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【発明の名称】 デバイス、薄膜形成方法及びデバイスの製造方法並びに電子機器
【発明者】 【氏名】三橋 悦央

【氏名】茅野 祐治
【要約】 【課題】親液性を有するバンク層の外部に薄膜が形成されることを防止すると共に、基板上に形成された複数の薄膜を所望の厚さで均一に形成したデバイス、薄膜形成方法及びデバイスの製造方法並びに電子機器を提供すること。

【構成】基板２と、基板２上に設けられて基板２を区画する開口が形成された隔壁４１と、基板２上のうち隔壁４１で区画された領域内に設けられ、基板２上に形成される正孔注入層６３と発光層６４とを有する発光機能層６１を備え、隔壁は、親液層５１、５３と撥液層５２、５４とを交互に積層すると共に、最上段が撥液層５４であり、開口５１ａ〜５４ａが平面視で互いに一致し、正孔注入層６３の上面が親液層５１の上面と一致すると共に、発光層６４の上面が親液層５３の上面と一致する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に設けられて該基板を区画する開口が形成された隔壁と、
前記基板上のうち前記隔壁で区画された領域内に設けられ、前記基板上に形成される第１薄膜と該第１薄膜上に形成される第２薄膜とを有する多層膜とを備えるデバイスであって、
前記隔壁は、親液層と該親液層よりも撥液性の高い撥液層とを交互に複数積層して構成されると共に最上段が該撥液層であり、前記親液層の開口と前記撥液層の開口とが平面視で互いに一致し、
前記第１薄膜の上面が一の前記親液層の上面と一致すると共に、前記第２薄膜の上面が前記一の親液層の上段に設けられた二の前記親液層の上面と一致することを特徴とするデバイス。
【請求項２】
前記複数の撥液層のうち少なくとも１層が、フッ素化されたフッ素系樹脂材料で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
前記基板の上面に形成された画素電極と、前記多層膜を介して前記画素電極と対向配置された対向電極とを備え、
前記多層膜が、発光機能層であることを特徴とする請求項１または２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記第１薄膜が、正孔注入層であると共に、
前記第２薄膜が、発光層であることを特徴とする請求項３に記載のデバイス。
【請求項５】
基板上に、該基板を区画する開口が設けられた隔壁を形成する隔壁形成工程と、
前記基板上のうち前記隔壁で区画された領域内に、前記基板上に形成される第１薄膜と該第１薄膜上に形成される第２薄膜とを有する多層膜を形成する多層膜形成工程とを備える薄膜形成方法であって、
前記隔壁形成工程で、薄膜形成材料液に対して親液性を有する親液層と該親液層よりも前記薄膜形成材料液に対して撥液性の高い撥液層とを最上層が該撥液層となるように交互に複数積層すると共に、前記親液層の開口と前記撥液層の開口とを平面視で互いに一致させることで前記隔壁を形成し、
前記多層膜形成工程が、前記第１薄膜の上面を一の前記親液層の上面と一致させる第１薄膜形成工程と、前記第２薄膜の上面を前記一の親液層の上段に設けられた二の前記親液層の上面と一致させる第２薄膜形成工程とを備えることを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項６】
前記最上段の撥液層が、感光性材料で構成され、
前記隔壁形成工程が、前記基板上に前記親液層及び前記撥液層を形成するバンク層形成工程と、前記最上段の撥液層を露光現像して該撥液層に前記開口を形成する露光現像工程と、前記最上段の撥液層をマスクとして前記親液層及び他の前記撥液層に前記開口を形成する開口形成工程とを備えることを特徴とする請求項５に記載の薄膜形成方法。
【請求項７】
前記隔壁形成工程が、前記基板上に前記親液層及び前記撥液層を形成するバンク層形成工程と、前記最上段の撥液層上に感光性材料で構成されて前記開口と対応する位置に開口を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層をマスクとして前記親液層及び前記撥液層に前記開口を形成する開口形成工程とを備えることを特徴とする請求項５または６に記載の薄膜形成方法。
【請求項８】
前記開口形成工程で、ドライエッチング法を用いることを特徴とする請求項６または７に記載の薄膜形成方法。
【請求項９】
前記第１及び第２薄膜を、液滴吐出法を用いて形成することを特徴とする請求項５から８のいずれか１項に記載の薄膜形成方法。
【請求項１０】
請求項５から９のいずれか１項に記載の薄膜形成方法によって複数の薄膜を形成することを特徴とするデバイスの製造方法。
【請求項１１】
請求項１から４のいずれか１項に記載のデバイスを備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば有機ＥＬ素子の発光機能層を有するデバイス、薄膜形成方法及びデバイスの製造方法並びに電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電界発光を利用した有機ＥＬ（Electroluminescence）装置は、自己発光であることから視認性が高い上に薄くて軽く、かつ耐衝撃性に優れていることなどから近年広く注目されている。
この有機ＥＬ装置は、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor、以下ＴＦＴと称する）が形成されたガラス基板などの透明基板上に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）や酸化スズ（ＳｎＯ２）などの透光性導電材料からなる陽極と、ポリチオフェン誘導体のドーピング体からなる正孔注入層と、ポリフルオレンなどの発光物質からなる発光層と、カルシウム（Ｃａ）などの低仕事関数を有する金属材料や金属化合物からなる陰極とを順次積層した構成となっている。
【０００３】
これらの有機薄膜の材料として低分子系の材料を用いる場合には、蒸着法による成膜が一般的である。しかし、蒸着法では大面積に均一に成膜することが困難である。また、高額な真空装置が必要となることや材料使用効率が極めて低いことから、低コスト化を図ることが困難である。
そこで、有機薄膜の材料として高分子材料を用い、スピンコート法やディップ法、インクジェット法などの液相法によって有機薄膜を形成する方法が広く利用されている。
【０００４】
インクジェット法によって正孔注入層及び発光層を形成する場合、まず、画素電極を区画するようにして二酸化珪素（ＳｉＯ２）や二酸化チタン（ＴｉＯ２）などの無機材料からなる無機物バンク層を形成する。そして、無機物バンク層上にアクリル樹脂やポリイミド樹脂からなる有機物バンク層を形成する。その後、無機物バンク層の側壁面及び画素電極の電極面に正孔注入層を構成する正孔注入層形成材料を含有する機能液に対する親液処理を施し、有機物バンク層の内壁及びその上面に撥液処理を施す。そして、このように形成された無機物バンク層及び有機物バンク層で区画された領域である画素領域内に、上記機能液を滴下してこれを乾燥させることで正孔注入層を形成し、この正孔注入層上に発光層を積層する（例えば、特許文献１参照）。
ここで、フォトリソグラフィ法による精度を考慮して、無機物バンク層の周縁からある程度の間隔をあけて無機物バンク層上に有機物バンク層を形成している。そのため、無機物バンク層の周縁部には、有機物バンク層の側面から突出する突出部が形成されることとなる。
【特許文献１】特開２００３−２８２２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記従来の有機ＥＬ装置においても、以下の課題が残されている。すなわち、上記従来の有機ＥＬ装置では、無機物バンク層の突出部上にも親液処理が施されていることから、正孔注入層形成材料を含有する機能液を滴下、乾燥すると、突出部上にも正孔注入層が形成されることがある。そして、例えばポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）のような正孔注入層が導電性材料である場合、電流が突出部上の正孔注入層中を流れることで、無機物バンク層によって区画された画素領域の外部で発光するという問題がある。
また、正孔注入層が突出部上にも形成されることから、画素領域における正孔注入層及び発光層の層厚が所望の厚さで均一に形成されないことがある。さらに、発光層形成材料を含有する機能液が有機物バンク層で区画された領域内に滴下されるので、機能液の付着領域が安定せず、発光層の厚さが均一にならないことがある。このため、画素領域内での発光輝度及び発光寿命にバラツキが生じるという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたもので、親液性を有するバンク層の外部に薄膜が形成されることを防止すると共に、基板上に形成された複数の薄膜を所望の厚さで均一に形成したデバイス、薄膜形成方法及びデバイスの製造方法並びに電子機器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】
【０００７】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明にかかるデバイスは、基板と、該基板上に設けられて該基板を区画する開口が形成された隔壁と、前記基板上のうち前記隔壁で区画された領域内に設けられ、前記基板上に形成される第１薄膜と該第１薄膜上に形成される第２薄膜とを有する多層膜とを備えるデバイスであって、前記隔壁は、親液層と該親液層よりも撥液性の高い撥液層とを交互に複数積層して構成されると共に最上段が該撥液層であり、前記親液層の開口と前記撥液層の開口とが平面視で互いに一致し、前記第１薄膜の上面が一の前記親液層の上面と一致すると共に、前記第２薄膜の上面が前記一の親液層の上段に設けられた二の前記親液層の上面と一致することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明にかかる薄膜形成方法は、基板上に、該基板を区画する開口が設けられた隔壁を形成する隔壁形成工程と、前記基板上のうち前記隔壁で区画された領域内に、前記基板上に形成される第１薄膜と該第１薄膜上に形成される第２薄膜とを有する多層膜を形成する多層膜形成工程とを備える薄膜形成方法であって、前記隔壁形成工程で、薄膜形成材料液に対して親液性を有する親液層と該親液層よりも前記薄膜形成材料液に対して撥液性の高い撥液層とを最上層が該撥液層となるように交互に複数積層すると共に、前記親液層の開口と前記撥液層の開口とを平面視で互いに一致させることで前記隔壁を形成し、前記多層膜形成工程が、前記第１薄膜の上面を一の前記親液層の上面と一致させる第１薄膜形成工程と、前記第２薄膜の上面を前記一の親液層の上段に設けられた二の前記親液層の上面と一致させる第２薄膜形成工程とを備えることを特徴とする。
【０００９】
この発明では、一の親液層とこの上面に形成された撥液層との境界にピニングポイントが形成され、第１薄膜の上面と一の親液層の上面とを一致させることで、第１薄膜を所望の膜厚で均一に形成できる。また、二の親液層とこの上面に形成された撥液層との境界にピニングポイントが形成され、第２薄膜の上面と二の親液層の上面とを一致させることで、第２薄膜を所望の膜厚で均一に形成できる。そして、親液層の開口と撥液層の開口とを一致させることで、第１及び第２薄膜が隔壁で区画された領域の外に形成されることを防止できる。
すなわち、隔壁の開口内に薄膜形成材料液を流し込むと、薄膜形成材料液が開口領域における親液層の内周壁に濡れ広がる。ここで、薄膜形成材料液の液滴の周縁部は、親液層とこの親液層の上面に形成された撥液層との境界に接触する。そして、親液層上に開口が一致する撥液層が形成されているため、薄膜形成材料液が親液層上まで濡れ広がることがない。
この状態で液滴を乾燥させていくと、液滴の周縁部では中心部と比較して乾燥の進行が速いことから、液滴の周縁部において溶質である薄膜形成材料の濃度がまず飽和濃度に達する。このため、液滴の周縁部が接触している親液層と撥液層との境界において薄膜形成材料が局所的に析出され始める。これにより、析出した薄膜形成材料によって液滴の周縁部がピン止めされたような状態となり、その後の乾燥過程における液滴の外径の収縮が抑制される。なお、以下の説明において、この現象、すなわち、液滴の周縁部に析出した溶質である薄膜形成材料によって乾燥に伴う液滴の収縮が抑制される現象を「ピニング」と呼ぶ。また、隔壁のうち液滴の薄膜形成材料が析出される部分を「ピニングポイント」と呼ぶ。これにより、親液層と撥液層との境界の位置及び薄膜形成材料液の液量を調整することで、所望の膜厚を有する第１及び第２薄膜をそれぞれ均一に形成できる。
また、隔壁の最上層に撥液層が設けられているので、薄膜形成材料液が隔壁上で乾燥して薄膜材料液が析出されることを防止できる。
したがって、隔壁の外部に第１及び第２薄膜が形成されることを防止すると共に、第１及び第２薄膜をそれぞれ所望の膜厚で均一に形成できる。
なお、本発明において、親液層の開口と撥液層の開口とが一致するとは、互いの開口が平面視で一致する場合に限らず、製造誤差などで若干ずれる場合も含まれる。ここで、親液層の開口と撥液層の開口との平面視におけるズレは、０．５μｍ以下であることが好ましい。さらに、薄膜の上面と親液層の上面とが一致するとは、互いの上面が一致する場合に限らず、製造誤差などで若干ずれる場合も含まれる。
ここで、親液層は液滴との接触角度が１８度以下であることが好ましく、撥液層は液滴の接触角度が５５度以上であることが好ましい。
【００１０】
また、本発明のデバイスは、前記複数の撥液層のうち少なくとも１層が、フッ素化されたフッ素系樹脂材料で構成されていることが好ましい。
この発明では、撥液層に第１薄膜や第２薄膜を構成する薄膜形成材料を含有する薄膜形成材料液への高い撥液性を具備させることができる。
【００１１】
また、本発明のデバイスは、前記基板の上面に形成された画素電極と、前記多層膜を介して前記画素電極と対向配置された対向電極とを備え、前記多層膜が、発光機能層であることとしてもよい。
この発明では、第１及び第２薄膜をそれぞれ所望の層厚で均一に形成することで、発光機能層における輝度ムラを防止して発光寿命の均一化が図れると共に、等価的に画素径が増大することを回避できる。
【００１２】
また、本発明のデバイスは、前記第１薄膜が、正孔注入層であると共に、前記第２薄膜が、発光層であることとしてもよい。
この発明では、正孔注入層が親液バンクの開口領域の外部に形成されることを防止することで、隔壁で区画された画素領域の外部における発光を防止できる。したがって、等価的に画素径が増大することを回避できる。
【００１３】
また、本発明の薄膜形成方法は、前記最上段の撥液層が、感光性材料で構成され、前記隔壁形成工程が、前記基板上に前記親液層及び前記撥液層を形成するバンク層形成工程と、前記最上段の撥液層を露光現像して該撥液層に前記開口を形成する露光現像工程と、前記最上段の撥液層をマスクとして前記親液層及び他の前記撥液層に前記開口を形成する開口形成工程とを備えることが好ましい。
この発明では、開口が形成された撥液層をマスクとして親液層に開口を形成するので、撥液層に形成された開口の縁部と親液層に形成された開口の縁部とをより確実に一致させることができる。ここで、撥液層を感光性材料で形成しているので、露光現像工程において撥液層に開口を容易に形成することができる。したがって、薄膜形成工程までの工程数を短縮化できる。
【００１４】
また、本発明の薄膜形成方法は、前記隔壁形成工程が、前記基板上に前記親液層及び前記撥液層を形成するバンク層形成工程と、前記最上段の撥液層上に感光性材料で構成されて前記開口と対応する位置に開口を有するレジスト層を形成するレジスト層形成工程と、前記レジスト層をマスクとして前記親液層及び前記撥液層に前記開口を形成する開口形成工程とを備えることが好ましい。
この発明では、開口が形成されたレジスト層をマスクとして撥液層及び親液層にそれぞれ開口を形成するので、撥液層に形成された開口の縁部と親液層に形成された開口の縁部とをより確実に一致させることができる。ここで、撥液層及び親液層に開口を形成するときに開口が形成されたレジスト層をマスクとしているので、開口形成工程において撥液層のうち開口を形成しない領域がレジスト層で被覆される。これにより、開口の形成時に撥液層の撥液性が低下することを抑制できる。
【００１５】
また、本発明の薄膜形成方法は、前記開口形成工程で、ドライエッチング法を用いることが好ましい。
この発明では、垂直性の高いエッチングを行うことができるドライエッチング法を用いることで、撥液層に形成された開口の縁部と親液層に形成された開口の縁部とをより確実に一致させることができる。
【００１６】
また、本発明の薄膜形成方法は、前記第１及び第２薄膜を、液滴吐出法を用いて形成することが好ましい。
この発明では、液滴吐出法によって第１及び第２薄膜を選択的に形成することができる。これにより、薄膜形成材料の無駄を抑制でき、低コスト化が図れる。
【００１７】
また、本発明のデバイスの製造方法は、上記記載の薄膜形成方法によって薄膜を形成する工程を備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、薄膜が隔壁で区画される開口領域の外部に形成されることを防止する共に、薄膜を所望の厚さで均一に形成できる。
【００１８】
また、本発明の電子機器は、上記記載のデバイスを備えることを特徴とする。
この発明では、上述と同様に、第１及び第２薄膜が隔壁で区画される開口領域の外部に形成されることを防止する共に、薄膜を所望の厚さで均一に形成できる。ここで、薄膜が発光機能層を形成する機能層を構成することで、等価的に画素径が増大することを防止し、発光のクロストークや発光にじみを回避できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明による薄膜形成方法、デバイス、薄膜形成方法及びデバイスの製造方法並びに電子機器の第１の実施形態を、図面に基づいて説明する。ここで、図１は有機ＥＬ装置の平面図、図２は有機ＥＬ装置の表示領域における部分断面図、図３は有機ＥＬ装置の等価回路図である。なお、以下の説明に用いる各図面では、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００２０】
（有機ＥＬ装置）
本実施形態における有機ＥＬ装置（デバイス）１は、図１から図３に示すように、基板２と、基板２上に配置された発光素子部３と、発光素子部３上に配置された封止部４とを備えている。
基板２は、基板本体１１と、基板本体１１上に形成された回路素子部１２とを備えている。また、基板２の中央には、表示領域１３（図１中の一点鎖線で囲まれた領域）が区画されている。この表示領域１３は、マトリックス状に配列された有機ＥＬ素子によって構成されている。
【００２１】
基板本体１１は、例えばガラスなどの透光性材料で構成されており、平面視でほぼ矩形状となっている。
回路素子部１２は、図２に示すように、基板本体１１上に形成されて透光性材料で構成された層間絶縁膜１５、１６を備えている。そして、回路素子部１２は、図１から図３に示すように、層間絶縁膜１５、１６の上下に適宜形成された、走査線２１やデータ線２２、電源線２３、保持容量２４、スイッチング用のＴＦＴ素子２５、駆動用のＴＦＴ素子２６及び画素電極２７を備えている。そして、回路素子部１２のうち平面視で表示領域１３の周辺領域である非表示領域には、シフトレジスタやレベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチなどを備えるデータ線側駆動回路２８と、シフトレジスタ及びレベルシフタなどを備える走査線側駆動回路２９と、製造途中や出荷時における有機ＥＬ装置１の品質や欠陥の検査に用いられる検査回路３０とが設けられている。
【００２２】
走査線２１は、図３に示すように、複数平行に形成されており、走査線側駆動回路２９に接続されている。また、データ線２２は、走査線２１と交差する方向に複数平行に形成されており、データ線側駆動回路２８に接続されている。そして、電源線２３は、データ線２２と並列に延在するように形成されている。
これら走査線２１及びデータ線２２によって区画された領域によってマトリックス状に配列された複数の画素領域が形成される。そして、この画素領域のそれぞれには、保持容量２４、スイッチング用のＴＦＴ素子２５、駆動用のＴＦＴ素子２６及び画素電極２７が設けられている。
【００２３】
ＴＦＴ素子２５は、そのゲート電極に走査線２１を介して走査信号が供給される構成となっている。また、保持容量２４は、ＴＦＴ素子２５を介してデータ線から供給される画素信号を保持する構成となっている。そして、ＴＦＴ素子２６は、そのゲート電極に保持容量２４によって保持された画素信号が供給される構成となっている。
【００２４】
画素電極２７は、層間絶縁膜１６上に形成され、ＴＦＴ素子２６を介して電源線２３と電気的に接続したときに電源線２３から駆動電流が与えられる構成となっており、陽極として機能する。そして、画素電極２７は、図２に示すように、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）などの透光性導電材料によって構成されている。ここで、画素電極２７の膜厚は、例えば５０〜２００ｎｍであることが好ましく、１５０ｎｍであることが特に好ましい。
また、画素電極２７の上面は、後述する正孔注入層形成材料液７２に対して親液性を有している。なお、本発明において、親液性とは、液滴との接触角度が１８度以下の状態を示している。
【００２５】
また、回路素子部１２には、図１に示すように、上述した走査線側駆動回路２９に接続される駆動回路用制御信号配線３１及び駆動回路用電源配線３２と、後述する対向電極６２に接続される対向電極用配線３３とが形成されている。
そして、これら駆動回路用制御信号配線３１、駆動回路用電源配線３２及び対向電極用配線３３は、基板２上に配置されたフレキシブル基板３５の配線３６に接続されている。このフレキシブル基板３５の配線３６は、一端が駆動回路３７に接続されている。
【００２６】
また、基板２の上面のうち画像表示領域と対応する領域であって平面視で上述した走査線２１、データ線２２、電源線２３及びＴＦＴ素子２５、２６と重なる領域には、画素電極２７の周縁部と重なるように隔壁４１が形成されている。
この隔壁４１は、層間絶縁膜１６上に２段設けられた第１及び第２バンク体４２、４３で構成されている。
第１バンク体４２は、層間絶縁膜１６上に形成されて上記正孔注入層形成材料液７２に対して親液性を示す第１親液層（一の親液層）５１と、第１親液層５１上に形成されて第１親液層５１よりも正孔注入層形成材料液７２に対して高い撥液性を示す第１撥液層（一の撥液層）５２とで構成されている。
また、第２バンク体４３は、第１バンク体４２上に形成されて後述する発光層形成材料液７３に対して親液性を示す第２親液層（二の親液層）５３と、第２親液層５３上に形成されて第２親液層５３よりも発光層形成材料液７３に対して高い撥液性を示す第２撥液層（二の撥液層）５４とで構成されている。なお、本発明において、撥液性とは、液滴との接触角度が５５度以上の状態を示している。
【００２７】
第１及び第２親液層５１、５３は、例えばＳｉＯ２や窒化珪素（ＳｉＮ）などの無機材料によって構成されている。そして、第１及び第２親液層５１、５３には、平面視で画素電極２７の少なくとも一部と対応する領域に開口５１ａ、５３ａが形成されている。ここで、第１親液層５１の層厚は例えば５０ｎｍとなっており、第２親液層５３の層厚は例えば８０ｎｍとなっている。
【００２８】
第１及び第２撥液層５２、５４は、例えばアクリルやポリイミド、エポキシなどのような有機材料をフッ素化したフッ素系樹脂材料によって構成されている。そして、第１及び第２撥液層５２、５４には、平面視で画素電極２７の少なくとも一部と対応する領域に開口５２ａ、５４ａが形成されている。ここで、第１撥液層５２の層厚は例えば１０ｎｍとなっており、第２撥液層５４の層厚は例えば５００ｎｍとなっている。この開口５２ａ、５４ａは、平面視で開口５１ａ、５３ａとほぼ一致するように形成されている。すなわち、開口５２ａ〜５４ａは、それぞれの縁部が平面視でほぼ重なっている。
このとき、フッ素系樹脂材料は、樹脂材料にフッ素原子が少なくとも５重量％以上含まれているものである。ここで、フッ素原子の含有量は、１０重量％以上であることが好ましく、２５重量％以上であることがより好ましい。
【００２９】
発光素子部３は、基板２上にマトリクス状に配置された複数の有機ＥＬ素子によって形成されており、上述した画素電極２７と、画素電極２７上に形成された発光機能層（多層膜）６１と、発光機能層６１を介して画素電極２７と対向配置された対向電極６２とによって構成されている。
発光機能層６１は、隔壁４１によって区画された領域であって画素電極２７を区画する開口５２ａ〜５４ａ内に形成されており、正孔注入層（第１薄膜）６３及び発光層（第２薄膜）６４を備えている。
【００３０】
正孔注入層６３は、正孔注入層形成材料で構成された薄膜であって、第１親液層５１に設けられた開口５１ａの内部に形成されている。そして、正孔注入層６３の上面は、第１親液層５１と第１撥液層５２との境界と一致している。
また、正孔注入層６３の層厚は、第１親液層５１の層厚と同様に、例えば５０ｎｍとなっている。ここで、正孔注入層形成材料としては、例えばＰＥＤＯＴなどのポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）などの混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）が挙げられる。
【００３１】
発光層６４は、発光層形成材料で構成された薄膜であって、第１撥液層５２に設けられた開口５２ａ及び第２親液層５３に設けられた開口５３ａの内部であって正孔注入層６３を被覆するように形成されている。そして、発光層６４の上面は、第１撥液層５２と第２親液層５３との境界と一致している。
また、発光層６４の層厚は、第１撥液層５２の層厚と第２親液層５３の層厚との和と同様に、例えば９０ｎｍとなっている。そして、発光層６４は、赤色（図１に示すＲ）に発光する赤色発光層、緑色（図１に示すＧ）に発光する緑色発光層及び青色（図１に示すＢ）に発光する青色発光層の３種類を有しており、図１に示すように、各発光層がストライプ状に配置されている。ここで、発光層形成材料としては、ポリフルオレン（ＰＦ）誘導体やポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）誘導体、ポリパラフェニレン（ＰＰＰ）誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）誘導体などのポリシラン系などの高分子有機材料が挙げられる。
【００３２】
対向電極６２は、発光機能層６１及び隔壁４１の上面に形成されており、陰極として機能する。また、対向電極６２は、例えばカルシウム（Ｃａ）などのような低仕事関数を有する金属材料で構成された金属層とアルミニウム（Ａｌ）で構成された反射層とをこの順で積層した構成となっている。Ｃａで構成される金属層の層厚は、例えば２〜２０ｎｍであることが好ましく、１０ｎｍ程度であることがより好ましい。また、Ａｌで構成される反射層の層厚は、例えば１００〜１０００ｎｍであることが好ましく、２００ｎｍ程度であることがより好ましい。
なお、反射層は、Ａｌに限らず、銀（Ａｇ）で構成されてもよく、Ａｇで構成される層とＡｌで構成される層とを積層した構成としてもよい。また、上記金属層と発光機能層６１との間には、発光層６４を構成する発光層形成材料を効率よく発光させることを目的として例えばフッ化リチウム（ＬｉＦ）などで構成された層を設けてもよい。
【００３３】
封止部４は、図１に示すように、対向電極用配線３３を覆うように設けられており、対向電極６２や発光層６４に対する水や酸素の浸入を防止し、対向電極６２及び発光層６４の酸化を防止するものである。そして、封止部４は、発光素子部３上に配置された封止樹脂（図示略）とこの封止樹脂上に接合された封止基板（図示略）とで構成されている。
この封止樹脂は、例えば対向電極６２上に塗布された熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂で構成される。ここで、封止樹脂としては、硬化時にガスや溶媒などが発生しないものが好ましい。また、上記封止基板は、上記封止樹脂を保護するものであって、例えばガラス板や金属板、樹脂板などで構成されている。
【００３４】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、上述した構成の有機ＥＬ装置の製造方法について、図４から図７を参照しながら説明する。ここで、図４から図７は、有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面図である。なお、以下の説明では、本発明が発光素子部３の形成工程に特徴を有しているため、発光素子部３の形成工程について主に説明する。
【００３５】
本実施形態における有機ＥＬ装置の製造方法では、まずガラスなどの透光性材料からなる基板本体１１上に周知の方法により回路素子部１２を形成する（図４（ａ））。これにより、上面に画素電極２７が設けられた基板２が形成される。
【００３６】
そして、隔壁形成工程を行う。この隔壁形成工程は、バンク層形成工程と、レジスト層形成工程と、露光現像工程と開口形成工程とを備えている。
バンク層形成工程では、上面に画素電極２７が形成された基板２の上面の全面に、スパッタ法などを用いて上述した無機材料からなる第１親液層５１を形成する（図４（ｂ））。そして、第１親液層５１の上面の全面に、スピンコート法などを用いて上述したフッ素系樹脂材料である有機材料を塗布し、これを乾燥させることで第１撥液層５２を形成する（図４（ｃ））。さらに、第１撥液層５２の上面の全面に、上述と同様に、スパッタ法などを用いて第２親液層５３を形成する（図４（ｄ））。その上、第２親液層５３の上面の全面に、上述と同様に、スピンコート法などを用いて第２撥液層５４を形成する（図５（ａ））。
【００３７】
次に、レジスト層形成工程を行う。ここでは、第２撥液層５４の上面の全面に、スピンコート法などを用いて感光性材料を塗布し、これを乾燥させることでレジスト層７１を形成する。そして、マスク（図示略）を用いたフォトリソグラフィ技術により、レジスト層７１のうち第１及び第２親液層５１、５３の開口５１ａ、５３ａと第１及び第２撥液層５２、５４の開口５２ａ、５４ａと対応する位置に開口７１ａを形成する（図５（ｂ））。
【００３８】
続いて、開口形成工程を行う。ここでは、開口７１ａが形成されたレジスト層７１をマスクとしたドライエッチング法を用いて、第２撥液層５４をエッチングして開口５４ａを形成する（図５（ｃ））。ここで、第２撥液層５４をエッチングするときに使用するエッチングガスとしては、酸素（Ｏ２）にテトラフルオロメタン（ＣＦ４）を添加したものが挙げられる。このとき、第２撥液層５４上にレジスト層７１が形成されていることから、エッチング時に第２撥液層５４が劣化することを防止して、第２撥液層５４の撥液性が維持される。
【００３９】
そして、開レジスト層７１をマスクとしたドライエッチング法を用いて、第２親液層５３をエッチングして開口５３ａを形成する（図５（ｄ））。ここで、第２親液層５３をエッチングするときに使用するエッチングガスとしては、ＣＦ４が挙げられる。このとき、直進性に優れるドライエッチング法を用いて第２親液層５３に開口５３ａを形成するので、エッチング後の開口５３ａの縁部が開口５４ａの縁部よりも平面視で大きくなるアンダーカットが発生しにくくなる。このようにして、第２親液層５３及び第２撥液層５４のそれぞれに、平面視で互いの縁部が一致する開口５３ａ、５４ａを設ける。これにより、第２バンク体４３を形成する。
【００４０】
さらに、上述と同様に、レジスト層７１をマスクとして、第１撥液層５２をエッチングして開口５２ａを形成し（図６（ａ））、第１親液層５１をエッチングして開口５１ａを形成する（図６（ｂ））。このようにして、第１親液層５１及び第１撥液層５２のそれぞれに、平面視で互いの縁部が一致する開口５１ａ、５２ａを形成する。したがって、開口５１ａ、５２ａは、平面視で互いの縁部が一致することとなる。これにより、第２バンク体４３を形成する。この後、第２撥液層５４上に残存しているレジスト層７１を除去する（図６（ｃ））。これにより、開口５１ａ、５２ａを有する第１バンク体４２を形成する。
以上のようにして、隔壁形成工程を行う。このようにして形成された開口５１ａ、５３ａの内周壁は、第１及び第２親液層５１、５３が露出していることから、親液性を有している。また、開口５２ａ、５４ａの内周壁は、第１及び第２撥液層５２、５４が露出していることから、撥液性を有している。ここで、第１及び第２親液層５１、５３としてＳｉＮを用いた場合には、ドライエッチング法によるエッチングレートが大きいため、開口形成工程の短縮化が図れる。なお、開口５１ａ〜５４ａの縁部が平面視で互いに一致するとは、製造誤差などで若干ずれる場合も含まれる。
【００４１】
次に、発光機能層形成工程（多層膜形成工程）を行う。この発光機能層形成工程は、正孔注入層形成工程（第１薄膜形成工程）と発光層形成工程（第２薄膜形成工程）とで構成されている。
まず、正孔注入層形成工程を行う。ここでは、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ＝１：６または１：２０）の混合物からなる正孔注入層形成材料を水に分散させた水分散液にジエチレングリコールなどの有機溶媒を添加した正孔注入層形成材料液（薄膜形成材料液）７２を、インクジェット法を用いて第１親液層５１によって区画された領域内に滴下する（図６（ｄ））。このとき滴下される正孔注入層形成材料液７２の量は、後述する乾燥処理を経て形成される正孔注入層６３の上面が第１親液層５１の上面と一致する量となっている。
【００４２】
ここで、第１親液層５３上には、正孔注入層形成材料液７２に対して撥液性を有する第２撥液層５４が形成されている。そのため、正孔注入層形成材料液７２の液滴が開口５１ａ内に滴下されずに第２撥液層５４上に滴下された場合であっても、液滴がはじかれて開口５１ａ内に流れ込む。このとき、第２撥液層５２の正孔注入層形成材料液７２の液滴との接触角度が５５度以上なので、液滴を確実にはじいて開口５１ａ内に流し込むことができる。また、第１親液層５１の正孔注入層形成材料液７２の液滴との接触角度が１８度以下なので、正孔注入層形成材料液７２が開口５１ａ内で確実に保持される。
そして、正孔注入層形成材料液７２の液滴は、第１親液層５１の開口５１ａにおける内周壁に沿って濡れ広がり、その周縁部が第１親液層５１と第１撥液層５２との境界に接触する。
【００４３】
この後、滴下した正孔注入層形成材料液７２に乾燥処理を施して内部の溶媒を蒸発させる。すなわち、滴下した正孔注入層形成材料液７２を真空乾燥した後、大気圧中において例えば２００℃の温度で１０分間乾燥させる。この乾燥処理により、正孔注入層６３が形成される（図７（ａ））。ここで、正孔注入層形成材料液７２の液滴は、その周縁部が第１親液層５１と第１撥液層５２との境界に接触しているため、乾燥過程においてこの境界をピニングポイントとして周縁から乾燥する。そして、正孔注入層形成材料液７２中の溶媒が蒸発することで上述した正孔注入層形成材料が析出されて、その上面が第１親液層５１の上面と一致する正孔注入層６３が形成される。このとき、正孔注入層６３の周縁が第１親液層５１と第１撥液層５２との境界でピニングされるため、各正孔注入層６３の層厚が均一になる。
【００４４】
続いて、発光層形成工程を行う。ここでは、上述した正孔注入層形成工程と同様に、上述した高分子有機材料からなる発光層形成材料を芳香族系炭化水素溶媒で溶解させた発光層形成材料液７３を、インクジェット法を用いて隔壁４１によって区画された領域内に滴下する（図７（ｂ））。このとき滴下される発光層形成材料液７３の量は、後述する乾燥処理を経て形成される発光層６４の上面が第２親液層５３の上面と一致する量となっている。ここで、第２親液層５３の上面に第２撥液層５４が形成されているため、上述と同様に、確実に開口５２ａ、５３ａ内に発光層形成材料液７３を流し込むことができる。また、第２親液層５３の上面に第２撥液層５４が形成されているため、発光層形成材料液７３が開口５２ａ、５３ａ内で確実に保持される。
そして、発光層形成材料液７３の液滴は、その周縁部が第２親液層５３と第２撥液層５４との境界に接触する。
【００４５】
この後、滴下した発光層形成材料液７３に乾燥処理を施して内部の溶媒を蒸発させる。すなわち、滴下した発光層形成材料液７３を真空乾燥した後、アルゴン（Ａｒ）や窒素（Ｎ２）などの不活性ガス雰囲気中において例えば１３０℃の温度で６０分間アニールする。これにより、発光層６４が形成される（図７（ｃ））。ここで、発光層形成材料液７３の液滴は、その周縁部が第２親液層５３及び第２撥液層５４の境界に接触しているため、上述と同様に、乾燥工程においてこの境界をピニングポイントとして周縁から乾燥する。そして、その上面が第２親液層５３の上面と一致する発光層６４が形成される。このとき、発光層６４の周縁が第２親液層５３と第２撥液層５４との境界でピニングされるため、各発光層６４の層厚が均一になる。
【００４６】
次に、発光機能層６１及び隔壁４１上の全面に、真空蒸着法を用いてＣａからなる金属層とＡｌからなる反射層とを形成し、これらのバンク体から構成される対向電極６２を形成する（図７（ｄ））。以上のようにして、画素電極２７、発光機能層６１及び対向電極６２で構成される発光素子部３を形成する。
その後、対向電極６２上に上記封止樹脂及び上記封止基板を積層して封止部４を形成し、対向電極６２や発光層６４を封止する。ここで、封止部４による封止は、Ｎ２やＡｒなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。以上のようにして、有機ＥＬ装置１を製造する。
【００４７】
（電子機器）
このようにして製造された有機ＥＬ装置１は、例えば図８に示すような携帯電話機１００に設けられる。ここで、図８は、携帯電話機１００の概略斜視図である。
この携帯電話機１００は、ヒンジ１０１を中心として折り畳み可能な第１筐体１０２及び第２筐体１０３を備えている。そして、第１筐体１０２には、有機ＥＬ装置１で構成された表示部１０４と複数の操作ボタン１０５と受話口１０６とアンテナ１０７とが設けられている。また、第２筐体１０３には、送話口１０８が設けられている。
【００４８】
以上のように、本実施形態における有機ＥＬ装置１、薄膜形成方法、有機ＥＬ装置の製造方法並びに携帯電話機１００によれば、隔壁４１上に正孔注入層６３や発光層６４が形成されることを防止して画素領域の外部における発光を回避できると共に、正孔注入層６３及び発光層６４をそれぞれ所望の層厚で均一に形成できる。これにより、等価的に画素径が増大することを防止して発光のクロストークや発光にじみの発生を抑制すると共に、画素領域内における均一な発光が得られる。また、各画素における発光寿命のバラツキが抑制される。
ここで、第１及び第２撥液層５２、５４をフッ素系樹脂材料で構成することで、高い撥液性を具備させることができる。
また、隔壁形成工程において、第２撥液層５４上にレジスト層７１を形成するので、エッチングによって開口５１ａ〜５４ａを形成する際、第２撥液層５４の劣化を防止して第２撥液層５４の撥液性が維持される。また、垂直性の高いドライエッチング法を用いることで、開口５１ａ〜５４ａのそれぞれの縁部をより確実に一致させることができる。
また、発光機能層６１を液滴吐出法によって、画素開口内だけに選択的に形成できるので、正孔注入層形成材料や発光層形成材料に無駄が無く、コストダウンを図ることができる。
【００４９】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態ではレジスト層をマスクとしたドライエッチング法によって第２撥液層に開口を形成しているが、第２撥液層を感光性樹脂材料で構成してフォトリソグラフィ技術によって第２撥液層に開口を形成する構成としてもよい。この場合、第２撥液層上にレジスト層を形成することと比較して、レジスト層を形成する必要がないため、隔壁形成工程の短縮化が図れる。また、このほか、あらかじめ開口が設けられた第２撥液層を形成するなど、他の方法によって第２撥液層に開口を形成してもよい。
また、第１及び第２親液層や第１及び第２撥液層に対してドライエッチング法を用いて開口を形成しているが、第１及び第２親液層や第１及び第２撥液層のそれぞれの開口が平面視で一致すれば、例えばフッ酸系水溶液をエッチャントとして用いたウェットエッチング法など他の方法を用いて形成してもよい。
【００５０】
また、親液層と液滴との接触角度は、撥液層と液滴との接触角度よりも小さければよく、１８度以下に限られない。同様に、撥液層と液滴との接触角度は、親液層と液滴との接触角度よりも大きければよく、５５度以上に限られない。
また、親液層は、全体として撥液層よりも親液性が高ければよく、異なる材料を複数層に積層した構成としてもよい。同様に、撥液層も、全体として親液層よりも撥液性が高ければよく、異なる材料を複数層に積層した構成としてもよい。
また、親液層及び撥液層は、複数層ずつ交互に積層されていればよく、３層ずつ以上積層してもよい。ここで、例えば第１から第３親液層と第１から第３撥液層とを交互に積層した場合には、正孔注入層の上面を第２親液層の上面と一致するように形成して発光層を第３親液層の上面と一致するように形成してもよい。
また、撥液層をフッ素系樹脂材料で構成しているが、正孔注入層形成材料液に対して親液層よりも高い撥液性を有していれば、他の材料で構成してもよい。
また、正孔注入層及び発光層をインクジェット法を用いて形成しているが、ピニングを利用して所望の層厚で均一に形成することができれば、他の方法を用いて形成してもよい。
【００５１】
また、開口形成工程の後、開口が形成された撥液層及び親液層に対して、親液処理と撥液処理とのいずれか一方あるいは双方を施してもよい。
親液処理とは、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理を施すことであり、親液層及び画素電極の表面を活性化させることで親液層及び画素電極の表面の親液性を高める。これにより、親液層と撥液層との正孔注入層形成材料液に対する親液性の差が大きくなる。そして、薄膜形成材料液が親液層の開口領域内で濡れ広がり易くなり、親液層と撥液層との境界をより確実にピニングポイントとすることができる。以上より、親液層と撥液層との境界をピニングポイントとした正孔注入層及び発光層の平坦化及び層厚の均一化がより容易となる。
また、撥液処理とは、大気雰囲気中で例えばＣＦ４などのフルオロカーボン系のガスのようなフッ化系化合物ガスを処理ガスとするプラズマ処理プラズマ処理を施すことであり、撥液層の表面を活性化させることで撥液層の表面の撥液性を高める。これにより、上述と同様に親液層と撥液層との正孔注入層形成材料液に対する親液性の差が大きくなり、親液層と撥液層との境界をピニングポイントとした正孔注入層の平坦化及び層厚の均一化がより容易となる。
【００５２】
また、発光機能層が正孔注入層及び発光層で構成されているが、発光層のみで構成されてもよく、発光層と対向電極との間に電子注入層や電子輸送層、正孔阻止層を積層した構成としてもよい。この電子注入層や電子輸送層は、対向電極から電子を画素電極の方向へ進めて電子を通す機能を有している。また、正孔阻止層は、正孔が対向電極の方向へ進行することを防止する機能を有している。同様に、発光層と画素電極との間に電子阻止層を積層した構成としてもよい。この電子阻止層は、電子が画素電極の方向へ進行することを防止する機能を有している。また、発光機能層が正孔注入層を有しているが、正孔注入層に代えて正孔注入輸送層または正孔輸送層を有する構成としてもよい。ここで、このような構成の発光機能層では、少なくとも画素電極上に形成される最下層と、この最下層の上面に形成される層とを上述した薄膜形成方法によって形成する。
【００５３】
また、基板本体に透光性部材を用いると共に対向電極に反射層を用いたボトムエミッション型の有機ＥＬ装置について説明したが、トップエミッション型の有機ＥＬ装置であってもよい。
また、有機ＥＬ装置の製造方法について説明したが、本願の薄膜形成方法を用いて形成された薄膜を有していれば、有機ＥＬ装置に限らず、プリンタの露光ヘッドなど、他のデバイスに適用してもよい。ここで、プリンタの露光ヘッドに本発明の有機ＥＬ装置を適用した場合には、画素領域外における発光を防止しているので、印刷画質を向上させることができる。
また、有機ＥＬ装置を携帯電話機に適用しているが、携帯電話機に限らず、ノート型パーソナルコンピュータやＰＤＡ（Personal Digital Assistant：携帯情報端末機）、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、カーナビゲーション装置、デジタルビデオカメラ、テレビジョン受像機、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ページャ、電子手帳、電卓、電子ブックやプロジェクタ、ワードプロセッサ、テレビ電話機、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備える機器、照明装置などのような他の電子機器に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の一実施形態における有機ＥＬ装置を示す平面図である。
【図２】図１の部分断面図である。
【図３】図１の等価回路図である。
【図４】一実施形態における有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面図である。
【図５】同じく、有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面図である。
【図６】同じく、有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面図である。
【図７】同じく、有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面図である。
【図８】図１の有機ＥＬ装置を備える携帯電話機を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００５５】
１ 有機ＥＬ装置（デバイス）、２ 基板、２７ 画素電極、４１ 隔壁、５１ 第１親液層（一の親液層）、５２ 第１撥液層（一の撥液層）、５３ 第２親液層（二の親液層）、５４ 第２撥液層（二の撥液層）、６１ 発光機能層（多層膜）、６２ 対向電極、６３ 正孔注入層（第１薄膜）、６４ 発光層（第２薄膜）、１００ 携帯電話機（電子機器）
【出願人】 【識別番号】０００００２３６９
【氏名又は名称】セイコーエプソン株式会社
【出願日】 平成１８年６月２２日（２００６．６．２２）
【代理人】 【識別番号】１００１０７８３６
【弁理士】
【氏名又は名称】西 和哉

【識別番号】１０００６４９０８
【弁理士】
【氏名又は名称】志賀 正武

【識別番号】１００１０１４６５
【弁理士】
【氏名又は名称】青山 正和
【公開番号】 特開２００８−４３７６（Ｐ２００８−４３７６Ａ）
【公開日】 平成２０年１月１０日（２００８．１．１０）
【出願番号】 特願２００６−１７２５４３（Ｐ２００６−１７２５４３）