DE69937316T2

DE69937316T2 - Dünnschichtherstellungsverfahren, Anzeigevorrichtung und Farbfilter

Info

Publication number: DE69937316T2
Application number: DE1999637316
Authority: DE
Inventors: Ichio Suwa-shi YUDASAKA
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1998-03-18
Filing date: 1999-03-16
Publication date: 2008-07-10
Anticipated expiration: 2019-03-17
Also published as: DE69927225T2; EP0993235A2; EP1566853A3; EP0993235B1; US20030076608A1; JPH11271753A; WO1999048338A1; KR100773044B1; US6967352B2; EP0993235A4; KR20060111715A; TW468075B; KR100799962B1; DE69927225D1; US20040195205A1; DE69937316D1; KR20010012714A; EP1566853B1; US6755983B2; US6476988B1

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dünnfilmherstellungstechnologie, die zur Herstellung einer Anzeige und eines Farbfilters mit einer EL-(Elektrolumineszenz-)Vorrichtung oder einer LED (Leuchtdiode) geeignet ist, und insbesondere eine Technologie, die zur Herstellung einer mehrschichtigen Dünnfilmschicht zwischen Trennelementen geeignet ist.
Stand der Technik
Ein Tintenstrahlverfahren wurde verwendet, um Material, wie farbiges Harz, zu einem organischen Halbleiterfilm einer Anzeige oder zu einem Farbfilter abzugeben, um Flüssigkristallplatten für eine Farbanzeige herzustellen.
Wenn Material durch ein Tintenstrahlverfahren abgegeben wird, ist es notwendig, Trennelemente zum Trennen von Pixelflächen (in der Folge auch als "Bänke" bezeichnet, eine Schicht zur Bildung von Trennelementen wird als "Bankschicht" bezeichnet) zu bilden und eine Dünnfilmmateriallösung in die Fläche zu füllen, die von den Trennelementen umgeben ist. Eine Dünnfilmmateriallösung, deren Volumen viel größer als das Volumen nach der Filmbildung ist, wird in die Pixelfläche gefüllt, die von den Trennelementen umgeben ist. Da eine Anzeige allgemein dünn sein soll, ist die Höhe der Trennelemente begrenzt. Daher unterscheidet sich das Verhalten der eingefüllten Dünnfilmmateriallösung abhängig von der Benetzbarkeit (Affinität), die die Trennelemente und die Fläche, die von den Trennelementen umgeben ist, für die Dünnfilmmateriallösung haben.
Wenn die Trennelemente Affinität für das Material haben, fließt das Material leicht zu den benachbarten Pixelflächen über, selbst wenn die Trennelemente vorhanden sind, wenn eine Menge an Material, die die Höhe der Trennelemente übersteigt, eingefüllt wird, wie in 9A dargestellt ist. Wenn die Trennelemente keine Affinität für das Material haben, fließt das Material aufgrund der Oberflächenspannung des Materials nicht zu den benachbarten Pixelflächen über, selbst wenn die Materialmenge eingefüllt wird, die die Höhe der Trennmaterialien übersteigt, wie in 9B dargestellt ist. Wenn dieses Material erwärmt wird, um das Lösemittel zu verdampfen, wird die Dicke nach der Filmbildung in der Mitte der Pixelfläche dick und an den Rändern dünn, da das Material von den Seitenwänden der Trennelemente abgestoßen wird, wie in 9C dargestellt ist. Dies bewirkt eine ungleichmäßige Farbe und verringert die Zuverlässigkeit. Auch wenn die Trennelemente aus Nicht-Affinitätselementen bestehen, ist eine Adhäsion der Trennelemente und der Grundebene der Trennelemente schwach, wodurch sich die Trennelemente leicht ablösen.
Eine Lösung dieser Probleme nach dem Stand der Technik ist eine Oberflächenbehandlungstechnologie, die der Oberseite der Trennelemente keine Affinität verleiht und den anderen Abschnitten Affinität verleiht. Die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 9-203803 und die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 9-230129 offenbaren zum Beispiel eine Technologie zum Bearbeiten des oberen Abschnitts der Trennelemente durch Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen, derart, dass dieser tintenabstoßend ist, und der Fläche, die von den Trennelementen umgeben ist, derart, dass sie Affinität für Tinte aufweist. Beim ersteren wird eine tintenabstoßende (Nicht-Affinitäts-)Schicht auf dem oberen Abschnitt der Trennelemente aufgetragen, und bei der letzteren wird dem konkaven Abschnitt, der von den Trennelementen umgeben ist, Affinität für Tinte (Affinität) durch Ultraviolettbestrahlung verliehen. Logische Überlegungen zu dieser Technologie finden sich in International Display Research Conference 1997, S. 238–241. Gemäß dieser Technologie, wird das Material von dem Nicht-Affinitäts-Film abgestoßen, selbst wenn Material auf die Höhe eingefüllt wird, die die Höhe der Trennelemente übersteigt, und fließt nicht zu den benachbarten Pixelflächen über, wie in 10A dargestellt ist, da die Seitenwände der Trennelemente Affinität haben, und die Dicke des gebildeten Films an den Rändern der Pixelflächen nicht dünn wird.
Selbst in der obengenannten bekannten Technologie jedoch ist nicht klar, wie die Affinität der Seitenwände der Trennelemente einzustellen ist, und daher ist es schwierig, eine flache Dünnfilmschicht zu erhalten. Die Japanische Patent-Auslegeschrift Nr. 9-230129 besagt, dass der Grad an Affinität durch die Bestrahlung mit Ultraviolettstrahlen sowohl von der Vorder- wie auch der Rückseite kontrolliert wird, aber der Grad der Affinität und Nicht-Affinität, das heißt, wie der jeweilige Kontaktwinkel zu der Dünnfilmmateriallösung einzustellen ist, ist nicht bekannt.
Wenn die Nicht-Affinität zu hoch ist, wird die Dünnfilmschicht an den Rändern nahe den Trennelementen dünn und in der Mitte dick, wie in 9C dargestellt ist. Wenn andererseits die Affinität zu hoch ist, wird die Dünnfilmschicht an den Rändern nahe den Trennelementen dick und dünn in der Mitte, wie in 10B dargestellt ist.
Ebenso setzt die obengenannte bekannte Technologie voraus, dass es nur eine Dünnfilmschicht gibt, und daher ist es vollkommen unbekannt, wie die Oberfläche zur Bildung einer flachen Dünnfilmschicht für jede Schicht zu behandeln ist, wenn mehrschichtige Dünnfilmschichten gebildet werden. Wenn die obengenannte bekannte Technologie für jede Schicht angewendet wird, ist jedes Mal, wenn eine Schicht gebildet wird, eine Oberflächenbehandlung erforderlich, wodurch zahlreiche Bearbeitungsschritte notwendig sind.
EP 0940797 offenbart eine Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix, in der ein dicker Isolierfilm vorzugsweise um einen organischen Halbleiterfilm einer Dünnfilmleuchtvorrichtung gebildet ist, ohne die Dünnfilmleuchtvorrichtung zu beschädigen, wobei die Anzeigevorrichtung mit aktiver Matrix mit einer Bankschicht entlang einer Datenleitung und einer Abtastleitung bereitgestellt ist, um die Bildung einer parasitären Kapazität in der Datenleitung zu verhindern, wobei die Bankschicht eine Region zur Bildung des organischen Halbleiterfilms der Dünnfilmleuchtvorrichtung durch einen Tintenstrahlprozess umgibt. Die Bankschicht besteht aus einer unteren Isolierschicht, die aus einem dicken organischen Material besteht, und einer oberen Isolierschicht aus einem organischen Material, das auf der unteren Isolierschicht abgeschieden wird und eine geringere Dicke aufweist, so dass ein Kontakt des organischen Halbleiterfilms mit der oberen Isolierschicht vermieden wird.
Offenbarung der Erfindung
Der gegenwärtige Erfinder entdeckte, dass, wenn eine Plasmabehandlung unter Verwendung von Fluorgas ausgeführt wird, der Kontaktwinkel zu Tinte zwischen einer organischen Substanz und einer anorganischen Substanz deutlich unterschiedlich ist, abhängig von dem Mischverhältnis von Sauerstoffgas und Fluorgas. Der gegenwärtigen Erfinder entdeckte auch, dass Affinität durch Bilden von Bänken kontrolliert werden kann, wobei Affinitätsmaterial und Nicht-Affinitätsmaterial abwechselnd schichtenförmig angeordnet werden und eine Plasmabehandlung ausgeführt wird.
Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Substratstruktur bereitzustellen.
Es wird ein Beispiel angeführt, wie Affinität kontrolliert wird, ohne viele Bearbeitungsschritte zur Affinitätskontrolle auszuführen, indem eine Oberflächenbehandlung unter vorbestimmten Bedingungen vorgenommen wird, so dass die Kosten, die bei der Affinitätskontrolle entstehen, gesenkt werden und mehrschichtige Dünnfilme mit gleichförmigen Filmdicken gebildet werden.
Es wird ein Beispiel angeführt, wie eine Anzeige bereitgestellt wird, die durch das Dünnfilmherstellungsverfahren schichtenförmig angeordnet wird, das mehrschichtige Filme bilden kann. Dadurch wird eine Bildanzeige ohne ungleichmäßige Helligkeit und Farbe ausgeführt und die Zuverlässigkeit wird verbessert.
Es wird ein Beispiel angeführt, wie ein Farbfilter bereitgestellt wird, das durch das Dünnfilmherstellungsverfahren schichtenförmig angeordnet wird, das mehrschichtige Filme bilden kann. Dadurch wird eine Bildanzeige ohne ungleichmäßige Helligkeit und Farbe ausgeführt.
Zur Lösung dieser Aufgabe stellt die vorliegende Erfindung eine Substratstruktur bereit, umfassend: ein Substrat, mehrere Dünnfilmschichten, die auf das Substrat laminiert sind, und eine Bank, die eine Fläche umschließt, in der die mehreren Dünnfilmschichten angeordnet sind, wobei die Bank eine erste Bankschicht, eine zweite Bankschicht und eine dritte Bankschicht enthält, wobei die zweite Bankschicht zwischen der ersten und dritten Bankschicht angeordnet ist, die erste und dritte Bankschicht aus einem von einem anorganischen Material und einem organischen Material gebildet sind, die zweite Bankschicht aus dem anderen von dem anorganischen Material und dem organischen Material gebildet ist, die erste und dritte Bankschicht Affinität für die Dünnfilmschichten aufweisen, und die zweite Bankschicht keine Affinität für die Dünnfilmschichten aufweist.
Ebenso wird ein Filmherstellungsverfahren beschrieben. Das Verfahren dient zur Herstellung einer Dünnfilmschicht durch Einfüllen einer Dünnfilmmateriallösung in Flächen, die von Bänken umgeben sind, umfassend einen Schritt zum Bilden der Bänke auf einer Bankbildungsfläche, und einen Schritt zum Einfüllen der Filmmateriallösung in die Bänke. Der Schritt zur Bildung der Bänke dient zur Bildung der Bänke, wobei eine Affinitäts-Bankschicht und eine Nicht-Affinität-Bankschicht abwechselnd schichtenförmig angeordnet werden, indem der Schritt zur Bildung der Affinität-Bankschicht mit einem Affinitätsmaterial und ein Schritt zur Bildung der Nicht-Affinität-Bankschicht mit einem Nicht-Affinitätsmaterial ein oder mehrere Male wiederholt werden.
"Bänke" bezieht sich hier auf Trennelemente, die zur Trennung von Pixeln einer Anzeige unter Verwendung einer Nicht-Affinitäts-Halbleiterdünnfilmvorrichtung oder zur Trennung von Pixelflächen eines Farbfilters verwendet werden. Für die Schichtstruktur einer Bank kann die Art des Nicht-Affinitätsmaterials oder des Affinitätsmaterials für jede Schicht geändert werden. Die Dicke jeder Schicht, die schichtenförmig anzuordnen ist, kann für jede Schicht geändert werden. Die Bankbildungsfläche ist eine Fläche, wo die Bänke gebildet werden und kann eine Ansteuerplatte einer Anzeige oder eine transparente Platte eines Farbfilters sein.
Affinität oder Nicht-Affinität wird hier abhängig von den Eigenschaften der Dünnfilmmateriallösung bestimmt werden, die zur Füllung verwendet wird. Wenn die Dünnfilmmateriallösung zum Beispiel eine hydrophile Eigenschaft hat, weist die Oberfläche mit einer polaren Gruppe Affinität auf und die Oberfläche mit einer nicht-polaren Gruppe weist Nicht-Affinität auf. Wenn die Dünnfilmmateriallösung andererseits eine lyophile Eigenschaft hat, weist die Oberfläche mit einer polaren Gruppe Nicht-Affinität auf und die Oberfläche mit einer nicht-polaren Gruppe weist Affinität auf. Die Dünnfilmmateriallösung wird auf verschiedene Weisen gewählt, abhängig von dem Ziel der Herstellung. Wenn die hydrophile Eigenschaft oder die hydrophobe Eigenschaft der Dünnfilmmateriallösung sich jede Schicht ändert, wird die Schichtstruktur so geändert, dass die Bodenschicht der beiden Bankschichten, die an Positionen gebildet sind, die der Dünnfilmschicht entsprechen, die durch die Dünnfilmmateriallösung gebildet wird, Nicht-Affinität zu der Dünnfilmmateriallösung aufweist und die obere Schicht Affinität aufweist. Wenn die Dünnfilmmateriallösung zum Beispiel eine hydrophile Eigenschaft hat, ist ein Affinitätsmaterial ein anorganisches Material und ein Nicht-Affinitätsmaterial ist ein organisches Material. Wenn die Dünnfilmmateriallösung eine hydrophobe Eigenschaft hat, ist ein Affinitätsmaterial ein organisches Material und ein Nicht-Affinitätsmaterial ist ein anorganisches Material.
Dies beinhaltet zum Beispiel ein Verfahren zur Bildung der obengenannten Bankschicht durch Beschichtungsmaterialien. Mit anderen Worten, der Schritt zur Bildung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Schritt zur Bildung der Affinitäts-Bankschicht sind Schritte zur Bildung der jeweiligen Bankschichten durch Auftragen vorbestimmter Materialien, die in einem Lösemittel gelöst sind. Und die Nicht-Affinitäts-Bankschicht wird durch Auftragen des Materials für die Nicht-Affinitäts-Bankschicht vor dem Entfernen des Lösemittels gebildet, wo das Material der Affinitäts-Bankschicht gelöst ist.
Ein Schritt zur Ausführung einer vorbestimmten Oberflächenbehandlung für die Bänke und die Bankbildungsflächen nach dem obengenannten Schritt zur Bildung der Bänke ist ebenso beschrieben. Für die Oberflächenbehandlung wird eine Plasmabehandlung bei verringertem Druck oder eine Plasmabehandlung bei atmosphärischem Druck ausgeführt, wobei das Plasmagas unter einer verringerten Druckatmosphäre oder unter atmosphärischem Druck unter Verwendung von Gas, das Fluor oder eine Fluorverbindung als Einleitungsgas verwendet, ausgestrahlt wird. Eine vorgeschriebene Bedingung ist zum Beispiel, die Plasmabehandlung in einem Gas auszuführen, das eine Fluorverbindung und Sauerstoff enthält. Unter dieser Bedingung wird eine nicht reaktionsfähige Gruppe auf der Oberfläche des anorganischen Materials durch Plasmaentladung erzeugt, die nicht reaktionsfähige Gruppe wird durch Sauerstoff oxidiert, und eine polare Gruppe, wie eine Carbonylgruppe oder Hydroxylgruppe, wird erzeugt. Die polare Gruppe weist Affinität für die fluidhältigen polaren Moleküle, wie Wasser, auf, und weist Nicht-Affinität für fluidhältige nicht-polare Moleküle auf. Parallel zu der obengenannten Reaktion tritt auch ein Phänomen, dass die Fluorverbindungsmoleküle in die organische Materialoberfläche eindringen, an der Oberfläche der organischen Bankschicht auf.
Insbesondere, wenn die Menge der Fluorverbindung höher als jene von Sauerstoff ist, das heißt, wenn der Gehalt der Fluorverbindung in der Gesamtmenge aus Fluorverbindung und Sauerstoff zum Beispiel auf 60% oder mehr eingestellt ist, wird die Oberfläche eher durch das Mischungsphänomen der Fluorverbindung nicht-polarisiert als durch den Einfluss der Oxidation, da das Mischungsphänomen der Fluorverbindung aktiver als die Oxidation durch Sauerstoff in einer Gasatmosphäre ist, in der die Menge der Fluorverbindung jene von Sauerstoff übersteigt. Wenn daher eine Plasmabehandlung für ein organisches Material unter der Bedingung ausgeführt wird, dass die Menge der Fluorverbindung Sauerstoff übersteigt, weist das organische Material Nicht-Affinität für die fluidhältigen polaren Moleküle auf und weist Affinität für fluidhältige nicht-polare Moleküle auf. Für das Gas, das Fluor enthält, wird ein Halogengas, wie CF4, SF6 oder CHF3 verwendet. Wenn eine Oberflächenbehandlung unter dieser Bedingung durchgeführt wird, wird die Affinität der Oberfläche der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht so eingestellt, dass der Unterschied zwischen den entsprechenden Kontaktwinkeln zu der Dünnfilmmateriallösung größer ist. Infolgedessen wird die Oberfläche so behandelt, dass der Kontaktwinkel der Oberfläche der Affinitäts-Bankschicht zu der Dünnfilmmateriallösung zum Beispiel 30 Grad oder kleiner wird. Und die Oberfläche wird so behandelt, dass der Kontaktwinkel der Nicht-Affinitäts-Bankschicht zu der Dünnfilmmateriallösung zum Beispiel 40 Grad oder größer wird.
In dem obengenannten Oberflächenbehandlungsschritt wird die Oberflächenbehandlung unter einer vorbestimmten Bedingungen ausgeführt, wobei die Nicht-Affinitäts-Bankschicht ein höheres Maß an Nicht-Affinität für die Dünnfilmmateriallösung im Vergleich zu dem Affinitätsmaterial hat. Ebenso wird in dem Oberflächenbehandlungsschritt die Oberflächenbehandlung unter einer vorbestimmten Bedingung ausgeführt, wobei die Affinität der Affinitäts-Bankschicht für die Dünnfilmmateriallösung geringer ist als die Affinität der Fläche, die von den Bänken für die Dünnfilmmateriallösung umgeben ist.
In dem obengenannten Schritt zur Bildung der Bänke wird ein Satz einer Affinitäts-Bankschicht und einer Nicht-Affinitäts-Bankschicht zum Beispiel durch einen Affinitäts-Bankschichtbildungsschritt zur Bildung des Affinitätsfilms mit einem Affinitätsmaterial, ein Nicht-Affinitäts-Bankschichtbildungsschritt zur Bildung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht mit einem Nicht-Affinitätsmaterial, das mit der Bankbildungsfläche auf der Affinitäts-Bankschicht übereinstimmt, und einen Entfernungsschritt zum Entfernen der Affinitäts-Bankschicht an der Fläche, wo die Nicht-Affinitäts-Bankschicht nicht gebildet ist, durch Ätzen unter Verwendung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht als Maske gebildet. Ebenso wird in dem Schritt zur Bildung der Bänke ein Satz aus einer Affinitäts-Bankschicht und einer Nicht-Affinitäts-Bankschicht durch einen Schritt zur Bildung der Affinitäts-Bankschicht mit einem Affinitätsmaterial, einen Ätzschritt zum Ätzen der Affinitäts-Bankschicht, die mit der Bankbildungsfläche in der Bodenschicht übereinstimmt, einen Schritt zur Bildung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht mit einem Nicht-Affinitätsmaterial, das die Affinitäts-Bankschicht bedeckt, und einen Schritt zum Ätzen der Nicht- Affinitäts-Bankschicht in Übereinstimmung mit der Bankbildungsfläche in der oberen Schicht gebildet. Es ist auch annehmbar, zwei oder mehr Sätze einer Affinitäts-Bankschicht und einer Nicht-Affinitäts-Bankschicht zu ätzen, nachdem alle oder die meisten der Affinitäts-Bankschichten und der Nicht-Affinitäts-Bankschichten übereinander geschichtet wurden, anstatt jedes Mal ein Ätzen zur Bildung einer Bankform auszuführen.
Hier ist das Nicht-Affinitätsmaterial zum Beispiel Polyimid, amorphes Silizium, Polysilizium, eine organische Verbindung, die Fluor enthält oder eine isolierende organische Verbindung (ein lichtempfindliches Material). Das Affinitätsmaterial ist ein Metall wie Al und Ta, ein Siliziumoxidfilm oder ein Siliziumnitridfilm.
Vorzugsweise ist in den Dünnfilmschichten die Dünnfilmschicht an der untersten Schicht so eingestellt, dass sie ungefähr dieselbe Dicke wie die Affinitäts-Bankschicht an der untersten Schicht der Bank aufweist. Und jede Dünnfilmschicht, die auf die unterste Schicht geschichtet ist, ist so eingestellt, dass sie ungefähr dieselbe Dicke wie die Gesamtheit der entsprechenden Dicken der Affinitäts-Bankschicht und der Nicht-Affinitäts-Bankschicht aufweist, die auf eine Höhe geschichtet sind, die den Bänken entspricht. Die Kontaktform der Wandflächen der Bänke und der flüssigen Oberfläche der eingefüllten Dünnfilmmateriallösung ändert sich abhängig von der Affinität der Wandflächen. In der Kontaktfläche mit der Affinitäts-Bankschicht neigt die Dicke des Dünnfilms dazu, größer zu sein, da die Dünnfilmmateriallösung mit der Wandfläche in Kontakt steht, und in der Kontaktfläche mit der Nicht-Affinitäts-Bankschicht neigt die Dicke des Dünnfilms dazu, geringer zu sein, da die Dünnfilmmateriallösung abgestoßen wird. Die große Menge an Dünnfilmmateriallösung, die eingefüllt wird, nimmt allmählich im Volumen durch die Wärmebehandlung und aus anderen Gründen ab, aber wenn die schichtenförmige Struktur so eingestellt wird, dass der Flüssigkeitspegel der Dünnfilmmateriallösung nach der Wärmebehandlung zu der Grenze zwischen der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht kommt, sind die Eigenschaften der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht ausgeglichen, und der Flüssigkeitspegel der Dünnfilmmateriallösung wird zu der Bankwandfläche vertikal, wodurch er im Allgemeinen flach wird. Zum Beispiel wird die Dicke der Nicht-Affinitäts-Bankschicht an der oberen Schicht so eingestellt, dass sie 500 nm oder weniger ist, und die Dicke der anderen Nicht-Affinitäts-Bankschicht wird so eingestellt, dass sie 1000 nm oder weniger ist.
Ebenso wird eine Anzeige beschrieben, die aus einer schichtenförmig angeordneten Dünnfilmschicht besteht, die durch Einfüllen der Dünnfilmmateriallösung in eine Fläche gebildet wird, die von Bänken umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Bank aus abwechselnd geschichteten Affinitäts-Bankschichten, die mit einem Material mit Affinität für die obengenannten Dünnfilmmateriallösung gebildet sind, und Nicht-Affinitäts-Bankschichten besteht, die mit einem Material ohne Affinität für die obengenannte Dünnfilmmateriallösung gebildet sind, Pixelelektroden, die aus zum Beispiel ITO bestehen, in der Fläche gebildet sind, die von den obengenannten Bänken umgeben ist, und die obengenannte Dünnfilmschicht mit einem organischen Halbleitermaterial zur Bildung eines Dünnfilmleuchtelements gebildet ist.
Ebenso wird ein Farbfilter beschrieben, das aus schichtenförmigen Dünnfilmschichten besteht, die durch Einfüllen einer Dünnfilmmateriallösung in Flächen, die von Bänken umgeben sind, gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Bank aus abwechselnd geschichteten Affinitäts-Bankschichten, die mit einem Material mit Affinität für die obengenannten Dünnfilmmateriallösung gebildet sind, und Nicht-Affinitäts-Bankschichten besteht, die mit einem Material ohne Affinität für die obengenannte Dünnfilmmate riallösung gebildet sind, eine Bankbildungsfläche als transparente Platte gebildet wird, die obengenannten Bänke Trennelemente zum Trennen der Pixelflächen sind, und die obengenannte Dünnfilmschicht mit einem farbigen Harzmaterial gebildet ist, um Farben für die obengenannten Pixel bereitzustellen.
In der obengenannten Anzeige und dem Farbfilter sind die Affinitäts-Bankschicht und/oder die Nicht-Affinitäts-Bankschicht oberflächenbehandelt, so dass sie Affinität beziehungsweise Nicht-Affinität aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Querschnittsansicht der Dünnfilmschichtstruktur gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine Querschnittsansicht von Herstellungsschritten in einem Dünnfilmbildungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Querschnittsansicht von Herstellungsschritten in einem Dünnfilmbildungsverfahren gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung (Fortsetzung von 2).
4 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen dem Mischverhältnis von Fluor und Sauerstoff und dem Kontaktwinkel gemäß dem Prinzip der Oberflächenbehandlung der vorliegenden Erfindung zeigt.
5 ist eine Querschnittsansicht von Herstellungsschritten in einem Dünnfilmbildungsverfahren gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels, wenn die vorliegende Erfindung bei einem Farbfilter angewendet wird.
7 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels, wenn die vorliegende Erfindung bei einem organischen Halbleiterleuchtelement einer Anzeige angewendet wird.
8 ist eine Querschnittsansicht eines weiteren Beispiels, wenn die vorliegende Erfindung bei einem organischen Halbleiterleuchtelement einer Anzeige angewendet wird.
9 ist eine Zeichnung, die Probleme bei der herkömmlichen Bankbildung zeigt; und
10 ist eine Zeichnung, die Probleme bei der herkömmlichen Bankbildung zeigt.
Beste Ausführungsform der Erfindung
Es werden nun Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen besprochen.
(Erste Ausführungsform)
Die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft ein Dünnfilmbildungsverfahren unter Verwendung mehrerer Arten von Schichten, die eine Bank bilden, als Maske für die anderen Schichten.
1 ist eine Querschnittsansicht einer Dünnfilmschichtstruktur, die durch das Dünnfilmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung gebildet wird. Diese Schichtstruktur kann für verschiedene Anwendungen unter Verwendung mehrschichtiger Dünnfilme verwendet werden. Zum Beispiel kann diese Schichtstruktur für eine EL-Vorrichtung, LED und ein Farbfilter verwendet werden, die organische Halbleiterdünnfilme verwenden. Die Schichtstruktur in 1 ist eine Struktur, wenn eine hydrophile Dünnfilmmateriallösung verwendet wird. Im Falle einer hydrophilen Dünnfilmlösung ist die Affinität für das oberflächenbehandelte anorganische Material hoch, und die Affinität für das organische Material ist gering (Nicht-Affinität).
Wie 1 zeigt, wird diese Schichtstruktur durch Bilden von Bänken 110 auf einer Bankbildungsfläche 100 konfiguriert. Die Bankbildungsfläche kann eine Ansteuerplatte sein, wo Dünnfilmtransistoren (TFT) gebildet sind, die für eine Anzeige verwendet werden, oder eine transparente Platte, die für ein Farbfilter verwendet wird. Die Struktur der Bankbildungsfläche ist nicht beschränkt, solange sie zur Bildung eines Dünnfilms verwendet wird, indem Fluid in Flächen eingefüllt wird, die von Bänken umgeben sind, die Trennelemente sind. Es ist bevorzugt, dass die Bankbildungsfläche aus einem Material besteht, das an einer Affinitäts-Bankschicht 111 haftet, die die unterste Schicht der Bank 110 bildet. Insbesondere ist bevorzugt, dass die Bankbildungsfläche aus anorganischem Material besteht, um eine passende Affinität in der Oberflächenbehandlung zu erhalten, die später ausgeführt wird. Die Bankbildungsfläche besteht aus ITO, das eine transparente Elektrode ist, und Silizium im Falle einer Anzeige, und besteht aus Glas oder Quarz im Falle eines Farbfilters, so dass eine starke Adhäsion mit der Affinitäts-Bankschicht beibehalten wird.
Die Bank 110 wird durch abwechselnd geschichtete Affinitäts-Bankschichten 111–111n (n ist eine natürlich Zahl) und Nicht-Affinitäts-Bankschichten 121–12n gebildet. Die Oberflächen der Affinitäts-Bankschichten 111–11n werden so behandelt, dass sie eine vorbestimmte Affinität für die Dünnfilmmateriallösung haben, die die Dünnfilmschichten 131–13n an Positionen bildet, die der Schicht entsprechen.
Als Material der Affinitäts-Bankschichten 111–11n ist ein Material mit guter Adhäsion mit der Bankbildungsfläche 100 und den Nicht-Affinitäts-Bankschichten 121–12n bevorzugt, und das Material kann eine von einer isolierenden halbleitenden oder leitenden Eigenschaft haben. Zum Beispiel kann ein Metall, wie Al und Ta, Siliziumoxidfilm (SiO₂) und Siliziumnitridfilm (SiN_x), die allgemein als Isolierfilm verwendet werden, für die Affinitäts-Bankschichten 111–11n verwendet werden. Es ist nicht notwendig, dasselbe Material für jede Affinitäts-Bankschicht zu verwenden. Es kann jedes Material, das eine gute Affinität für die Dünnfilmmateriallösung der Dünnfilmschicht 13x aufweist, die entsprechend jeder Affinitäts-Bankschicht 11x gebildet wird (x ist eine beliebige natürlich Zahl) verwendet werden, und es ist nicht notwendig, dasselbe Material für alle Affinitäts-Bankschichten zu verwenden.
Die Oberflächen der Nicht-Affinitäts-Bankschichten 121–12n werden so behandelt, dass sie Nicht-Affinität für die Dünnfilmmateriallösung aufweisen, die die Dünnfilmschicht 131–13n an Positionen entsprechend der Schicht bilden. Als Material der Nicht-Affinitäts-Bankschichten 121–12n ist ein Material mit guter Adhäsion mit den Affinitäts-Bankschichten 111–11n bevorzugt, und das Material kann eine von einer isolierenden, halbleitenden oder leitenden Eigenschaft haben. Zum Beispiel kann ein Metall, wie Polyimid, amorphes Silizium, Polysilizium, eine organische Verbindung, die Fluor enthält, oder eine isolierende organische Verbindung für die Nichtaffinitäts-Bankschichten 121–12n verwendet werden. Es ist nicht notwendig, dasselbe Material für jede Nichtaffinitäts-Bankschicht zu verwenden. Es kann jedes Material schichtenförmig angeordnet werden, wenn sich die Affinität für das Dünnfilmmaterial der Dünnfilmschicht 13x, die entsprechend jeder Affinitäts-Bankschicht 11x gebildet wird (x ist eine beliebige natürlich Zahl) nach der Oberflächenbehandlung verbessert. Wenn zum Beispiel diese Schichtstruktur bei einem Farbfilter ange wendet wird, kann die obere Schicht 12n als schwarze Matrix gebildet werden, so dass eine Abschirmfunktion bereitgestellt wird. Zur Bildung der oberen Schicht 12n als Abschirmelement kann ein Metall, wie Chrom, Oxid oder schwarzes Resistmaterial verwendet werden.
Die Dicke jeder Bankschicht wird wie folgt eingestellt. Wenn die unterste Schicht die Affinitäts-Bankschicht 131 ist, wird die Dicke d0 der Affinitäts-Bankschicht 131 auf annähernd dieselbe wie die Dicke der Dünnfilmschicht 131 eingestellt, die entsprechend dieser Schicht gebildet wird. Für die Schichten an der untersten Schicht wird die Dicke dx, wenn die Nicht-Affinitäts-Bankschicht 11x + 1 und die Affinitäts-Bankschicht 12x addiert werden, auf annähernd dieselbe wie die Dicke der Dünnfilmschicht 13x + 1 eingestellt, die entsprechend diesen Schichten gebildet wird. Die Dicke des Dünnfilms 132 wird zum Beispiel auf annähernd dieselbe wie die Dicke D1 eingestellt, die die Gesamtdicke der Nicht-Affinitäts-Bankschicht 121 und der Affinitäts-Bankschicht 112 ist. Die Dicke der Dünnfilmschicht 13n ist annähernd dieselbe wie die Dicke dn, die die Gesamtdicke der Nicht-Affinitäts-Bankschicht 12n – 1 und der Affinitäts-Bankschicht 11n ist. Diese Einstellungen sind zur Bildung einer flachen Dünnfilmschicht notwendig.
Die obengenannte schichtenförmige Struktur wird angewendet, wenn die Dünnfilmmateriallösung aus Molekülen mit einer molekularen Gruppe besteht. Wenn die Dünnfilmmateriallösung aus Molekülen ohne molekulare Gruppe besteht, sind das Material der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und das Material der Affinitäts-Bankschicht umgekehrt.
Wenn jede der Dünnfilmschichten mit Molekülen mit einer polaren Gruppe oder Molekülen ohne polare Gruppe abhängig von der Schicht gebildet ist, werden Materialien der zwei Bankschichten, die sich an Positionen befinden, wo jede Dünnfilmmateriallösung eingefüllt wird, so gewählt, dass die Bodenschicht Nicht-Affinität für die Dünnfilmmateriallösung aufweist und die obere Schicht Affinität hat.
Die Dünnfilmschichten 131–13n bestehen aus Materialien mit Eigenschaften, die mit dem Zweck der entsprechenden Schicht übereinstimmen. Wenn diese schichtenförmige Struktur zum Beispiel bei einer Anzeige angewendet wird, wird eine beliebige organische Halbleiter-Dünnfilmmateriallösung in jede Dünnfilmschicht gefüllt. Für jede Dünnfilmschicht wird eine organische Halbleiter-Dünnfilmmateriallösung, die primäre Farben ausstrahlt, für mehrere Schichten laminiert, oder ein Material für eine Lochtransportschicht oder Elektronentransportschicht wird eingefüllt und nach Bedarf schichtenförmig angeordnet. Wenn diese schichtenförmige Struktur zum Beispiel bei einem Farbfilter angewendet wird, wird Harz mit einem anderen Brechungsindex eingefüllt und für jede Dünnfilmschicht schichtenförmig angeordnet. Eine solche schichtenförmige Dünnfilmstruktur wird ein optisches Interferenzfilter, bei dem nur Licht mit einer spezifischen Wellenlänge durchgelassen wird, das Farben mit guter Selektivität bereitstellt.
Eine schwarze Matrix kann auf der oberen Schicht der Bank aufgetragen werden. Mit anderen Worten, Chromoxid oder schwarzer Resist werden aufgetragen. Diese Schicht kann als Nicht-Affinitätschicht verwendet werden oder kann unabhängig von der Nicht-Affinitätsschicht gebildet werden. Die Dicke jeder Dünnfilmschicht 131–13n wird, wie oben erwähnt, annähernd auf dieselbe wie die Gesamtdicke der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht eingestellt, die an Positionen gebildet sind, die der Dünnfilmschicht entsprechen.
(Funktion der schichtenförmigen Struktur)
Gemäß der obengenannten schichtenförmigen Struktur der Bänke könne Geräte, in welchen Dünnfilmschichten mit gleichförmiger Dicke geschichtet sind, bereitgestellt werden. Wenn die Bänke 110 in der obengenannten Struktur hergestellt werden, wird die Dünnfilmschicht flach. Mit anderen Worten, wenn die Dünnfilmmateriallösung eingefüllt wird, ändert sich die Kontaktform der flüssigen Oberfläche der Dünnfilmmateriallösung mit den Wandflächen abhängig von der Affinität der Wandflächen der Bank. In der Kontaktfläche mit der Affinitäts-Bankschicht neigt die Dicke des Dünnfilms zur Zunahme, da die Dünnfilmmateriallösung mit der Wandfläche in Kontakt steht, und in der Kontaktfläche mit der Nicht-Affinitäts-Bankschicht neigt die Dicke des Dünnfilms zur Abnahme, da die Dünnfilmmateriallösung abgestoßen wird. Das große Volumen der Dünnfilmmateriallösung, das eingefüllt wird, nimmt allmählich in seinem Volumen durch die Wärmebehandlung und aufgrund anderer Gründe ab, aber wenn die schichtenförmige Struktur so eingestellt wird, dass der Flüssigkeitspegel der Dünnfilmmateriallösung nach der Wärmebehandlung zu der Grenze zwischen der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht kommt, sind die Eigenschaften der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht ausgewogen, und der Flüssigkeitspegel der Dünnfilmmateriallösung wird vertikal zu der Bankwandfläche, wobei er im Allgemeinen flach wird.
Ein Gerät, das diese schichtenförmige Struktur verwendet, weist einen vorbestimmten Effekt auf, da die Dünnfilmschicht flach ist. Wenn die Dicke jeder Dünnfilmschicht gleichförmig ist, wenn eine Anzeigevorrichtung vom Lichtemissionstyp gebildet wird, indem Strom zwischen Elektroden fließt, wird die Stromdichte zwischen den Elektroden konstant, wodurch die Gleichförmigkeit der Lichtemission verbessert wird, so dass eine Konzentration des Stroms an einer bestimmten Stelle verhindert wird, wodurch die Zuverlässigkeit verbessert wird. Im Falle einer Vorrichtung, in der eine Spannung zwischen Elektroden angelegt wird, wird kein elektrisches Feld auf einer dünnen Fläche angelegt, und daher verbessert diese schichtenförmige Struktur die Zuverlässigkeit und verlängert die Lebensdauer. Farbe und Helligkeit werden auch gleichförmig. Wenn diese schichtenförmige Struktur bei einem Farbfilter angewendet wird, verbessert sich die Gleichförmigkeit von Farben und Probleme, wie fehlende Farben, können verhindert werden.
(Herstellungsverfahren)
Es wird nun ein Dünnfilmbildungsverfahren zum Erhalten dieser schichtenförmigen Struktur unter Bezugnahme auf die Querschnittsansichten der Herstellungsschritte in 2 und 3 beschrieben.
Bankbildungsschritt (2A bis D):
In dem Bankbildungsschritt werden die Affinitäts-Bankschichten 111–11n und die Nicht-Affinitäts-Bankschichten 121–12n auf der Bankbildungsfläche 100 zur Bildung der Bänke 110 schichtenförmig angeordnet.
Zunächst wird die Affinitäts-Bankschicht 111 auf der gesamten Oberfläche der Bankbildungsfläche 100 gebildet (2A). Die Bildungsverfahren, einschließlich der PECVD-(Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition) Methode, der CVD-(Chemical Vapor Deposition) Methode, Aufdampfungsmethode, Sputtermethode und verschiedener Beschichtungsmethoden (Rotationsbeschichtung, Sprühbeschichtung, Walzenauftrag, Schmelzbeschichtung und Tauchbeschichtung) werden abhängig von dem Material verwendet. Zum Beispiel wird in dieser Ausführungsform ein SiO₂-Film unter Verwendung der Rotationsbeschichtungsmethode durch SOG (Spin On Glass) gebildet. Die Dicke der Affinitäts-Bankschicht 111 an der untersten Schicht wird mit der Dicke der Dünnfilmschicht 131 abgestimmt.
Dann wird die Nicht-Affinitäts-Bankschicht 121 in Übereinstimmung mit der Bankform gebildet (2B). Zur Bildung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht wird ein organisches Material auf der gesamten Oberfläche durch die obengenannte Methode gebildet. Wenn eine normale fotolithografische Methode verwendet wird, wird eine Maske angebracht, die mit der Bankform übereinstimmt, der Resist belichtet, entwickelt und entfernt, und das organische Material in den Abschnitten, die nicht maskiert sind, durch Ätzen entfernt. Wenn ein Druckverfahren verwendet wird, wird das organische Material direkt in Übereinstimmung mit der Bankform durch eine Methode, wie eine Tiefdruck-, Flachdruck- oder Reliefmethode, aufgetragen. Die Dicke der Nicht-Affinitäts-Bankschicht 121 ist eine Dicke, mit der eine Funktion zum Abstoßen der Dünnfilmmateriallösung, die später eingefüllt wird, ausreichend erreicht werden kann. Es ist jedoch eine Einstellung notwendig, dass die Gesamtdicke dieser Schicht und der nächsten Affinitäts-Bankschicht 112, die diese Schicht überlappt, annähernd dieselbe wird wie die Dünnfilmschicht 132.
Dann wird unter Verwendung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht 121 als Resistmaske der anorganische Materialfilm geätzt (2C). Die Nicht-Affinitäts-Bankschicht, die ein organisches Material ist, kann als Resistmaske dienen.
Anschließend wird, genauso wie in 2A, SOG, ein anorganisches Material, auf die gesamte Oberfläche aufgetragen (2D). Die Dicke des anorganischen Materials ist eine Dicke, mit der eine Funktion für einen Kontakt mit der Dünnfilmmateriallösung, die später eingefüllt wird, ausreichend erreicht werden kann. Es ist jedoch eine Einstellung notwendig, dass die Gesamtdicke dieser Schicht und der Nicht-Affinitäts-Bankschicht 121 unter dieser Schicht annähernd dieselbe wird wie die Dünnfilmschicht 132. In der Folge wird die Bank durch Wiederholen der Schritte in 2B bis D schichtenförmig aufgebaut.
Die obere Schicht, die schichtenförmig angeordnet wird, ist die Nicht-Affinitäts-Bankschicht 12n. Der Grund ist, dass, wenn die obere Schicht Nicht-Affinität aufweist, die eingefüllte Dünnfilmmateriallösung über die Bänke 110 fließt.
Durch die obengenannten Schritte wird die Struktur, die aus den Bänken 110 und den konkaven Abschnitten 101, die von den Bänken umgeben sind, gebildet, wie in 2E dargestellt ist. Durch diese Struktur werden die Bänke mit einer mehrschichtigen Struktur gebildet, in der die Affinitätsschicht und die Nicht-Affinitätsschicht abwechselnd schichtenförmig angeordnet sind. Nach diesen Schritten wird der Schritt zum anschließenden Einfüllen der Dünnfilmmateriallösung in die konkaven Abschnitte 101 ausgeführt, wie in 3B dargestellt ist. Hier wird die Oberflächenbehandlung ausgeführt, um den Grad der Affinität der Bankbildungsfläche 100 und jeder Schicht der Bank 110 für die Dünnfilmmateriallösung einzustellen.
Oberflächenbehandlungsschritt (3A):
In dem Oberflächenbehandlungsschritt wird die Affinität der Bankbildungsfläche 100 und jeder Schicht der Bank 110 für die Dünnfilmmateriallösung durch Ausführen einer Plasmabehandlung unter vorbestimmten Bedingungen eingestellt. In der Plasmabehandlung dieser Erfindung wird Gas, das Fluor enthält, als Einleitungsgas verwendet. Diese Plasmabehandlung kann eine Plasmabehandlung bei verringertem Druck unter einer verringerten Druckatmosphäre sein, oder kann eine Atmosphärendruck-Plasmabehandlung bei atmosphärischem Druck sein. Es ist bevorzugt, dass das Reaktionsgas eine vorbestimmte Menge an Sauerstoff enthält. Für die Fluorkomponente kann CF₄, SF₆ und ein Halogengas, wie CHF₃, verwendet werden.
Ob eine Oberfläche leicht oder schwer durch ein Fluid, wie die Dünnfilmmateriallösung, zu benetzen ist, das heißt, ob die Oberfläche Affinität oder Nicht-Affinität für das Fluid aufweist, ist durch Messung des Kontaktwinkels der Oberfläche zu dem Fluid bekannt. 4 ist eine Grafik, wobei Änderungen des Kontaktwinkels abhängig von dem Mischungsverhältnis der Fluorverbindung und Sauerstoff während der Plasmabehandlung für organisches Material und anorganisches Material gemessen wurde. Der Kontaktwinkel ist der Kontaktwinkel zu Wasser-Farbtinte (Tinte, die in Wasser verdünnt werden kann). Diese Grafik zeigt den Fall, dass CF₄ als Fluorverbindung verwendet wird, Polyimid als das organische Material und SiO₂ und ITO (Indium-Zinn-Oxid) als anorganisches Material. Andere Materialien zeigen eine ähnliche Tendenz, abhängig davon, ob das Material organisch oder anorganisch ist. Wie 4 zeigt, wenn Sauerstoff die Fluorverbindung überwiegt, unterscheidet sich der Kontaktwinkel nicht sehr zwischen den organischen und anorganischen Materialien. Wenn jedoch die Fluorverbindung den Sauerstoff überwiegt, nimmt der Kontaktwinkel des organischen Materials zu. (Wenn die Dünnfilmmateriallösung Affinität hat, weist das organische Material Nicht-Affinität auf). Während Änderungen des Kontaktwinkels eines anorganischen Materials gering sind. Wenn Sauerstoff in dem Reaktionsgas enthalten ist, wird eine polare Gruppe sowohl in anorganischen wie auch organischen Materialien aufgrund der Oxidationsfunktion von Sauerstoff erhalten. Wenn jedoch die Fluorverbindung überwiegt, dringen Fluorverbindungsmoleküle in das organische Material ein, wodurch der Einfluss der polaren Gruppe relativ abnimmt. Daher können durch die Ausführung der Plasmabehandlung, während die Fluorverbindung so kontrolliert wird, dass sie den Sauerstoff überwiegt, die Oberfläche der Bänke 110 und die Bankbildungsfläche 100 auf einen gewünschten Kontaktwinkel (eine Affinität) eingestellt werden, wie in 4 dargestellt ist. Insbesondere ist bei Verwendung des optimalen Mischungsverhältnisses (CF₄/CF₄ + O₂ = 75% bis 90%) bevor zugt, die Differenz des Kontaktwinkels zwischen den Bänken und der Bankbildungsfläche zu maximieren. Es ist kritisch, die Differenz des Kontaktwinkels zwischen Polyimid und SOG oder ITO groß einzustellen, und um diesen Zweck zu erreichen, ist es ausreichend, dass CF₄ etwa 70% oder mehr gemäß 4 beträgt. Zum Beispiel wird die Oberfläche der Affinitäts-Bankschicht so behandelt, dass der Kontaktwinkel zu der Dünnfilmmateriallösung 30 Grad oder weniger ist. Und die Oberfläche der Nicht-Affinität-Bankschicht wird so behandelt, dass der Kontaktwinkel zu der Dünnfilmmateriallösung 40 Grad oder mehr ist.
Gemäß dem Vorhergesagten wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Plasmabehandlung bei verringertem Druck oder eine Plasmabehandlung bei atmosphärischem Druck unter Verwendung einer Fluorverbindung als Einleitungsgas ausgeführt, während Sauerstoff bei einem vorbestimmten Verhältnis eingemischt wird. Im Falle einer Plasmabehandlung vom Kapazitätskopplungstyp wird zum Beispiel das obengenannte Gas zu einer Reaktionskammer geleitet, eine Platte mit der Bankbildungsfläche 100 wird auf eine Elektrode gelegt, und ein elektrisches Feld wird von einer Stromversorgung angelegt. Zum Anlegen von Energie an die Reaktionskammer können verschiedene Methoden verwendet werden, einschließlich einer Gleichstrom-Anodisiermethode, einer Hochfrequenzmethode, einer induktiven Kupplung, einer Kapazitätskopplung, einer Mikrowellenmethode und einer Methode, die sowohl ein elektrisches Feld wie auch ein Magnetfeld anlegt.
Wenn zum Beispiel die Bankbildungsfläche 100 (untere Fläche des konkaven Abschnitts 101) mit einer solchen transparenten Elektrode wie ITO gebildet wird, und die Affinitäts-Bankschicht mit SiO₂, und die Nicht-Affinitäts-Bankschicht mit Polyimid, wird die Reihenfolge der Affinität für die Dünnfilmmateriallösung 130
Bankbildung → Affinitäts-Bankschicht → Nicht-Affinitäts → Bankschicht
nach der obengenannten Oberflächenbehandlung.
Dünnfilmbildungsschritt (3B bis D):
Im Dünnfilmbildungsschritt wird die Dünnfilmmateriallösung der Reihe nach in die konkaven Abschnitte 101 gefüllt, die von den Bänken 101 umgeben sind, um die Dünnfilmschichten zu laminieren.
Für die Dünnfilmmateriallösung 130, die bei einer Anzeige angewendet wird, werden zum Beispiel ein organisches Halbleitermaterial, Materialien, wo ein Lochversorgungselement als Lochtransportierschicht dotiert ist, oder ein Material, wo ein Elektronenversorgungselement als Elektronentransportierschicht dotiert ist, verwendet. Zum Anwenden der Dünnfilmmateriallösung 130 bei einem Farbfilter wird zum Beispiel Farbharz verwendet.
Die Menge der Dünnfilmmateriallösung, die eingefüllt wird, wird durch die Dicke der Schicht eingestellt, die an der Position gebildet wird, die der Dünnfilmschicht entspricht. Im Falle der Dünnfilmschicht 131 an der untersten Schicht wird die Menge an Dünnfilmmateriallösung so eingestellt, dass die Dicke nach dem Verdampfen der Lösemittelkomponente von der Dünnfilmlösung durch Wärmebehandlung annähernd dieselbe wird wie die Dicke der Affinitäts-Bankschicht 111 (gebrochene Linie in 3B). Für die Dünnfilmschichten 132–13n auf der Dünnfilmschicht 131 wird die Menge der Dünnfilmmateriallösung so eingestellt, dass die Dicke nach dem Verdampfen der Lösemittelkomponente von der Dünnfilmmateriallösung durch Wärmebehandlung annähernd dieselbe wird wie die Gesamtdicke der Nicht-Affinität-Bankschicht 12x und der Affinitäts-Bankschicht 11x + 1, die an der entsprechenden Position gebildet sind (3C und D).
Ein Verfahren zum Einfüllen der Dünnfilmmateriallösung ist vorzugsweise eine Tintenstrahlmethode. Wenn eine Tintenstrahlmethode verwendet wird, kann jede Menge an Fluid an jeder Position eingefüllt werden, und das Fluid kann durch eine derart kleine Vorrichtung eingefüllt werden, wie eine Vorrichtung, die für einen Heimdrucker verwendet wird.
Wenn die Dünnfilmmateriallösung durch eine Tintenstrahlmethode eingefüllt wird, wird die Dünnfilmmateriallösung erwärmt, um die Lösemittelkomponente zu entfernen. Zum Ausstoßen einer Flüssigkeit von einem Tintenstrahlaufzeichnungskopf muss die Viskosität normalerweise mehrere pc oder weniger sein. Daher wird eine Menge ausgestoßen, die höher als die Menge ist, die für die Dicke der fertigen Dünnfilmschicht erforderlich ist.
Unmittelbar nach dem Ausstoß kommt die Dünnfilmmateriallösung mit der Affinitäts-Bankschicht in Kontakt, die höher als die endgültige Dicke angeordnet ist. Während das Lösemittel verdampft und das Volumen durch die Wärmebehandlung abnimmt, nimmt der Flüssigkeitspegel der Dünnfilmmateriallösung ab, während er etwas zu den Bankwandflächen gezogen wird. Wenn der Flüssigkeitspegel zu der Nicht-Affinitäts-Bankschicht kommt, wird die Dünnfilmmateriallösung abgestoßen und der Kontaktpunkt zwischen der der Dünnfilmmateriallösung und den Wandflächen verschiebt sich zu der Affinitäts-Bankschicht, die eine Schicht tiefer liegt. Auf diese Weise fällt der Flüssigkeitspegel in Schritten, und wenn das Volumen der Dünnfilmmateriallösung auf einen Pegel nahe der Dicke der fertigen Dünnfilmschicht abnimmt, verschiebt sich der Kontaktpunkt zwischen dem Flüssigkeitspegel der Dünnfilmmateriallösung und den Wandflächen zu der Grenze zwischen der Affinitäts-Bankschicht, die sich an der tiefsten Position der Bankschichten befindet, mit der sich die Dünnfilmmateriallösung in Kontakt befindet, und der Nicht- Affinitäts-Bankschicht unmittelbar über der Affinitäts-Bankschicht.
Die Menge der Dünnfilmmateriallösung, die eingefüllt wird, wird so eingestellt, dass das Volumen der Dünnfilmmateriallösung nach eine Wärmebehandlung annähernd die Gesamthöhe der Nicht-Affinitäts-Bankschicht und der Affinitäts-Bankschicht wird, die sich an der untersten Schicht befindet, wenn die Dünnfilmmateriallösung eingefüllt wird. Nachdem sich der Flüssigkeitspegel zu der Grenze zwischen der Affinitäts-Bankschicht, die sich an der untersten Schicht befindet, und der Nicht-Affinitäts-Bankschicht unmittelbar über der Affinitäts-Bankschicht verschoben hat, fällt der Flüssigkeitspegel nicht mehr. Die Dicke in der Mitte der Dünnfilmmateriallösung nimmt allmählich durch die Abnahme im Volumen ab, und wenn die Dicke in allen Abschnitten von dem Teil, der mit den Bankwandflächen in Kontakt steht, zu dem Mittelteil dieselbe wird, verfestigt sich die Dünnfilmschicht und ist fertig.
In der Dünnfilmschicht 131 an der untersten Schicht wird zum Beispiel die Dünnfilmmateriallösung 130 in den konkaven Abschnitt 101, der von den Bänken 101 umgeben ist, durch den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 102 bis zu der Position ausgestoßen, die durch die gebrochene Linie in 3B dargestellt ist. Dann wird die Dünnfilmmateriallösung durch eine Wärmebehandlung eine flache Dünnfilmschicht 131. In der Dünnfilmschicht 132 über der Dünnfilmschicht 131 wird die Dünnfilmmateriallösung 130 auf die Dünnfilmschicht 131 durch den Tintenstrahlaufzeichnungskopf 102 bis zu der Position ausgestoßen, die durch die gebrochene Linie in 3C dargestellt ist. Dann wird die Dünnfilmmateriallösung durch eine Wärmebehandlung eine flache Dünnfilmschicht 132. Diese Bearbeitungsschritte werden wiederholt, bis die Dünnfilmschicht 13n gebildet ist.
Das Tintenstrahlverfahren kann eine Piezostrahlmethode oder eine Methode zum Ausstoßen durch Erzeugen von Blasen durch Wärme, oder eine Methode zum Ausstoßen durch elektrostatische Kraft sein. Im Falle einer Piezostrahlmethode besteht der Kopf aus einer Düse und einem piezoelektrischen Element, das in einer Druckkammer angeordnet ist. Wenn Spannung an das piezoelektrische Element angelegt wird, während Fluid in die Druckkammer eingefüllt ist, erfolgt eine Volumenänderung und Tröpfchen des Fluids werden aus der Düse ausgestoßen. Im Falle einer Ausstoßmethode durch Erzeugen von Blasen wird ein Heizelement in einer Druckkammer angeordnet, die an die Düse des Kopfs angeschlossen ist. Wenn das Heizelement erwärmt wird und das Fluid nahe der Düse kocht, werden Blasen erzeugt und das Fluid wird durch Volumenerweiterung ausgestoßen. Die Piezostrahlmethode ist bevorzugt, da das Fluid nicht durch Erwärmung beeinträchtigt wird.
Wie zuvor erwähnt, kann gemäß der ersten Ausführungsform jede Dünnfilmschicht flach gebildet werden.
Ebenso wird gemäß der ersten Ausführungsform eine Plasmabehandlung unter der Bedingung ausgeführt, dass Sauerstoff mit einer Fluorverbindung gemischt wird, wodurch die Nicht-Affinität der Bankoberfläche, die aus organischem Material besteht, und die Affinität der Bankoberfläche, die aus anorganischem Material besteht, und der Bankbildungsfläche für die Dünnfilmmateriallösung eingestellt werden können.
Ebenso kann gemäß der ersten Ausführungsform der Kontaktwinkel zum Erreichen eines Grades der Affinität gemäß den Eigenschaften, die in 4 dargestellt sind, leicht eingestellt werden. Das heißt, die Affinität zwischen den Bänken und der Bankbildungsfläche kann exakt kontrolliert werden, während eine hohe Adhäsion zwischen den Bänken und der Bankbildungsfläche beibehalten wird, ohne zahlreiche Schritte zur Affinitätskontrolle auszuführen, die für gewöhnlich erforderlich sind. Infolgedessen kann ein Überfließen der Dünnfilmmateriallösung von den Bänken verhindert werden, die Ausbeute kann verbessert werden und die Herstellungskosten können gesenkt werden.
(Zweite Ausführungsform)
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die schichtenförmige Anordnung von Bänken in einer Methode, die sich von der obengenannten Ausführungsform unterscheidet. In dieser Ausführungsform, wie in der obengenannten ersten Ausführungsform, werden Bänke in einer beliebigen Form auf der Bankbildungsfläche gebildet, und verschiedenen Anwendungen unterzogen, wobei ein vorbestimmtes Fluid in Flächen gefüllt wird, die von Bänken umgeben sind. Zum Beispiel kann diese Ausführungsform angewendet werden, wenn organisches Halbleitermaterial in Pixelflächen einer Anzeigevorrichtung unter Verwendung einer organischen Halbleiter-Dünnfilmvorrichtung gefüllt wird, oder wenn farbiges Harz in Pixelflächen eines Farbfilters gefüllt wird.
5 zeigt eine Querschnittsansicht von Herstellungsschritten der vorliegenden Ausführungsform.
Schritt zur Bildung des unteren Schichtfilms (5A bis C)
In dem Schritt zur Bildung des unteren Schichtfilms wird die Affinitäts-Bankschicht 111 auf der Bankbildungsfläche 100 gebildet. Zuerst wird anorganisches Material in derselben Methode wie in der obengenannten ersten Ausführungsform aufgetragen (5A). Dann wird eine Maske 140 auf der anorganischen Materialschicht in Übereinstimmung mit der Bankform gebildet (5B). Anschließend wird die anorganische Materialschicht zur Entfernung des anorganischen Materials geätzt, mit Ausnahme der Fläche, wo die Maske 140 angeordnet ist (5C). Das Ätzverfahren wird gemäß den Eigenschaften des Materials gewählt. Im Falle eines anorganischen Materials, wie SiO₂, kann nicht nur ein Trockenätzen, sondern auch ein Nassätzen unter Verwendung eines Ätzmittels wie Fluorwasserstoffsäure (HF) verwendet werden. Auf diese Weise wird die Affinitäts-Bankschicht 111 an der untersten Schicht gebildet. Dann wird ein organisches Material mit derselben Methode wie in der obengenannten Ausführungsform aufgetragen (5D). Anschließend wird eine Maske 142 auf der organischen Materialschicht in Übereinstimmung mit der Bankform aufgebracht (5E). Dann wird die organische Materialschicht geätzt und das organische Material entfernt, mit Ausnahme der Fläche, wo die Maske 142 angeordnet ist (5F). Das Ätzverfahren wird gemäß den Eigenschaften des Materials gewählt. Im Falle eines organischen Materials, wie Polyimid, kann nicht nur ein Trockenätzen, sondern auch ein Nassätzen, wie mit einem Ätzmittel wie NMP (N-Methylpyrrolidon), verwendet werden.
Auf diese Weise wird die Nicht-Affinitäts-Bankschicht 121 gebildet. Anders als in der obengenannten ersten Ausführungsform wird in dieser Ausführungsform die Affinitäts-Bankschicht nicht unter Verwendung der Nicht-Affinitäts-Bankschicht als Maske geätzt, sondern jede obere Schicht kann unabhängig geätzt werden, und daher können die Bankform in der Affinitäts-Bankschicht und die Bankform in der Nicht-Affinitäts-Bankschicht unterschiedlich sein. Zum Beispiel ist es möglich, die Breite der Bank zu verringern, während sich die Bearbeitung von den unteren zu den oberen Schichten fortsetzt, um eine Bank in Stufenform oder konisch zulaufender Form zu bilden. Wenn die Bänke auf diese Weise gebildet werden, kann die Dünnfilmmateriallösung, die zur Dünnfilmschicht wird, leicht eingefüllt werden, und wenn das Verdrahtungsmuster über den Bänken gebildet wird, kann eine Abtrennung der Verdrahtung verhindert werden. Durch Wählen einer passenden Form für die untere Bankschicht kann eine ideale Dünnfilmschicht gebildet werden.
Durch Wiederholen der obengenannten Schritte (5A bis F) für die erforderliche Anzahl von Schichtbildungen (z. B. n-Mal) werden die Bänke 110 gebildet, wie in 5G dargestellt ist.
Beschreibungen des Oberflächenbehandlungsschrittes und des Dünnfilmschichtbildungsschrittes werden unterlassen, da sie dieselben wie in der ersten Ausführungsform sind.
Wie zuvor beschrieben, werden gemäß der vorliegenden zweiten Ausführungsform nicht nur dieselben Effekte wie in der ersten Ausführungsform erzielt, sondern es kann auch eine optimale Form der Dünnfilmschicht für die Applikationsvorrichtung eingestellt werden, da die Form jeder Schicht der Bänke unterschiedlich sein kann.
(Beispiele)
Nun wird die Schichtstruktur von Beispielen erklärt, wenn die obengenannte Ausführungsform angewendet wird.
6 ist eine Querschnittsansicht eines Beispiels, wenn die vorliegende Erfindung bei einem Farbfilter angewendet wird. In diesem Farbfilter werden die Trennelemente 210 auf einer Platte 200 gitterförmig gebildet, wenn sie von oben betrachtet werden, wie in 6 dargestellt ist, und die farbigen Harze 231–233 werden in die Pixelflächen 201 gefüllt, die von den Trennelementen 210 umgeben sind. Die Platte 200 entspricht der Bankbildungsfläche der vorliegenden Erfindung und besteht aus transparentem Material mit guter Adhäsion mit den farbigen Harzen, wie Glas, Quarz und Harz. Die Trennelemente 210 entsprechen den Bänken der vorliegenden Erfindung und eine Harzschicht (oder anorganische Isolierfilmschicht) 211 wird als Affinitäts-Bankschicht gebildet, und eine schwarze Matrixschicht 211 wird als Nicht-Affinitäts-Bankschicht gebildet. Die Harzschicht (oder Isolierfilmschicht) 211 wird durch Formen eines Harzes in Bankformen gebildet. Die schwarze Matrixschicht 211 wird durch Auftragen eines anorganischen Materials oder eines anorganischen Isoliermaterials, das Kohlenstoff enthält, gebildet. Die farbigen Harzschichten 231 (rot), 232 (grün) und 233 (blau) entsprechen den Dünnfilmschichten der vorliegenden Erfindung und werden durch Einfüllen von Harzmischfarbstoffen in Primärfarben, wie rot, grün und blau, in jede Pixelfläche 201 gebildet.
Gemäß der obengenannten Konfiguration wird die Oberflächenbehandlung so ausgeführt, dass die Harzschicht (oder Isolierfilmschicht) 211 Affinität für das farbige Harz hat, und die Oberflächenbehandlung wird so ausgeführt, dass die schwarze Matrixschicht 221 Nicht-Affinität für das farbige Harz hat. Wenn daher das farbige Harz durch die Tintenstrahlmethode eingefüllt und eine Wärmebehandlung ausgeführt wird, werden die farbigen Harzschichten 231–233 flach gebildet. Daher kann eine Bildanzeige ohne ungleichförmige Helligkeit und Farbe ausgeführt werden.
7 ist eine Querschnittsansicht einer Schichtstruktur eines Beispiels, wenn die vorliegende Erfindung bei einem organischen Halbleiterleuchtelement einer Anzeige angewendet wird. Wie 7 zeigt, werden transparente Elektroden 341 und Bänke 310 auf der Ansteuerplatte 300 in diesem organischen Halbleiterleuchtelement gebildet, und die organische Halbleiterschicht 331 wird in den konkaven Abschnitten 301 gebildet, die von den Bänken 310 umgeben sind. Die Metallelektroden 351 sind auf der gesamten Oberfläche gebildet. In der Ansteuerplatte 300 sind mehrere Schichten aus TFT, Verdrahtung und Isolierfilmen laminiert, so dass die Spannung zwischen der transparenten Elektrode 341 und der Metallelektrode 351 angelegt werden kann. Die transparente Elektrode 341 wird durch Schichten von zum Beispiel ITO auf 0,05 μm bis 0,2 μm gebildet, so dass Licht von der organischen Halbleiterschicht 331 und das reflektierte Licht von der Metallelektrode 351 durchgelassen wird. Die Bank 310 besteht aus der Bodenschicht 311 und der oberen Schicht 321. Die Bodenschicht 311 besteht aus einem anorganischen Material mit Affinität für das organische Halbleitermaterial, das zum Beispiel Siliziumoxid oder Siliziumnitrid ist, und wird durch CVD, Sputtern oder verschiedene Beschichtungsverfahren gebildet. Die obere Schicht 321 besteht aus einem organischen Material mit Nicht-Affinität für das organische Halbleitermaterial, das eine organische Verbindung ist, die Polyimid, amorphes Silizium, Polysilizium oder Fluor, oder eine isolierende organische Verbindung enthält. Die organische Halbleiterschicht 331 besteht aus einem Material, das Licht ausstrahlt, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird, wie Polyphenylenvinylen (PPV) oder ein anderes bekanntes Material, und wird auf eine Schicht von 0,05 μm bis 0,2 μm aufgetragen. Die Metallelektrode 351 besteht aus Aluminium-Lithium (Al-Li) und wird auf eine Schicht von 0,1 μm bis 1,0 μm aufgetragen.
Gemäß der obengenannten Konfiguration wird die Oberflächenbehandlung so ausgeführt, dass die Bodenschicht 311 Affinität für die organische Halbleiterschicht 331 hat, und die obere Schicht 321 Affinität für die organische Halbleiterschicht 331 hat, und wenn daher das organische Halbleitermaterial durch eine Tintenstrahlmethode eingefüllt und eine Wärmebehandlung ausgeführt wird, wird die organische Halbleiterschicht 331 flach gebildet. Dadurch kann eine Bildanzeige ohne ungleichförmige Helligkeit und Farbe und ohne fehlende Farben ausgeführt werden. Ebenso wird ein Kurzschluss der Elektroden verhindert, wodurch die Zuverlässigkeit der Anzeige verbessert und die Lebensdauer verlängert wird.
8 ist eine Querschnittsansicht der Schichtstruktur eines anderen Beispiels, wenn die vorliegende Erfindung bei einem organischen Halbleiterleuchtelement einer Anzeige angewendet wird. Wie 8 zeigt, werden in diesem organi schen Halbleiterleuchtelement transparente Elektroden 441 und Bänke 410 auf der Ansteuerplatte 400 gebildet, und die Lochtransportschicht 431 und die Halbleiterschicht 432 werden in den konkaven Abschnitten 401, die von den Bänken 410 umgeben sind, schichtenförmig angeordnet. Die Metallelektroden 451 werden auf der gesamten Oberfläche gebildet. Die Ansteuerplatte 400, die transparente Elektrode 441, die organische Halbleiterschicht 432 und die Metallelektrode 451 sind dieselben wie im vorangehenden Beispiel, das in 7 dargestellt ist. Die Bank 410 besteht aus Affinitätsschichten 411 und 412 und Nicht-Affinitätsschichten 421 und 422, die abwechselnd schichtenförmig angeordnet sind. Die Affinitätsschicht 411 besteht aus einem anorganischen Material mit Affinität für das Lochtransportmaterial oder dem organischen Halbleitermaterial, das Siliziumoxid oder Siliziumnitrid ist, das durch CVD, Sputtern oder verschiedene Beschichtungsverfahren gebildet wird. Die Nicht-Affinitätsschicht 421 besteht aus einem organischen Material mit Nicht-Affinität für das organische Halbleitermaterial, das eine organische Verbindung ist, die Polyimid, amorphes Silizium, Polysilizium oder Fluor, oder eine isolierende organische Verbindung ist. Die Lochtransportschicht 431 besteht aus einem Material, das Löcher von der transparenten Elektrode 441, die eine Anode ist, zu der organischen Halbleiterschicht 432 transportieren kann, die zum Beispiel ein Lochversorgungselement aus einer ITO-Mischung ist.
Gemäß der obengenannten Konfiguration wird eine Oberflächenbehandlung so ausgeführt, dass die Affinitätsschicht 411 Affinität für die Lochtransportschicht 431 hat, und die Oberflächenbehandlung wird so ausgeführt, dass die Affinitätsschicht 412 Affinität für die organische Halbleiterschicht 432 hat. Ebenso wird die Oberflächenbehandlung so ausgeführt, dass die Nicht-Affinitätsschicht 421 Nichtaffinität für die Lochtransportschicht 431 und die organische Halbleiterschicht 432 hat. Wenn die Lochtransportschicht 431 und die organische Halbleiterschicht 432 durch ein Tintenstrahlverfahren eingefüllt und die Wärmebehandlung ausgeführt wird, werden die jeweiligen Schichten flach gebildet. Dadurch kann eine Bildanzeige ohne ungleichförmige Helligkeit und Farbe und ohne fehlende Farben ausgeführt werden. Ebenso wird ein Kurzschluss der Elektroden verhindert, wodurch die Zuverlässigkeit der Anzeige verbessert und die Lebensdauer verlängert wird.
Die Strukturen des Farbfilters und der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung sind nicht auf die obengenannten Beispiele beschränkt, sondern können auf verschiedene Weisen geändert werden. Zum Beispiel können in der organischen Elektrolumineszenzvorrichtung die Elektronentransportschicht und die anderen organischen Halbleiterschichten schichtenförmig angeordnet werden.
(Varianten)
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die obengenannten Ausführungsformen beschränkt, sondern die vorliegende Erfindung kann auf andere Weise angewendet werden, ohne vom Umfang der beiliegenden Ansprüche Abstand zu nehmen.
Zum Beispiel können das Affinitätsmaterial, Nicht-Affinitätsmaterial und die Bankbildungsmethode, die diese Materialien verwendet, auf verschiedene Weisen modifiziert werden, ohne auf die obengenannten Ausführungsformen beschränkt zu sein. Der Grund ist, dass ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung die Bildung der Dünnfilmschichten ohne Verzerrung ist, indem Schichten mit unterschiedlichem Affinitätsgrad abwechselnd angeordnet werden. Zum Beispiel können die Bänke nicht nur mit Materialien zur Bankbildung gebildet werden, die einen dicken Film bilden können, sondern die Bänke der vorliegenden Erfindung können auch durch Auftragen eines Materials mit Affinität oder eines Materials ohne Affinität auf der Bankoberfläche gebildet werden. Zum Beispiel weist Diethy lenglycolmethylethylether (C₂H₅OCH₂CH₂CH₂OCH₂CH₂OCH₃) oder 2-Fluoroctylethylacrylet (FCF₂₆CH₂CH₂OOOCH = CH₂) selbst Nicht-Affinität für eine Dünnfilmmateriallösung mit polaren Gruppenmolekülen auf.
Die obengenannte Oberflächenbehandlung ist nicht auf eine Plasmabehandlung beschränkt, sondern es kann jede Oberflächenbehandlungsmethode verwendet werden, die Oberflächen für verschiedene Affinitäten unter denselben Oberflächenbehandlungsbedingungen behandeln kann, wie in 4 dargestellt ist. Der Grund ist, dass ein wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung die Einstellung der Affinität durch Oberflächenbehandlung ist. Daher sind die Materialien, zwischen welchen die Affinität eingestellt wird, nicht durch ein anorganisches und organisches Material beschränkt, sondern die Oberflächenbehandlung der vorliegenden Erfindung kann bei spezifischen Materialien angewendet werden, zwischen welchen Affinitätseigenschaften, die in 4 dargestellt sind, auftreten.
Die obengenannten Bänke sind nicht durch die schichtenförmig angeordneten Affinitätsmaterialien und Nicht-Affinitätsmaterialien beschränkt. Zum Beispiel kann die Konfiguration der vorliegenden Erfindung so gebildet werden, dass ein einziges Element zuerst gebildet wird, dann die Fläche mit Affinität für die Dünnfilmmateriallösung und eine Fläche mit Nicht-Affinität für die Dünnfilmmateriallösung abwechselnd gebildet werden. Zum Beispiel ist es möglich, das Bankmaterial mit einem Affinitätsmaterial zu bilden, wobei ein Nicht-Affinitätsmaterial in Streifen aufgetragen wird. Für das Nicht-Affinitätsmaterial kann zum Beispiel Paraffin anstelle der Materialien der obengenannten Ausführungsformen verwendet werden. Es ist auch möglich, das Bankmaterial mit einem Nicht-Affinitätsmaterial zu bilden, wenn Ultraviolettstrahlen in Streifen ausgestrahlt werden, um Affinitätsflächen zu bilden, oder Ladungen in Streifen entfernt und Affinitätsmaterial unter Verwendung von Ladun gen aufgetragen wird. Wenn ein Metalldünnfilm auf der gesamten Oberfläche des Bankmaterials gebildet wird und in eine Schwefelverbindung mit Affinitätssubstituenten und eine Schwefelverbindung mit Nicht-Affinitätssubstituenten der Reihe nach von der Bodenschicht getaucht wird, können eine Affinitätsfläche und eine Nicht-Affinitätsfläche in Streifen durch einen monomolekularen Film gebildet werden.
Industrielle Anwendbarkeit
Gemäß dem Dünnfilmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung können Dünnfilmschichten ohne Verzerrung durch schichtenförmige Anordnung verschiedener Materialien für Bänke gebildet werden. Dies verbessert die Leistung und Zuverlässigkeit der Vorrichtung dramatisch.
Ebenso kann gemäß dem Dünnfilmbildungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Affinität des Dünnfilms so kontrolliert werden, das sie durch Ausführen einer Oberflächenbehandlung unter vorbestimmten Bedingungen schichtenförmig angeordnet wird, ohne zahlreiche Schritte zur Affinitätskontrolle durchzuführen. Daher Kosten, die bei der Affinitätskontrolle entstehen, verringert werden, und Filme mit gleichförmiger Filmdicke können schichtenförmig für den Dünnfilm angeordnet werden.
Gemäß der Anzeige der vorliegenden Erfindung wird der Dünnfilm durch das Filmbildungsverfahren schichtenförmig angeordnet, das mehrschichtigen Dünnfilm bilden kann, und daher können Dünnfilmschichten mit gleichförmiger Dicke schichtenförmig angeordnet werden. Dadurch kann eine Bildanzeige ohne ungleichförmige Helligkeit und Farbe und ohne fehlende Farben ausgeführt werden. Ebenso wird ein Kurzschluss der Elektroden verhindert, wodurch die Zuverlässigkeit der Anzeige verbessert und ihre Lebensdauer verlängert wird.
Gemäß dem Farbfilter der vorliegenden Erfindung wird der Dünnfilm durch das Dünnfilmbildungsverfahren schichtenförmig angeordnet, das einen mehrschichtigen Dünnfilm bilden kann. Daher können Dünnfilmschichten mit gleichförmiger Dicke schichtenförmig angeordnet werden. Somit kann eine Bildanzeige ohne ungleichförmige Helligkeit und Farbe erhalten werden.

Claims

Substratstruktur, umfassend: ein Substrat (100); mehrere Dünnfilmschichten (131–13n), die auf das Substrat laminiert sind; und eine Bank (110), die eine Fläche umschließt, in der die mehreren Dünnfilmschichten (131–13n) angeordnet sind, wobei die Bank (110) eine erste Bankschicht (111), eine zweite Bankschicht (121) und eine dritte Bankschicht (112) enthält, wobei die zweite Bankschicht (121) zwischen der ersten (111) und dritten (112) Bankschicht angeordnet ist, die erste (111) und dritte (112) Bankschicht aus einem von einem anorganischen Material und einem organischen Material gebildet sind, die zweite Bankschicht (121) aus dem anderen von dem anorganischen Material und dem organischen Material gebildet ist, die erste (111) und dritte (112) Bankschicht Affinität für die Dünnfilmschichten aufweisen, und die zweite Bankschicht (121) keine Affinität für die Dünnfilmschichten aufweist.
Substrat nach Anspruch 1, wobei die Bank (110) abwechselnd eine Affinitätsbankschicht (111–11n) mit Affinität für die Dünnfilmschichten (131–13n) und eine Nicht-Affinitätsbankschicht (121–12n) ohne Affinität für die Dünnfilmschichten (131–13n) umfasst.
Substrat nach Anspruch 1, wobei das Ausmaß der Affinität der Affinitätsbankschicht gegenüber einem flüssigen Material der Dünnfilmschichten, das in einem flüssigen Verfahren verwendet wird, größer als jenes der Nicht-Affinitätsbankschicht ist.
Substrat nach Anspruch 3, wobei das flüssige Material polare Moleküle umfasst.
Substrat nach Anspruch 3, wobei das flüssige Material nicht polare Moleküle umfasst.
Substrat nach Anspruch 2, wobei zumindest eine von der Affinitätsbankschicht und der Nicht-Affinitätsbankschicht oberflächenbehandelt ist, so dass sie Affinität beziehungsweise Nicht-Affinität aufweist.
Substrat nach Anspruch 2, wobei die Affinitätsbankschicht ein organisches Material enthält.
Substrat nach Anspruch 2, wobei die Affinitätsbankschicht ein anorganisches Material enthält.
Substrat nach Anspruch 2, wobei die Nicht-Affinitätsbankschicht ein organisches Material enthält.
Substrat nach Anspruch 2, wobei die Nicht-Affinitätsbankschicht ein anorganisches Material enthält.
Substrat nach einem der Ansprüche 3, 7 oder 9, wobei die Affinitätsbankschicht mit Plasma behandelt ist.
Substrat nach einem der Ansprüche 7 oder 9, wobei das organische Material eine organische Verbindung enthält, die Polyimid, amorphes Silizium, Polysilizium oder Fluor, oder eine isolierende organische Verbindung enthält.
Substrat nach einem der Ansprüche 8 bis 10, wobei das anorganische Material Al, Ta, Siliziumoxid oder Siliziumnitrid enthält.
Substrat nach Anspruch 2, wobei eine Dicke der ersten Dünnschicht so eingestellt ist, dass sie im Wesentlichen dieselbe Dicke ist wie die Affinitätsbankschicht in der untersten Schicht der Bank.
Substrat nach Anspruch 14, wobei eine Dicke jeder Dünnfilmschicht, die auf dem ersten Dünnfilm liegt, so eingestellt ist, dass sie im Wesentlichen dieselbe Dicke wie die entsprechende Gesamtdicke der Affinitätsbankschicht und der Nicht-Affinitätsbankschicht aufweist, die auf die der Bank entsprechenden Höhe geschichtet sind.
Substrat nach Anspruch 15, wobei die Dicke der Nicht-Affinitätsschicht in der oberen Schicht auf 500 nm oder weniger eingestellt ist, und die Dicke der anderen Nicht-Affinitätsbankschicht auf 100 nm oder weniger eingestellt ist.
Substrat nach Anspruch 1, wobei die Dünnfilmschichten einen organischen Halbleiter enthalten.
Substrat nach Anspruch 1, wobei die Dünnfilmschichten ein Farbfilter enthalten.
Substrat nach Anspruch 1, wobei die erste und dritte Bankschicht aus demselben Material bestehen.
Substrat nach Anspruch 1, wobei die Dicke der ersten Dünnfilmschicht dieselbe ist wie die Dicke der ersten Bankschicht, und wobei die Dicke der zweiten Dünnfilmschicht dieselbe ist wie die Dicke der Gesamtdicke der ersten und dritten Bankschicht.