が大きい。他方、インクジェット法では大面積化は容易で製造プロセスも簡略化されるが、高精度の位置決めが困難であり、また形成薄膜中には溶媒が残って素子の信頼性を低下させるだけでなく、乾燥途中に凝集しない材料を選択しなければならないという問題がある。インクとインクジェットノズルの材料も前記のように制限される。昇華性もしくは揮発性物質を用い、これらを気体分子として感光性樹脂の露光相または未露光相に浸透させて、前記感光性樹脂の露光相または未露光相のいずれかの相に含有させることにより、製造工程が簡潔で位置制御性が良く、溶媒を含まない高品質かつ高微細パターンを有する有機表示素子およびこれらの有機表示素子製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題は以下の本発明により達成される。すなわち、本発明は以下の特徴を有する。
【００１８】
（１）透明基板にＩＴＯ層が設ける工程と、電子輸送材料とホール輸送材料を含み、光、電子線、もしくは放射線に感光する感光性樹脂層からなる感光性樹脂層をＩＴＯ層に設ける工程と、透明基板、ＩＴＯ層、感光性樹脂層の順で積層されてなる基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる一種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ一種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、一種の揮発性物質を感光性樹脂層に付着させ、さらに一種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、一種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、前記感光性樹脂層を露光させ、互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離構造を形成する工程と、一種の揮発性物質が浸透・分散している感光性樹脂層を有する基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる他種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ他種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、他種の揮発性物質を、感光性樹脂層の未露光部分又は露光部分に揮発性物質を付着させ、さらに他種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、他種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、一種の揮発性物質が分散した第１の分散相と、一種の揮発性物質と他種の揮発性物質の２種類の揮発性物質が分散した第２の分散相のそれぞれに電極を設ける工程と、を有する有機電界発光素子の製造方法である。
【００１９】
露光することで互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離している構造を有する感光性樹脂を用い、該感光性樹脂に揮発性物質を選択的に浸透・分散させるので、例えば有機エレクトロルミネッセンス素子などに適用させることができる。さらに、分散相の位置決め精度が高く、さらに溶媒などの残存の虞もなく、高品質で高微細パターンを有する素子を得ることができる。
【００２０】
（２）上記（１）に記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記揮発性物質は、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性かつ結晶性の有機化合物である有機電界発光素子の製造方法である。
【発明の効果】
【００２１】
以上説明したように、本発明の有機表示素子は、リソグラフィー、マスクやインクジェット法を用いて形成したパターンを用いたものではなく、昇華性もしくは揮発性物質を用い、これらを気体分子として感光性樹脂の露光相または未露光相に浸透させて、前記感光性樹脂の露光相または未露光相のいずれかの相に含有させるため、前記露光相または未露光相に溶媒や不純物を含む虞がない。また、リソグラフィーやマスクを用いた工程に比べて簡便であり、位置制御性も良いため、高品質で高精細な高精細パターンを効率よく作製できる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の真空引きまでにおける有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図２】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の封管までにおける有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図３】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の封管後における有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図４】参考例１の有機表示素子作成方法の１段階の加熱時における有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図５】参考例１において、ソルベントブルー５９（ＳＢ５９）蒸気を未露光および露光部分を有するフォトレジストに浸透させた後のレジスト薄膜の写真である。
【図６】参考例１において、ソルベントブルー５９（ＳＢ５９）蒸気を未露光および露光部分を有するフォトレジストに浸透させたときの未露光部分または露光部分の吸収スペクトルを示す図である。
【図７】比較例１の有機表示素子作成方法の１段階の真空引きまでにおける有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図８】比較例１の有機表示素子作成方法の１段階の封管後における有機光表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図９】比較例１の有機表示素子作成方法の１段階の加熱時における有機表示素子作成装置の概略を示す断面図である。
【図１０】参考例２の有機表示素子作製装置の概略構成を示す断面図である。
【図１１】参考例３の有機表示素子作成装置を用いて作成した有機ＥＬ素子の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明でフィルターとしての光吸収層もしくは発光層として用いられる光感光性樹脂（フォトポリマー）は、光の照射により化学反応を起こす樹脂であり、写真製版印刷材料、凸版印刷材料、ホログラム材料、レジスト材料、封止材料など様々な分野で利用されている。光の照射により、架橋、分解、着色などをおこすものや、単量体からの重合を起こすものなどがある。樹脂単独でこのような作用を行う場合以外に、増感剤、重合開始剤、単量体などを添加した系が多い。光による架橋を起こす感光性基としては、光二量化を起こすケイ皮酸基、光分解によりラジカルを形成するジアゾ基、光により活性なニトレンに変換するアジド基などがある。アルキル、アリールケトン、スルホンを含む樹脂は光により分解反応が起こる。ｏ−キノンジアジド化合物は光照射により窒素分子の脱離に続いてカルボキシル基が生じる。この官能基を含む樹脂は光照射によりアルカリ水溶液に可溶となり、フォトレジストとして用いられる。これらの光機能性樹脂の中でも、マスク露光技術、レーザーの走査や干渉露光などによる光パターニング法を用いて、これらの光機能性樹脂上に数μｍ、好ましくは数１００μｍの分解能で、１００ナノメートルから１００マイクロメートルの、好ましくは１００ナノメートルから１０マイクロメートルのパターンを自在に描画できるものを、特に好適に使用することができる。露光した上記光機能性樹脂を薄膜化し、未露光部分と露光部分の、樹脂の密度や疎水性などの物理・化学的性質の違いを利用して揮発性物質を選択的に侵入させることにより、効率よく表示素子層を作ることができる。
【００２４】
本発明における光機能性樹脂主成分としては、ポリメチルメタクリレート、メチルメタクリレート共重合体、フェニルビニルケトン-スチレン共重合体、ポリケイ皮酸ビニル、β−ヒドロキシエチルシンナマート、シンナモイル基含有樹脂、スチリルキノリニウム基含有樹脂、クレゾールノボラック樹脂、ポリイソプレン−アジド系樹脂、ポリビニールフェノール系樹脂、ポリアクリル酸系樹脂、リグノフェノール系樹脂、ポリイミド、ポリビニルカルバゾール樹脂、ポリビニルピロリドン樹脂、ジアリールフタレートポリマー、ウレタンアクリレート樹脂、イソプロピルチオキサントン／アミン系樹脂、エポキシ樹脂、有機ポリシランなどを具体例として挙げることができる。また、光の代わりに電子線や放射線（例えば、Ｘ線、α線、β線、γ線など）やイオンビームに感光する感光性樹脂も好適に使用することができる。露光範囲１０ｎｍから１６００ｎｍ、好ましくは７０ｎｍから６００ｎｍである。
【００２５】
我々は上記露光パターンを有する光機能性樹脂に揮発性物質の蒸気を作用させることによって、第ｎの揮発性物質の蒸気に曝露された上記露光パターンを有する光機能性樹脂の未露光部分（または露光部分）にのみ高い選択性で第ｎの揮発性物質を侵入できることを見いだした（ｎは１以上２０以下の整数）。露光部分には、極性の高い揮発性物質が、未露光部分には、極性の低い揮発性物質が選択的に侵入する傾向がある。
【００２６】
例えば、ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂をスピンコート法で３μｍの厚さで塗布したガラス板をガラス管に入れ、朱色蛍光色素である４−（ジシアノメチル）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４−Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）を同一の管に設置し、真空排気後封管してアンプル状にし、前記アンプルを熱処理してＤＣＭの蒸気を蒸気樹脂表面に作用させることによってＤＣＭを浸透させた樹脂層からなる薄膜が得られることを見出した。一方、上記ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂にＵＶ−Ａ紫外線を１７０ｍＪ／ｃｍ２照射して露光した後に同様にガラス管に入れ、ＤＣＭを同一の管に設置し、真空排気後封管してアンプル状にし、前記アンプルを熱処理したが、ＤＣＭは露光した樹脂中には全く浸透しなかった。この結果より、上記ノボラック樹脂にマスク露光機を用いてパターンを形成後、上記方法によりＤＣＭの蒸気を樹脂表面に作用させることによって、未露光部分にのみ選択的にＤＣＭを浸透させることが可能であることが判る。猶、露光した上記樹脂に浸透し、未露光の上記樹脂には浸透しない揮発性物質を用いても良い。
【００２７】
上記ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂の未露光部分のみに選択的にＤＣＭが浸透するメカニズムの詳細はわかっていないが、ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂は、露光前はノボラック樹脂と感光剤であるジアゾナフトキノンの間に強い水素結合が働いており、アルカリ現像液に対する溶解性が低くなっている。一方、露光されるとジアゾナフトキノンはケテン中間体を経てインデンカルボン酸に変化するため、アルカリ現像液に溶解するようになる。以下に、ジアゾナフトキノン含有ノボラック樹脂の光化学反応を示す化学式を示す。
【００２８】
【化１】
【００２９】
ノボラック樹脂は、露光前と露光後のアルカリ溶液に対する溶解度の差が非常に大きく、最大約４００倍になることが知られている［Ａ．Ｆｕｒｕｔａ ｅｔ ａｌ．，Ｊ． Ｐｈｏｔｏｐｏｌｙｍ． Ｓｃｉ． Ｔｅｃｈｎｏｌ．， ２巻，３８３頁（１９８９）］。このことから、未露光ノボラック樹脂に対するＤＣＭの親和性が露光後のノボラック樹脂に対するものより非常に大きいために、上記ノボラック樹脂の未露光部分のみへＤＣＭが選択的に浸透することが可能になると考えられる。
【００３０】
揮発性物質を液体状で直接作用させると、光機能性樹脂薄膜の均一性を損ねる、露光部分または未露光部分のみに選択的に侵入させるのが困難などの問題が生じる。すなわち、揮発性物質は大気圧下または減圧下で揮発させて気体とした後、上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面に作用させることが好ましい。また、上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面を昇温させることによって選択性、侵入速度をともに上げることができる。
【００３１】
上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、揮発性物質の蒸気を作用させる場合、温度の上限は該組成物の融点であり、この温度以下で容器内の圧力は揮発性物質の飽和蒸気圧以下とする必要がある。
【００３２】
揮発性物質の上記露光パターンを有する光機能性樹脂表面からの侵入程度は揮発性物質気体への曝露時間、温度および圧力によって制御可能であり、表示素子として用いる場合は１〜１００００ｎｍの侵入深さが必要であり、好ましくは１０〜１０００ｎｍである。また、本表示素子製造方法は、文献［Ｔ. Ｈｉｒａｇａ ｅｔ ａｌ．， Ｍｏｌ. Ｃｒｙｓｔ. Ｌｉｑ. Ｃｒｙｓｔ．，３４４巻， ２１１頁］、特開２０００−２５６８７７号公報、特開２０００−２８１８２１号公報、特開２００１−０２６８８４号公報に記載されているように、揮発性物質分子特有の機能を保持しながら、揮発性物質分子と親和性のある特定のポリマー中に揮発性物質を高濃度に分散できる点も特長である。
【００３３】
本発明における揮発性物質の一例として、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性かつ結晶性の有機化合物が挙げられる。具体例として、ポルフィリン系色素、フタロシアニン系色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド系色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド系色素などを挙げることができる。
【００３４】
さらに詳細に説明すると、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性の有機化合物（有機色素）の具体例として、アゾ色素、ポルフィリン色素、フタロシアニン色素、トリフェニルメタン系色素、ナフトキノン色素、アントラキノン色素、ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド色素、ペリレンテトラカルボン酸ジイミド色素、オリゴフェニレン系色素、オキサゾール系色素、クマリン系色素、フタレイン系色素、ジシアノメチレン系色素、キナクリドン系色素、ペリレン系、キノフタロン系色素、オキサジン系色素、ポリメチン系色素、有機金属錯体系色素、フォトクロミック色素、アントラセン、ルブレン、ジフェニルテトラセン、ジフェニルアントラセンなどを挙げることができる。これらの色素を用いることで、樹脂成形物表面樹脂層の着色を行うことができる。また、これらの色素が蛍光および燐光を呈する場合、樹脂成形物の表面層に蛍光および燐光を呈する機能を付与することができる。
【００３５】
昇華性アゾ色素の具体例としては、例えば、アゾベンゼン、４−ジメチルアミノアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−３’−ニトロアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−４’−ニトロアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−３−メチル−３’−ニトロアゾベンゼン、４−ジメチルアミノ−３−メチル−４’−ニトロアゾベンゼン、４−ニトロアゾベンゼンなどを挙げることができる。
【００３６】
ポルフィリン色素の具体例としては、例えば、ポルフィリン、テトラフェニルポルフィリンなどを挙げることができる。
【００３７】
フタロシアニン色素の具体例としては、例えば、フタロシアニン、銅フタロシアニン、コバルトフタロシアニン、ニッケルフタロシアニン、クロロアルミニウムフタロシアニンなどを挙げることができる。
【００３８】
トリフェニルメタン系色素の具体例としては、例えば、クリスタルバイオレットラクトン、３−ジエチルアミノ−６−メチル−７−クロロフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−メチルアミノフルオラン、３−ジエチルアミノ−７−フェニルアミノフルオランなどを挙げることができる。
【００３９】
ナフトキノン色素の具体例としては、例えば、１，４−ナフトキノン、２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、５−アミノ−２，３−ジクロロ−１，４−ナフトキノン、８−フェニルアミノー５−アミノ−２，３−ジシアノ−１，４−ナフトキノンなどを挙げることができる。
【００４０】
アントラキノン色素の具体例としては、例えば、アントラキノン、１−アミノアントラキノン、１，４−ジヒドロキシアントラキノンなどを挙げることができる。
【００４１】
ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド色素の具体例としては、例えば、１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジメチル−１，４，５，８−ナフタレンテトラカルボン酸ジイミドなどを挙げることができる。
【００４２】
ペリレンテトラカルボン酸ジイミド色素の具体例としては、例えば、３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミド、Ｎ，Ｎ’−ジ−ｔｅｒｔ−ブチル−３，４，９，１０−ペリレンテトラカルボン酸ジイミドなどを挙げることができる。
【００４３】
オリゴフェニレン系色素の具体例としては、ｂｉｐｈｅｎｙｌ、ｐ−tｅｒｐｈｅｎｙｌ、ｐ−ｑｕａｒｔｅｒｐｈｅｎｙｌなどを挙げることができる。
【００４４】
オキサゾール系色素の具体例としては、１，４−ｂｉｓ（５‘−ｐｈｅｎｙｌｏｘａｚｏｌ−２’−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅ、１，４−ｂｉｓ（４‘−ｍｅｔｈｙｌ−５’−ｐｈｅｎｙｌｏｘａｚｏｌｅ−２‘−ｙｌ）ｂｅｎｚｅｎｅなどを挙げることができる。
【００４５】
クマリン系色素の具体例としては、１，２-benzopyrone、 ２，３，５，６-１Ｈ，４Ｈ-Tetrahydro-9-carbethoxyquinolizino-[９，９ａ，１-gh]coumarin、3-（2-benzothiazolyl）-Ｎ，Ｎ-diethylumbelliferylamineなどを挙げることができる。
【００４６】
フタレイン系色素の具体例としては、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどを挙げることができる。
【００４７】
ジシアノメチレン系色素の具体例としては、4-（dicyanomethylene）-2-methyl-6-（4-dimethylaminostyryl）-4H-pyran（ＤＣＭ１）、4-dicyanomethylene- 2-methyl-６-[２-（２，３，６，７-tetrahydro-１Ｈ，５Ｈ-benzo[ij]quinolizin-8-yl）vinyl]-4H-pyran（ＤＣＭ２）、４，４８-bis（２，２８-diphenylvinyl）-１，１８-biphenyl （DPVBi）などを挙げることができる。
【００４８】
キナクリドン系色素の具体例としては、キナクリドン、Ｎ，Ｎ‘−ジメチルキナクリドンなどを挙げることができる。
【００４９】
ペリレン系色素の具体例としては、dibenz（de，kl）anthracene （perylene）、trans-１，３-Pentadiene （trans-Piperylene）、１，１２-benzoperylene、１，７-ｄｉｂｒｏｍｏ-ｐｅｒｙｌｅｎｅなどを挙げることができる。
【００５０】
キノフタロン系色素の具体例としては、キノフタロン、５−（５−ｍｅｔｈｙｌｂｅｎｚｏｘａｚｏｌｙｌ）−３‘−ｈｙｄｒｏｘｙｑｕｉｎｏｐｈｔｈａｌｏｎｅなどを挙げることができる。
【００５１】
オキサジン系色素の具体例としては、３−ｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｘａｚｉｎｅ、３，７−ｄｉｎｉｔｒｏｐｈｅｎｏｘａｚｉｎｅなどが挙げられる。
【００５２】
ポリメチン系色素の具体例としては、3-ethyl-2-[5-（3-ethyl-2-benzoxazolinylidene）-１，３-pentadienyl]benzoxazolium iodide（ＤＯＤＣＩ）、１，１‘−ｄｉｅｔｈｙｌ−４，４’−ｑｕｉｎｏｔｒｉｃａｒｂｏｃｙａｎｉｎｅ ｉｏｄｉｄｅなどを挙げることができる。
【００５３】
有機金属錯体系色素の具体例としては、フェロセン、ルテノセン、バナジノセン、クロモセン、マンガノセン、コバルトセン、ニッケロセンなどのメタロセン、有機EL材料として用いられる、ｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−Ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ）、ｔｒｉｓ（２−ｐｈｅｎｙｌｐｙｒｉｄｉｎｅ）ｉｒｉｄｉｕｍ （Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、Ｐｌａｔｉｎｕｍ ｏｃｔａｅｔｈｙｌ ｐｏｒｐｈｉｎｅ（ＰｔＯＥＰ）、bis（10-hydroxybenzo[h]-quinolinate） beryllium （Bebq2）などを挙げることができる。
【００５４】
フォトクロミック現象を起こし、昇華性かつ結晶性の有機化合物として、６−ブロモ−１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−８−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、５−クロロ−１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］［１，４］オキサジン］、５−クロロ−１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［９，１０−ｂ］［１，４］オキサジン］、６，８−ジブロモ−１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチルスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１’，３’−ジヒドロ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１’，３’−ジヒドロ−５’−メトキシ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１’，３’−ジヒドロ−８−メトキシ−１’，３’，３’−トリメチル−６−ニトロスピロ［２Ｈ−１−ベンゾピラン−２，２’−（２Ｈ）−インドール］、１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］［１，４］オキサジン］、１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］フェナンスロ［９，１０−ｂ］［１，４］オキサジン］、１，３−ジヒドロ−１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］ピラン］、１，３−ジヒドロ−５−メトキシー１，３，３−トリメチルスピロ［２Ｈ−インドール−２，３’−［３Ｈ］ナフト［２，１−ｂ］ピラン］などのスピロピラン類；２，５−ジメチル−３−フリルエチリデンコハク酸無水物、２，５−ジメチル−３−フリルイロプロピリデンコハク酸無水物などのフルギド類；２，３−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）マレイン酸無水物、２，３−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）マレイミド、ｃｉｓ−１，２−ジシアノ−１，２−ビス（２，４，５−トリメチル−３−チエニル）エテンなどのジアリールエテン類などを挙げることができる。これらのフォトクロミック色素を用いて樹脂表面層を改質することによって、樹脂成形物の表面層にフォトクロミック特性を付与することができる。
【００５５】
本発明の上記方法により、ガラスや金属、プラスチック、ＩＴＯ等の基板上に製膜された光機能性樹脂の未露光部分（または露光部分）のみに選択的に揮発性のある光吸収色素を浸透させることで、基板面全体に対して平滑な光吸収体パターンを形成することができ、液晶パネル内などに内蔵されている微細光吸収フィルターとして使用できる。また、蛍光性色素を上記光機能性樹脂の未露光部分（または露光部分）のみに選択的に浸透させることで、基板面全体に対して平滑な蛍光体パターンを形成することができ、蛍光マークや、微小蛍光スケールなどの微細蛍光表示素子として使用できる。さらに、２種類以上の揮発性物質の少なくとも１種類の揮発性物質を、未露光部分（または露光部分）にのみ選択的に浸透させることで、２種類以上の吸収または発光パターンを有する吸収フィルターや蛍光表示素子を作製することができる。前記光吸収体または蛍光体パターンのみでも微細光吸収フィルターまたは微細蛍光表示素子として使用できるが、前記光機能性樹脂中に電子輸送材料とホール輸送材料を混入して、ＩＴＯ上に製膜した後に、上記方法を用いて蛍光パターンを形成し、さらに前記パターン上面に電極を形成することで２種類以上の微細発光パターンを持つ有機電界発光（エレクトロルミネッセンス：ＥＬ）素子を作成することもできる。
【実施例】
【００５６】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。
【００５７】
［参考例１］
図１に示すように、一端を閉じたガラス管１０（例えば外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）内に、揮発性物質２０として例えば青色色素として１，４−ビス（エチルアミノ）−９，１０−アントラキノン（「ソルベントブルー５９」（商品名））１００ｍｇを端部に設置した。次に、基板３０として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍおよび横１２ｍｍのガラスを用い、基板３０上にスピンコート法（３０００ＲＰＭ、６０ｓ）で厚さ３．５μｍのフォトレジスト層（ＪＳＲ製ｉ線レジスト ＰＦＲ ＩＸ３０５Ｈ）３１を形成し、大気下、オーブンにて、１０５℃で７０分間、前記基板３０／フォトレジスト３１をプリベークした。フォトレジスト上に「ＡＩＳＴ」という文字の周囲をくりぬいたマスク（図示せず）を置き、Ｘｅ光源ユニットを用いてＵＶ−Ａ紫外線（３６６ｎｍで、１３．５ｍＷ/ｃｍ２）を５分間上記フォトレジストに照射した。大気下、オーブンにて、１１０℃で７０分間、前記基板３０／フォトレジスト３１をポストエクスポージャーベークした。これらをガラス管１０の中心部に設置した。次いで、このガラス管１０の開放端を図２に示すように真空排気装置５０に接続して真空排気を行った。その後、真空排気装置５０に接続されたガラス管１０の開放端に近い部分をガラス管封管用のバーナー６０にて溶融封管して、図３に示すように、前記有機化合物２０および前記基板３０／フォトレジスト３１をガラス封管１１に密閉した。密閉の後、ガラス封管１１を図４に示すように恒温槽７０の内部に置き、恒温槽７０に３時間、内部温度１３０℃で維持し、その後室温まで１時間を要し徐冷した。徐冷後、ガラス管１１を切断して有機化合物２０が浸透・分散した前記基板３０／フォトレジスト３１を取り出した。
【００５８】
得られた基板３０／フォトレジスト３１の写真を図５に示す。未露光部には「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透して青色に着色したが、露光部には浸透せず、全く着色していないことが分かる。「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透した上記未露光部分の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを図６の破線（ａ）に示す。６３０ｎｍ近傍にピークが存在し、吸光度は０．６１（透過率 ０．２４）であった。吸光度から「ソルベントブルー５９」（商品名）の濃度を見積もったところ、１．６ｗｔ％であった。これはフォトレジスト上に「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透することにより、マスクと同形状のパターンを有するカラーフィルターが形成できたことを示す。
【００５９】
さらに、同様に１４０℃で３時間「ソルベントブルー５９」（商品名）を浸透させたときの、未露光部分の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを図６の実線（ｂ）に示す。１４０℃の場合、「ソルベントブルー５９」（商品名）の吸光度は２．８（透過率 ０．００１５）、濃度は７．０ｗｔ％であった。また、露光部分の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを図６の一点鎖線（ｃ）に示す。６３０ｎｍ近傍には吸収が存在せず、「ソルベントブルー５９」（商品名）が露光部分には存在しないことが示された。
【００６０】
［比較例１］
参考例１において、１，４−ビス（エチルアミノ）−９，１０−アントラキノン（「ソルベントブルー５９」（商品名））の効果を確認するため、基板３２／フォトレジスト３３を、参考例１と全く同様の条件でプリベーク、アルミ製マスクで覆い露光、およびポストエクスポージャーベークし、前記基板３２／フォトレジスト３３（厚さ：１．２ｍｍ、縦：３０ｍｍ、横：１２ｍｍ）を加熱処理する比較実験を以下のように行った。すなわち、図７に示したように、一端を閉じたガラス管１２（例えば外径１５ｍｍ、内径１２ｍｍ、長さ３５０ｍｍ）内に前記基板３２／フォトレジスト３３（厚さ：１．２ｍｍ、縦：３０ｍｍ、横：１２ｍｍ）のみを設置した。このガラス管１２の開放端を真空排気装置５１に接続して真空排気を行った。その後、図８に示すように、真空排気装置５１に接続されたガラス管１２の開放端に近い部分をガラス管封管用のバーナー６１にて溶融封管して、前記フォトレジスト３３をガラス封管１２に密閉した。密封したガラス封管１２を恒温槽７１の内部に置き、図９に示す恒温槽７１の内部温度を１３０℃で２４時間維持し、その後室温まで徐冷した。徐冷後、ガラス管１２を切断して、前記基板３２／フォトレジスト３３を取り出した。前記フォトレジスト３３の紫外・可視・赤外吸収スペクトルを測ったところ、露光部分、未露光部分共に６３０ｎｍ近傍にピークは現れなかった。
【００６１】
［比較例２］
［参考例１］と同条件でフォトレジスト層を形成し、プリベークを行った。レジスト層に直接Ｘｅ光源ユニットを用いてＵＶ−Ａ紫外線（１３．５ｍＷ/ｃｍ２）を５分間上記フォトレジストに照射し、露光した。露光後、〔参考例１〕と同条件でポストエクスポージャーベークした。得られた基板３４／フォトレジスト３５を参考例１の場合と全く同様に封管、加熱および徐冷して処理した後、得られた基板３４／フォトレジスト３５には、「ソルベントブルー５９」（商品名）が全く浸透していないことが示された。これらの結果から、「ソルベントブルー５９」（商品名）は露光したフォトレジスト３５薄膜に親和性がなく、そのため浸透・分散が起こらないことが判明した。
【００６２】
［比較例３］
［参考例１］と同条件でフォトレジスト層を形成し、プリベークを行った。レジスト層を全く露光しない他は〔参考例１〕と同条件でポストエクスポージャーベークした。得られた基板３６／フォトレジスト３７を参考例１の場合と全く同様に封管、加熱および徐冷して処理した。得られた基板３６／フォトレジスト３７全面に「ソルベントブルー５９」（商品名）が浸透した。これらの結果から、「ソルベントブルー５９」（商品名）は未露光のフォトレジスト３７薄膜に親和性があり、そのため浸透・分散が起こったことが判明した。
【００６３】
以上、〔参考例１〕と〔比較例１〕と〔比較例２〕および〔比較例３〕から、減圧されたガラス封管内において加熱時、前記有機化合物が気化し、ガラス管内に蒸気が充満すること、その蒸気を冷却せずに加熱状態を保ち、そこに露光および未露光部分を有するフォトレジストを置くと、前記有機化合物と親和性がある未露光部分のみに所望の機能を発現可能な有機分子が分子分散することが分かった。
【００６４】
［参考例２］
図１０は本実施例で用いられる表示素子作製装置の概略構成を示す断面図である。基板３００として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍおよび横４０ｍｍのガラスを用い、基板３００上にスピンコート法（３０００ＲＰＭ、６０ｓ）で厚さ３．５μｍのフォトレジスト層（ＪＳＲ製ｉ線レジスト ＰＦＲ ＩＸ３０５Ｈ）３１０を形成し、大気下、オーブンにて、１０５℃で７０分間、前記基板３００／フォトレジスト３１０をプリベークした。フォトレジスト３１０上に1辺５μｍの正方形がスクエア配列をしたパターンを有するフォトマスク（図示せず）を置き、露光機で１７０ｍＪ/ｃｍ２で上記フォトレジスト３１０に照射して露光し、未露光部分３１１と露光部分３１２を上記フォトレジスト３１０内に形成した。大気下、オーブンにて、１１０℃で７０分間、前記基板３００／フォトレジスト３１０をポストエクスポージャーベークした。これらを密閉式容器１１０に設置した。一方、揮発性物質として２５℃近傍で固体である黄色蛍光色素として２，３，５，６-１Ｈ，４Ｈ-Tetrahydro-9-carbethoxyquinolizino-[９，９ａ，１-gh]coumarin（「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名））２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置した。なお、揮発性物質が２５℃近傍で液体の場合は、多孔質スポンジにしみ込ませて気化源２４０（ウレタンスポンジ、例えば厚さ５ｍｍ、横１０ｍｍ、縦４０ｍｍ）を作製し、更に別の密閉式容器１２０に設置できる。密閉式容器１１０と１２０は配管とバルブ１９５によって、密閉式容器１１０と１４０は配管とバルブ１９６によって接続されている。基板３００が設置されている密閉式容器１１０の外壁はステンレスまたはアルミニウムからなり、基板の出し入れのために分割可能な構造（図示せず）とする。密閉式容器１１０の内部１００は真空バルブ１９０および真空配管系１３０を経由して、真空排気系１５０に接続されており、室温下において密閉式容器１１０内部の圧力が１×１０−４パスカル以下になるまで排気を行った後、真空バルブ１９０を閉じる。これによって密閉式容器１１０は密閉される。
【００６５】
加熱手段として用いられるヒーターである気化源基板ヒーター４１０、樹脂基板ヒーター４００および真空バルブヒーター７９０は例えば真空仕様のシース電気発熱線を埋め込んだアルミニウムからなるものを用いることができる。伝熱性の高い材質からなるヒーターを隙間なく設置することで、密閉式容器１１０の内部１００および真空バルブ１９０の部分を均一に加熱することができる。
【００６６】
密閉式容器１１０の内部１００を減圧し、前記加熱手段によって加熱を行い、全体が１５０℃になるように温度制御を行った。「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名）を密閉している密閉式容器１４０も同様に加熱し、ガラス基板３００／フォトレジスト３１０が設置されている密閉式容器１１０の設定温度よりも高温である１６０℃で加熱した。その後２つの密閉式容器１１０、１４０を接続しているバルブ１９６を開け、２時間設定温度で保持した。その後密閉式容器１１０、１４０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。次いで、密閉式容器内部１００を大気圧に戻し、基板３００／フォトレジスト３１０を取り出した。
【００６７】
なお、揮発性物質として２５℃近傍で液体である化合物を用いる場合は、前記加熱手段においてバルブ１９６をバルブ１９５に、密閉式容器１４０を密閉式容器１２０に読み替え、密閉式容器１２０は気化源ヒーター４１０によって加熱される。得られた基板３００／フォトレジスト３１０を光学顕微鏡で観察したところ、フォトレジスト３１０の未露光部分３１１にＣｏｕｍａｒｉｎ３１４はドープされていたが、露光部分３１２にはＣｏｕｍａｒｉｎ３１４は全くドープされておらず、パターン形状に従って「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名）を上記未露光部分３１１に選択的にドープできることが分かった。
【００６８】
また、得られた蛍光体パターンは、表面形状プロファイラ（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ製、Ｐ−１５）を用いて表面形状測定したところ、基板面に対して平滑（ラフネス：５０ｎｍ）であった。
【００６９】
得られたパターンを有する蛍光表示体について、まず３６５ｎｍの長波長紫外線ランプを用いて照射を行い、色彩輝度計（コニカミノルタ製、ＣＳ−１００Ａ）により、発光強度を測定したところ、最高輝度は２００ｃｄ／ｍ２であった。
【００７０】
［実施例１］
［参考例２］と同様に、基板３００として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍ、横４０ｍｍのガラス板を用い、その上に厚さ３．５μｍのフォトレジスト層（ＪＳＲ製ｉ線レジスト ＰＦＲ ＩＸ３０５Ｈ）３１０をスピンコート法で形成し、大気下、オーブンにて、１０５℃で７０分間、前記基板３００／フォトレジスト３１０をプリベークした。これらを密閉式容器１１０に設置した。一方、揮発性物質として２５℃近傍で固体である黄色蛍光色素として２，３，５，６-１Ｈ，４Ｈ-Tetrahydro-9-carbethoxyquinolizino-[９，９ａ，１-gh]coumarin（「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名））２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置した。密閉式容器１１０の内部１００を［参考例２］と同様に１×１０−４パスカルになるまで減圧し、前記加熱手段によって加熱を行い、全体が１１０℃になるように温度制御を行った。Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４を密閉している密閉式容器１４０も［参考例２］と同様に加熱し、前記基板３００／前記フォトレジスト３１０が設置されている密閉式容器１１０の設定温度よりも高温である１１５℃で加熱した。その後、２つの密閉式容器１１０，１４０を接続しているバルブ１９６を開け、５時間設定温度で保持した。その後、密閉式容器１１０，１４０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。最後に、密閉式容器１００を大気圧に戻し、前記基板３００／前記フォトレジスト３１０を取り出した。得られた前記基板３００／前記フォトレジスト３１０は、全体に均一に「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」（商品名）が侵入し、紫外・可視・赤外吸収スペクトルを測定したところ、４４０ｎｍ近傍にピークが現れた。また、発光ピークは４９０ｎｍ近傍に現れ、「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」が浸透していることが分かった。色彩輝度計（コニカミノルタ製、ＣＳ−１００Ａ）で発光強度を測定したところ、最高輝度は５０ｃｄ／ｍ２であった。
【００７１】
前記フォトレジスト３１０上に、［参考例２］と同様のマスク（図示せず）を置き、露光機で１７０ｍＪ／ｃｍ２で上記フォトレジスト３１０に照射して露光し、未露光部分３１１と露光部分３１２を上記フォトレジスト３１０内に形成した。大気下、オーブンにて、１１０℃で７０分間、前記基板３００／前記フォトレジスト３１０をポストエクスポージャーベークした。これらを再び密閉式容器に設置し、揮発性物質として２５℃近傍で固体である朱色蛍光色素として４−（ジシアノメチル）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４−Ｈ−ピラン（以下「ＤＣＭ１」という）２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置し、上記と同様にして１３０℃で２時間処理して取り出した。
【００７２】
得られた前記基板３００／フォトレジスト層３１０を光学顕微鏡で観察したところ、フォトレジスト３１０の未露光部分３１１に選択的にＤＣＭ１が侵入して朱色に着色し、露光部分３１２には、「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」のみが存在して黄色に着色していることが確認できた。
【００７３】
得られたパターンを有する蛍光表示体について、まず３６５ｎｍの長波長紫外線ランプを用いて照射を行い、上記色彩輝度計により、黄緑色、朱色それぞれの発光強度を測定したところ、黄緑の発光は露光部分３１２からのみ観測され、最高輝度が５０ｃｄ／ｍ２であったのに対し、朱色の発光は未露光部分３１１からのみ観測され、最高輝度は１１０ｃｄ／ｍ２であった。このことから、未露光部分３１１にＤＣＭ１が選択的にドープされたことによって、紫外線ランプにより励起された「Ｃｏｕｍａｒｉｎ３１４」の発光がＤＣＭ１に再吸収され、その結果ＤＣＭ１が励起されてＤＣＭ特有の朱色発光を発するという、エネルギー移動が起こって微細未露光部分３１１の発光色を黄緑色から朱色へ変化させたことが分かった。
【００７４】
［参考例３］
文献[Ｊ．Ｋｉｄｏ、ｅｔ ａｌ．，Ａｐｐｌ． Ｐｈｙｓ． Ｌｅｔｔ．，６１巻、７６１頁（１９９２）]に見られるように、ポリメチルメタクリレート（以下「ＰＭＭＡ」という）（Ａｌｄｒｉｃｈ製、Ｍｗ：１２０，０００）と、電子輸送性のｔｒｉｓ（８−ｑｕｉｎｏｌｉｎｏｌａｔｏ）−Ａｌｕｍｉｎｕｍ（Ａｌｑ）とホール輸送性のＮ，Ｎ’−ｄｉｐｈｅｎｙｌ−Ｎ，Ｎ’−ｂｉｓ（３−ｍｅｔｈｙｌｐｈｅｎｙｌ）−１，１’−ｂｉｐｈｅｎｙｌ−４，４’−ｄｉａｍｉｎｅ（ＴＰＤ）混合物をＰＭＭＡに対して５０ｗｔ％の濃度（Ａｌｑ：ＴＰＤモル比は６：４）でクロロホルム中に分子分散させた。
【００７５】
［参考例２］と同様に、図１１に示すように基板３２０として厚さ１．２ｍｍ、縦３０ｍｍおよび横４０ｍｍのガラス板上にＩＴＯ層３２１を透明電極として堆積したもの（フルウチ化学製）を用い、前記ＩＴＯ層３２１上にディッピング法で厚さ０．１μｍの電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ層３３０を形成した。文献[Ｓ．Ｈｏｒｉｕｃｈｉ、ｅｔ ａｌ．，Ａｄｖ． Ｍａｔｅｒ．，１５巻、１４４９頁（２００３）]に従い、上記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０上に幅５ｍｍのストライプ状パターンを有するフォトマスク（図示せず）を置き、Ｘｅ光源ユニットを用いてＵＶ−Ｂ紫外線を１．５Ｊ／ｃｍ２（波長 ２５０ｎｍ）照射することで露光し、未露光部分３３１と露光部分３３２を上記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０内に形成した。これらを密閉式容器１１０に設置した。一方、揮発性物質として２５℃近傍で固体である朱色蛍光色素として４−（ジシアノメチル）−２−メチル−６−（４−ジメチルアミノスチリル）−４−Ｈ−ピラン（以下「ＤＣＭ１」という）２００ｍｇを別の密閉式容器１４０に設置した。
【００７６】
密閉式容器１１０の内部１００を[参考例２]と同様に１×１０−４パスカルになるまで減圧し、前記加熱手段によって加熱を行い、全体が１１５℃になるように温度制御を行った。ＤＣＭ１を密閉している密閉式容器１４０も[参考例２]と同様に加熱し、前記ガラス３２０／ＩＴＯ層３２１／電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０が設置されている密閉式容器１１０の設定温度よりも高温である１２０℃で加熱した。その後２つの密閉式容器１１０，１４０を接続しているバルブ１９６を開け、１時間設定温度で保持した。その後密閉式容器１１０，１４０の内部温度を２５℃まで徐々に低下させた。最後に、密閉式容器内部１００を大気圧に戻し、前記ガラス３２０／ＩＴＯ層３２１／電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０を取り出した。
【００７７】
得られた前記ガラス３２０／ＩＴＯ層３２１／電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０表面を光学顕微鏡と蛍光分析装置で観察したところ、前記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０上の未露光部分３３１にＤＣＭが選択的にドープされたことが分かった。
【００７８】
また、得られた電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０表面を、表面形状プロファイラ（ＫＬＡ Ｔｅｎｃｏｒ製、Ｐ−１５）を用いて表面形状測定したところ、基板面に対して平滑（ラフネス：２０ｎｍ）であった。
【００７９】
上記電子・ホール輸送材料含有ＰＭＭＡ３３０表面に、マグネシウムと銀を１０：１の比率で共蒸着法することで、電極３３５と電極３３６（膜厚：２００ｎｍ）を形成し、図１１に示す有機ＥＬ素子を試作した。
【００８０】
得られた素子のＩＴＯ層３２１と電極３３５間に６Ｖの電圧を印加したところ、朱色に発光し、色彩輝度計（コニカミノルタ製、ＣＳ−１００Ａ）で計測した最高輝度は７２０ｃｄ／ｍ２であった。また、ＩＴＯ層３２１と電極３３６間に６Ｖの電圧を印加したところ、緑色に発光し、最高輝度は７００ｃｄ／ｍ２であった。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
特に、有機ＥＬ素子に好適に用いることができるが、これに限るものではなく、蛍光、燐光などを利用した表示素子であればいかなる用途にも用いることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１０，１２ 一端を閉じた直線ガラス管、１１，１３ 両端を閉じたガラス管、２０ 揮発性物質、３０，３２，３４ 基板、３１，３３，３５ フォトレジスト層、５０，５１ 真空排気装置、６０，６１ ガラス管封管用バーナー、７０，７１ 恒温槽、１００ 内部、１１０ 密閉式容器、１２０ 密閉式容器、１３０ 真空配管系、１４０ 密閉式容器、１５０ 真空排気系、１９０ 真空バルブ、１９５，１９６ ヒーター付真空バルブ、２４０ 気化源、３００ 基板、３１０ フォトレジスト、３１１，３３１ 未露光部分、３１２，３３２ 露光部分、３２０ ガラス板、３２１ ＩＴＯ層、３３０ ＰＭＭＡ層、３３５，３３６ 電極、４００ ヒーター、４１０ 気化源基板ヒーター、７１０，７９０ ヒーター。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明基板にＩＴＯ層が設ける工程と、
電子輸送材料とホール輸送材料を含み、光、電子線、もしくは放射線に感光する感光性樹脂層からなる感光性樹脂層をＩＴＯ層に設ける工程と、
透明基板、ＩＴＯ層、感光性樹脂層の順で積層されてなる基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる一種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ一種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、一種の揮発性物質を感光性樹脂層に付着させ、さらに一種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、一種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、
前記感光性樹脂層を露光させ、互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離構造を形成する工程と、
一種の揮発性物質が浸透・分散している感光性樹脂層を有する基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる他種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ他種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、他種の揮発性物質を、感光性樹脂層の未露光部分又は露光部分に揮発性物質を付着させ、さらに他種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、他種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、
一種の揮発性物質が分散した第１の分散相と、一種の揮発性物質と他種の揮発性物質の２種類の揮発性物質が分散した第２の分散相のそれぞれに電極を設ける工程と、
を有する有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、
前記揮発性物質は、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性かつ結晶性の有機化合物であることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項１】
透明基板にＩＴＯ層が設ける工程と、
電子輸送材料とホール輸送材料を含み、光、電子線、もしくは放射線に感光する感光性樹脂層からなる感光性樹脂層をＩＴＯ層に設ける工程と、
透明基板、ＩＴＯ層、感光性樹脂層の順で積層されてなる基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる一種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ一種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、一種の揮発性物質を感光性樹脂層に付着させ、さらに一種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、一種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、
前記感光性樹脂層を露光させ、互いに非相溶な露光部分からなる相と未露光部分からなる相が相分離構造を形成する工程と、
一種の揮発性物質が浸透・分散している感光性樹脂層を有する基板を圧力および温度を制御可能な密閉容器内に置き、発光材料である色素からなる他種の揮発性物質を気化させ、密閉容器内に揮発性物質の蒸気を充満させ、かつ他種の揮発性物質の蒸気を冷却せずに加熱状態を保った状態で、他種の揮発性物質を、感光性樹脂層の未露光部分又は露光部分に揮発性物質を付着させ、さらに他種の揮発性物質を内部に浸透・分散させて、他種の揮発性物質の浸透・分散した分散相を形成する工程と、
一種の揮発性物質が分散した第１の分散相と、一種の揮発性物質と他種の揮発性物質の２種類の揮発性物質が分散した第２の分散相のそれぞれに電極を設ける工程と、
を有する有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、
前記揮発性物質は、紫外〜可視光線〜近赤外線の波長帯域において光吸収を示し、昇華性かつ結晶性の有機化合物であることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−５４５８１（Ｐ２０１１−５４５８１Ａ）
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２７８６２５（Ｐ２０１０−２７８６２５）
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【分割の表示】特願２００４−１３６１１５（Ｐ２００４−１３６１１５）の分割
【原出願日】平成１６年４月３０日（２００４．４．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度文部科学省科学技術振興調整費 「若手任期付研究員支援 フレキシブル−光電子デバイスプロセス技術」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受けるもの
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月１７日（２０１１．３．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１２月１４日（２０１０．１２．１４）
【分割の表示】特願２００４−１３６１１５（Ｐ２００４−１３６１１５）の分割
【原出願日】平成１６年４月３０日（２００４．４．３０）
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成１６年度文部科学省科学技術振興調整費 「若手任期付研究員支援 フレキシブル−光電子デバイスプロセス技術」委託研究、産業活力再生特別措置法第３０条の適用を受けるもの
【出願人】（３０１０２１５３３）独立行政法人産業技術総合研究所 (6,529)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]