JP2000353594A - 薄膜パターニング用基板 - Google Patents

薄膜パターニング用基板

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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 有機半導体膜や着色樹脂等の薄膜を形成する
際、画素毎での膜厚のばらつきが著しく少ないＥＬ素子
やＬＥＤ素子などの表示装置あるいはカラーフィルタな
どを提供する。 【解決手段】 基板上に、所定高さのバンクにより区切
られた被塗布領域にインクジェット法により形成された
薄膜層を有する薄膜素子において、バンクの幅をａ、高
さをｃ、被塗布領域の幅をｂ、薄膜層を形成する液体材
料の液滴径をｄとするとき、バンクを、ａ＞ｄ／４、ｄ
／２＜ｂ＜５ｄ、ｃ＞ｔ０（ｔ０）は薄膜層の膜厚、ｃ
＞ｄ／（２ｂ）の条件を満足するように基板上に形成す
る。また、無機材料で構成されるバンク形成面に有機材
料でバンクを形成し、導入ガスをフッ素系としフッ素過
多の条件下でプラズマ処理を行い、バンクで囲まれる領
域に薄膜材料液を充填して薄膜層を形成する。さらに、
有機物で形成したバンクを有する基板に、酸素ガスプラ
ズマ処理後、フッ素系ガスプラズマ処理を行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】薄膜パターニング用基板およ
びその表面処理 本発明は、有機半導体膜を用いたＥＬ（エレクトロルミ
ネッセンス）素子やＬＥＤ（発光ダイオード）素子など
の表示装置あるいはカラーフィルタの製造に適した薄膜
形成技術に係わる。
【０００２】特に、フルカラー有機ＥＬ（エレクトロル
ミネッセンス）素子、カラーフィルタなど、特性の異な
る薄膜を同一基板上にパターニング成膜するための基
板、薄膜形成方法、および薄膜素子に関する。また、イ
ンクジェット方式によって薄膜層を形成しやすく、かつ
平坦な薄膜層が形成可能で、微細パターニングを必要と
する薄膜形成方法に関する。さらに、基板上に形成した
バンクで囲まれた領域に薄膜材料液をインクジェット法
あるいはスピンコート等で高精細にパターニング充填す
るための表面改質方法、及びこの表面改質方法を利用し
て薄膜を形成する方法、並びにこの薄膜を備えた表示装
置およびその製造方法に関する。
【０００３】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
同一基板に特性の異なる薄膜を塗布により所定のパター
ンで形成して、機能素子を得ようとする技術が開発され
ている。その有力な方法としてインクジェット方式によ
り、同一基板上に異なる薄膜パターンの形成がなされて
いる。しかしながら、インクジェット方式を用いる場合
では、基板上で異なる薄膜材料が混合するといったプロ
セス面での問題が生じる。具体的には、インクジェット
方式を利用してＥＬ素子などの表示装置における有機半
導体材料やカラーフィルタにおける着色樹脂等の薄膜材
料を塗設する技術が用いられているが、インクジェット
方式を利用して液体材料を充填し薄膜のパターンを形成
する場合、吐出された液体材料が隣接する画素に流出す
る等の問題が生じている。
【０００４】このような問題に対して、通常、異なる薄
膜領域を仕切る凸状の仕切部材（「バンク」または「凸
部」とも呼ばれる）を設け、該仕切部材で囲まれた領域
に異なる薄膜となる液体材料を充填する方法が採られて
いる。上記表示素子の例では、各色素領域を仕切る仕切
部材を設け、各仕切領域で囲まれた領域に画素を構成す
る材料を充填する方法が採られる。
【０００５】最近の機能素子、特に表示装置では一般に
薄さが要求され、仕切部材の高さがそれに従い制限され
るにもかかわらず、仕切部材で囲まれる領域には、製膜
後の体積に比較してはるかに大量の液体材料が充填され
ている。
【０００６】このため、仕切部材に囲まれた領域に吐出
される液滴の大きさと仕切部材表面やこれに囲まれる領
域の面積とのバランスのまずさから問題が生じる。この
問題を以下に説明する。
【０００７】仕切部材が、充填すべき薄膜材料である液
体材料に対して親液性、或いは濡れ性を有すると場合、
仕切り部材があっても仕切り部材に引っ張られ、最終的
な薄膜では所望の膜厚を得ることができず、また、液体
材料の量を多くすれば、液体材料は容易に隣接する領域
に流出してしまう。
【０００８】一方、仕切り部材で囲まれた領域の表面
は、液体材料がこれに均一に濡れ拡がるように、液体材
料に対して高い親和性、濡れ性を有する必要がある。さ
もなくば、液体材料が仕切部材で囲まれた領域に濡れ拡
がらず、特にＥＬ素子のような表示素子では画素におけ
る色抜けや色むらが生じてしまう。
【０００９】このような問題に対して、例えば、特開平
９−２０３８０３号公報、特開平９−２３０１２９号公
報には、仕切部材の上部を撥液性にし、それ以外の部分
が親液性となるように表面処理をする技術が提案されて
いる。
【００１０】これらの従来例はともに、仕切部材の上面
に撥液性の材料からなる層（フッ素化合物からなる層）
を形成するもので、特開平９−２０３８０３号公報に
は、非親和性を示す層を仕切部材の上部に塗布し、仕切
部材で囲まれた領域の表面を親水性基界面活性剤で処理
する技術が記載されており、特開平９−２３０１２９号
公報には、更に紫外線照射により仕切部材で囲まれた凹
部を親和性にする技術が記載されている。その論理的考
察については、International Display ResearchConfer
ence 1997,pp238-241に記載されている。
【００１１】しかしながら、前記従来技術におけるよう
に、仕切部材上面の撥液性及び仕切部材で囲まれる領域
の親液性がある程度実現されたとしても、例えば、イン
クジェット方式を用いて液体材料を塗布する場合は、吐
出される液滴の大きさと、上記仕切部材表面やこれに囲
まれる領域の面積に対して極端に大きいあるいは小さい
など、これらのバランスが著しく悪い場合は、液体材料
が被塗布領域に正確に充填されず、精度の高いパターニ
ングが不可能となることがわかった。例えば、上記液滴
の大きさが仕切部材に囲まれる領域よりも大きく成り過
ぎると液滴が仕切部材上に乗り上げ、更に仕切部材上部
表面が狭い場合は液滴が目的とする被塗布領域に隣接す
る領域に溢れ出てしまう。
【００１２】このように、液滴の大きさと、仕切部材や
これに囲まれる領域の面積との関係が適性でない場合
は、上記のような問題に起因して仕切部材で囲まれた領
域間での薄膜材料液の混合や形成する薄膜毎に膜厚のば
らつきを生じることとなる。
【００１３】また、仕切部材で区画された領域に薄膜材
料を充填する際には仕切り部材の薄膜材料液に対する親
和性に関して更に問題も生じる。
【００１４】仕切部材や仕切部材で囲まれた領域が、薄
膜材料液に対してどのような濡れ性（親和性）を示すか
で充填された薄膜材料液の挙動が異なる。既述したよう
に、仕切部材の表面が薄膜材料液に対し親和性（親水
性）を示すと、仕切部材の高さを超える量の材料を充填
した場合に、仕切部材があっても薄膜材料液は容易に隣
接する仕切部材で囲まれた領域に流出してしまう。逆に
仕切部材の表面が薄膜材料液に対し適度に非親和性（撥
水性）を示すと、仕切部材の高さを超える量の材料を充
填しても材料の表面張力により隣の仕切部材で囲まれた
領域に薄膜材料液が流れ出すことはない。
【００１５】そしてより具体的な基板表面の改質法とし
て特定の性質を得るため当該表面のカラーフィルターの
製造、例えば、既述した特開平９−２０３８０３号公
報、特開平９−２３０１２９号公報、更には特開平９−
２３０１２７号公報に記載されているもの、すなわち、
バンク表面をフッ素系化合物で撥インク処理する方法で
あって、バンクで囲まれる領域を親水性基を有する界面
活性剤等で処理する技術（特開平９−２０３８０３号公
報）、エッチングにより処理する方法（特開平９−２３
０１２７号公報）、あるいはエネルギー照射（特開平９
−２３０１２９号公報）により親インク処理があげられ
る。
【００１６】しかしながら、特に、フッ素系化合物材料
を用いて部材表面を撥インク性にする場合、あるいはフ
ッ素系化合物材料を用いて部材を形成する場合、前記フ
ッ素系材料と部材を形成する下地層あるいは下地基板と
の密着性が悪くなり基板上にバンクを形成する技術へ応
用を考えると問題がある。また、部材、特にバンク自体
を撥インク性のフッ素系化合物材料等で形成できたとし
てもフォトリソグラフィーによるパターニング後、バン
ク領域に残さが生じバンク表面の親インク性が損なわれ
るおそれがある。
【００１７】また、上記公知技術では仕切部材上部を非
親和性にするためだけに非親和性を示す材料の塗布、乾
燥、除去等が必要となり、工程数が多くならざるを得な
かった。また、紫外線照射を行う場合には多くの材料で
親和性となる傾向がある。材料が非親和性材料であって
も紫外線照射により若干親和性を生ずるようになり、折
角の非親和性処理が無駄になる傾向があった。特に、特
開平９−２３０１２９号公報には紫外線を表裏の両面か
ら照射することで親和性の程度を制御する旨が規定され
ているが、非親和性と親和性との親和性の制御、例えば
薄膜材料液に対する接触角をそれぞれどのように設定す
るかについては不明であった。
【００１８】また、仕切部材の撥液性が強い場合、仕切
部材の側壁で薄膜材料の液がはじかれるため、成膜後の
厚みが仕切部材で囲まれた領域の中央部で厚く周辺部で
薄くなる。これでは、表示素子に画素での色むらが生じ
る。特に、ＥＬ素子においてはショートが生じ易く信頼
性の低下につながる。
【００１９】仕切部材の表面に撥液処理を施して、その
側面に親和性（親液性）を付与した場合には、薄膜材料
を提供して成膜後の厚みが仕切部材で囲まれた領域の周
辺で薄くなることはないが、薄膜材料の液の大部分が仕
切部材の側面に引っ張られるため、薄膜の裾部分、即
ち、基板と接する部分で膜厚がより大きくなるだけでは
なく、膜厚の制御が困難となることもない。
【００２０】有機物質の表面エネルギー（濡れ性）の改
質方法として、プラズマ処理を行うことはよく知られて
いる。このような表面改質方法としては、例えば、特開
昭６３−３０８９２０号公報に記載されているものがあ
る。この公報に記載された表面改質方法は、フッ素系ガ
スと酸素ガスを含む混合ガスプラズマを用いて有機物質
表面を処理し、前記混合ガスの混合比を変えることによ
り、前記有機物質の表面エネルギーを制御するものであ
る。
【００２１】また、ガラスやＩＴＯ（Indium Tin Oxid
e）などの無機物表面を親水化するためにＵＶ照射や酸
素プラズマ処理をする方法も良く知られた手法である。
【００２２】しかしながら、同一基板上に有機物或いは
無機物からなる層のパターンを設ける場合、この基板に
おいてプラズマ処理やＵＶ照射により各々の材料の濡れ
性を簡便かつ厳密に制御する技術は報告されていない。
混合ガスプラズマ処理により有機物質表面あるいは有機
物で形成される部材表面に撥インク性を付与する方法で
は、効率よく撥インク性を付与することができなかった
り、表面の撥インク性が一過性であり、熱工程を経た
り、時間が経過すると撥インク性が劣化するという問題
がある。
【００２３】また、エネルギー照射により、親インク処
理を行う場合、バンク表面の撥インク性を損なうおそれ
があり、バンク表面の撥インク性とバンク表面の親イン
ク性を同時に達成することは困難である。
【００２４】このように異なる薄膜材料を供給し、所定
のパターンの薄膜を形成する方法、特に基板上に形成さ
れた仕切部材（バンク）で囲まれた領域に薄膜材料液を
充填し、薄膜を形成する方法においては、バンク、凹部
の濡れ性（撥インク性と親インク性）を適切に制御する
ことが重要である。バンクに撥インク性がなければ、バ
ンク上にインク残さを生じるだけでなく、バンクを挟ん
で隣接する凹部に異なる薄膜材料液を充填する場合、該
バンクを乗り越えて異なる薄膜材料液が互いに混合して
しまうことになる。このような場合が生じると、所望の
特性を有する薄膜を形成することができない。
【００２５】一方、バンクを挟んで隣接する凹部に異な
る薄膜材料液を用いて薄膜を形成する例として、カラー
有機ＥＬ素子や、液晶表示装置に用いられるカラーフィ
ルターなどが挙げられるが、これらを製造する場合、バ
ンクは撥インク性でありかつバンクで囲まれる領域つま
りＩＴＯやガラス基板表面上は親インク性でなければな
らない。凹部に親インク性がなければ画素内での濡れ広
がりが悪く色抜けや膜厚ムラの原因となる。
【００２６】さらに上記方法では撥インク処理に加え、
さらに画素領域つまり凹部の親インク処理工程が必要と
なり、供給するインクの制御が困難であることや工程が
多くなってしまうという難点を有する。
【００２７】本発明はこのような状況下で、成し遂げら
れたものである。本発明は、特性の異なる薄膜を同一基
板上にパターニング成膜する場合、薄膜材料液体がバン
クを超えて流れ出るという事態を防止し、平坦且つ均一
厚みの色むらなどの無い安定した特性の薄膜層を確実に
高精度に比較的簡単に歩留まり良く形成でき、高精細な
微細パターニングを可能とすることを主要な目的とす
る。
【００２８】本発明の第１の目的は、有機半導体材料や
着色樹脂等の薄膜をインクジェット方式やバブルジェッ
ト（登録商標）方式などの吐出方式により形成する際
に、薄膜領域毎での混合が起こらず膜厚のばらつきが著
しく少なく高精度にパターニングされた、有機ＥＬ素
子、カラーフィルタ等の薄膜素子を提供することにあ
る。また、この目的に付随して、本発明は、この薄膜素
子を製造することに供される薄膜パターニング用基板、
この薄膜素子を備えた表示装置、さらにこの薄膜素子を
得るための薄膜形成方法を提供することも目的とする。
【００２９】さらに、本発明の第２の目的は、半導体素
子、電子デバイスなどの配線などの導電薄膜をスピンコ
ート法やディップ法で形成する際に、更に微細なパター
ニングを可能にする基板薄膜素子、薄膜形成方法、この
方法で形成した薄膜素子、この薄膜素子を備えた表示装
置、および、この表示装置を備えた電子機器をそれぞれ
提供することにある。
【００３０】本発明の第３の目的は、簡便かつ適切な濡
れ性の制御を目的としたバンクを形成した基板の表面改
質方法、及びこの表面改質方法を利用して薄膜を形成す
る方法、並びにこの薄膜を備えた表示素子・表示装置及
びこれらの製造方法を提供することである。
【００３１】本発明の第４の目的は、プラズマ処理を一
定条件で管理することで、バンク自体はバンク形成面と
の高い密着性を保ちながら、親和性制御のために多数の
工程を経ることなくバンクとバンク形成面との親和性を
確実に制御することができる薄膜形成方法を提供するこ
とである。これにより、薄膜材料液がバンクを超えて流
れ出ることを防止し、歩留まりを向上させ、製造コスト
を減少させることである。
【００３２】本発明の第５の目的は、プラズマ処理を一
定条件で管理することでバンクとバンク形成面との親和
性を確実に設定することにより、薄膜材料液がバンクを
超えて流れ出ることが防止でき、かつ均一な厚みの薄膜
層を有する表示装置を提供することである。これによ
り、明るさや色にむらが生じない画像表示が行え、信頼
性を向上させることである。
【００３３】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記第１
目的を達成するために鋭意研究を重ねた結果、既述の吐
出方式を用いた薄膜形成において、液体材料に対する上
記仕切部材表面の撥液性及び仕切部材で囲まれる領域の
親液性を調節するのみならず、更に、吐出される液体材
料の液滴の大きさと、仕切部材及び該仕切部材で囲まれ
る領域の面積との関係を最適化することにより、上記本
発明の第１の目的を達成しうることを見出したものであ
る。
【００３４】また、スピンコート法やディップ法を用い
た薄膜形成においては、液体材料に対する前記仕切り部
材及び仕切り部材で囲まれる領域の濡れ性の制御に加
え、この液体材料の表面張力を特定の値に調整すること
により、上記本発明の第２の目的を達成しうることを見
出したものである。本発明はかかる知見に基づいて完成
したものである。
【００３５】すなわち、本発明は前記第１目的を達成す
るために、基板上に、所定の高さのバンク、及び該バン
クにより区切られた被塗布領域にインクジェット法によ
り薄膜層のパターンを形成する薄膜パターニング基板或
いはこのパターニング基板に形成された表示素子であっ
て、上記バンクの幅をａ（μｍ）、その高さをｃ（μ
ｍ）とし、被塗布領域の幅をｂ（μｍ）とし、かつ、薄
膜層を形成する液体材料の液滴径をｄ（μｍ）とすると
き、上記バンクが、次の特性を持つことを特徴とするも
のである。
【００３６】（１） バンクが、ｄ／２＜ｂ＜５ｄを満
足するように基板上に形成されてなる。この特性範囲を
満たすことによって、液体材料がバンクに乗り上げず、
画素内の混色が防止される。さらに、次の特性の少なく
とも一つがこの特性に付加される。
【００３７】（２） ａ＞ｄ／４： ｂが小さい場合、
ａ＞ｄ／４ならば、液体材料はバンクに乗り上げること
があるが、被塗布領域内の薄膜材料の混合が防止され
る。
【００３８】（３） ｃ＞ｔ０ 〔ｔ０（μｍ）は薄膜
層の膜厚〕 （４） ｃ＞ｄ／（２ｂ） なお、ストライプまたは四角形の被塗布領域の場合、上
記パラメータａ，ｃは一定になるが、画素がサークルの
場合、パラメータａは画素間最短距離であり、パラメー
タｃは直径になる。
【００３９】前記第２目的を達成するための本発明は、
基板上に形成された所定の高さのバンクと、このバンク
によって区切られた被塗布領域と、この領域に、ディッ
プ法又はスピンコート法により形成される薄膜層と、を
有するように構成されてなる薄膜素子において、所定の
表面処理（濡れ性の制御）がなされた基板を用い、前記
薄膜層を、表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下の液体材
料を用いて、形成してなることを特徴とする。
【００４０】液体材料の表面張力をこの範囲にすること
により、数ミクロン以下の幅でパターニング薄膜の形成
がスピンコート法やディップ法で可能になる。
【００４１】本発明では、これらの薄膜素子を得るため
の薄膜形成方法、この薄膜素子を表示素子として備える
表示装置、さらに、この表示装置を備える電子機器が提
案される。
【００４２】前記第３以降の目的を達成するものとし
て、本発明者がなし得た後述する発明に共通する発明概
念は、基板においてバンクで囲まれた領域に薄膜形成材
料を充填するための表面改質方法であって、バンクが形
成された基板全表面に一連の表面改質処理を均一に行
い、この一連の処理によりバンク部分表面の薄膜形成材
料に対する非親和性を、バンク間部分の表面のそれに対
して高める工程を有する表面改質技術、又はこの表面改
質技術を利用した薄膜形成技術、又はこれを利用した薄
膜パターニング基板、又はこれを利用したＥＬ素子等の
表示素子、又はこの素子を利用した表示装置である。
【００４３】既述の従来例が、例えばパターニングの前
のフォトレジスト上全面に撥水処理を行った後パターニ
ングして表面処理されたバンクパターンを得たり、バン
ク形成後マスクを施して表面処理を行うのに対して、こ
の本発明によれば、予め形成されたバンクを有する基板
表面のほぼ全面に一律に一連の処理を行い、プラズマ処
理等表面処理の途中で表面処理とは異種の工程が関与し
ないようにして、一気に目的とする表面処理を行うこと
ができる。ここで、一連の表面改質処理とは、後述のよ
うに、好適には、無機材料で構成されたバンク形成面に
有機材料からなるバンクが形成された基板に後述のプラ
ズマ処理を一気に適用する処理である。
【００４４】そこで、前記第３の目的を達成する発明
は、基板においてバンクで囲まれた領域に薄膜形成材料
を充填するための表面改質方法であって、無機材料で構
成されるバンク形成面に有機材料でバンクを形成するバ
ンク形成工程と、所定の表面処理を行った場合に、バン
クがバンク形成面に比べて薄膜材料液に対する非親和性
の程度がより高くなるような一定条件下でバンクおよび
バンク形成面に対して表面処理を施す表面処理工程と、
を備えることを特徴とする。
【００４５】さらに、この発明の他の形態は、バンクで
囲まれた領域に薄膜材料液を充填して薄膜層を形成する
薄膜形成方法であって、無機材料で構成されるバンク形
成面に有機材料でバンクを形成するバンク形成工程と、
所定の表面処理を行った場合に、バンクがバンク形成面
に比べて薄膜材料液に対する非親和性の程度がより高く
なるような一定条件下でバンクおよびバンク形成面に対
して表面処理を施す表面処理工程と、表面処理がされた
バンクで囲まれる領域に薄膜材料液を充填して薄膜層を
形成する薄膜層形成工程と、を備えることを特徴とす
る。
【００４６】ここでバンクとは、既述のとおり、例えば
有機半導体薄膜素子を利用した表示装置の画素を仕切る
ために設けたり、カラーフィルタの画素領域を仕切るた
めに設けたりする仕切部材のことをいう。バンク形成面
とはこのバンクを設ける面のことで、表示装置等の駆動
基板であってもカラーフィルタ等の透明基板等であって
もよい。
【００４７】表面処理としては、例えば導入ガスにフッ
素またはフッ素化合物を含んだガスを使用し、減圧雰囲
気下や大気圧雰囲気下でプラズマ照射をする減圧プラズ
マ処理や大気圧プラズマ処理を行う。一定条件として
は、フッ素系化合物および酸素を含んだガス中でプラズ
マ処理が行われることが挙げられる。この条件下では無
機材料の表面にはプラズマ放電により未反応基が発生
し、酸素により未反応基が酸化されてカルボニル基や水
酸基等の極性基が発生する。極性基は水等の極性分子を
含んだ流動体に対して親和性を示し、非極性分子を含ん
だ流動体に対し非親和性を示す。有機材料表面において
も上記のような反応と並行してフッ素系化合物分子が有
機材料表面に入り込む現象も生ずる。特にフッ素系化合
物が酸素よりも多い場合、例えばフッ素系化合物および
酸素の総量に対するフッ素系化合物の含有量が６０％以
上に設定されていると、フッ素系化合物の量が過多のガ
ス雰囲気化では酸素による酸化反応よりも、フッ素系化
合物の混入化現象の方が盛んになるため、酸化反応によ
る影響よりも混入化現象により表面が非極性化される。
したがって有機材料をフッ素系化合物が過多の条件でプ
ラズマ処理すると、極性分子を含んだ流動体に対して非
親和性を示し、非極性分子を含んだ流動体に対して親和
性を示すようになる。
【００４８】フッ素またはフッ素化合物を含んだガスと
しては、例えばＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３等のハロゲン
ガスを用いる。この条件下で表面処理を施すと有機材料
と無機材料との間で流動体に対する接触角が大きく異な
るようにその表面の親和性が調整される。上記表面処理
により薄膜材料液のバンク形成面に対する接触角が２０
度以下になるように表面処理の条件が設定される。また
薄膜材料液のバンク形成面に対する接触角が５０度以上
になるように表面処理の条件が設定される。バンクが二
層で形成される場合、表面処理により、バンク下層の薄
膜材料液に対する親和性が画素電極のそれ以下であって
バンク上層のそれ以上に設定される。例えばバンク上層
の表面が薄膜材料液に対し接触角が５０度以下になるよ
うに表面処理の条件が設定される。バンク下層の表面が
薄膜材料液に対し接触角が２０度乃至４０度の範囲にな
るように表面処理の条件が設定される。
【００４９】ここで親和性であるか非親和性であるか
は、充填する薄膜材料液がどのような性質を備えている
かで決まる。例えば親水性のある薄膜材料液であれば、
極性基を有する表面が親和性を示し、非極性基を有する
表面が非親和性を示す。逆に親油性のある薄膜材料液で
あれば、極性基を有する表面が非親和性を示し、非極性
基を有する表面が親和性を示す。薄膜材料を何にするか
は、製造対象によって種々に変更して適用することにな
る。
【００５０】好ましくは、バンク形成工程は、バンクを
上層および下層の二層で形成する。具体例としてこのバ
ンク形成工程は、バンク形成面に下層膜を形成する下層
膜形成工程と、下層膜上でバンクの形成領域に合わせて
上層を形成する上層形成工程と、上層をマスクとして当
該上層が設けられていない領域の下層膜をエッチングし
て除去する除去工程と、を備える。
【００５１】また別の具体例としてバンク形成工程は、
バンク形成面に下層膜を形成する下層膜形成工程と、当
該下層膜をバンク下層の形成領域に合わせて露光・現像
する工程と、下層を覆って上層膜を形成する上層膜形成
工程と、当該上層膜をバンク上層の形成領域に合わせて
露光・現像する工程と、を備える。
【００５２】適用例としてバンクで囲まれる領域には画
素電極が設けられ、薄膜材料液は薄膜発光素子を形成す
るための有機半導体材料である場合が挙げられる。これ
は有機半導体表示装置である。このとき例えば画素電極
はＩＴＯ電極膜である。具体的には、バンクはポリイミ
ドなどの絶縁有機材料であることが好ましい。またバン
ク下層を設ける場合には、シリコン酸化膜、シリコン窒
化膜またはアモルファスシリコンを用いる。
【００５３】さらに前記第４の目的を達成する本発明
は、基板上に形成されたバンクで囲まれた領域に薄膜材
料液を充填するための表面改質方法であって、バンクが
形成された基板に、酸素プラズマ処理を行う第一工程と
これに続けてフッ素系ガスプラズマ処理を行う第二工程
とを備えた表面改質方法を提供するものである。
【００５４】この方法によれば、酸素ガスプラズマ処理
により、まずガラス、ＩＴＯなどの無機物基板の表面を
前記薄膜材料液に対して親液性（親和性）にすることが
できる。
【００５５】前記第一工程で行う酸素プラズマ処理は、
基板上にバンクを有機物で形成した場合の残さをアッシ
ングするだけでなく有機物表面を活性化することによ
り、続けて行われるフッ素系ガスプラズマ処理による撥
液化を効率よく行うために有効である。
【００５６】前記第二工程でフッ素系ガスプラズマ処理
を行うことにより有機物表面がフッ素化（テフロン化）
され半永久的な撥液性を有機物に付与することができ
る。このフッ素系ガスプラズマ処理により基板上の親液
性は損なわれることはなく、簡便な方法で同一基板上に
選択的に親液性、撥液性の表面を形成することができ
る。
【００５７】また、少なくとも前記第一工程及び第二工
程のいずれかのプラズマ処理は、大気圧下で処理される
大気圧プラズマとすることができる。あるいは、少なく
とも前記第一工程および第二工程のいずれかのプラズマ
処理は、減圧下で処理される減圧プラズマとすることが
できる。
【００５８】また、基板上の汚染の程度が低ければ、フ
ッ素プラズマ処理だけでもよい。特に、減圧プラズマで
は、基板表面は洗浄され、バンクを形成する有機物をテ
フロン化することができる。
【００５９】前記基板は、無機物から構成することがで
きる。この無機物からなる基板表面を親液化することも
できる。
【００６０】前記基板上に形成されたバンクにおいて、
少なくとも該バンクの上面を有機物で形成することがで
きる。あるいは、前記基板上に形成されたバンクにおい
て、該バンクの上面および側面を有機物で形成すること
もできる。さらにまた、前記基板上に形成されたバンク
において、当該バンクを下層の無機物と上層の有機物の
２層で形成することもできる。また、前記基板上に形成
されたバンクにおいて、当該バンクを下層の無機物と上
層の有機物の２層で形成し、当該無機物の少なくとも側
面を該有機物で覆われていないようにすることもでき
る。
【００６１】また、前記バンクを形成する有機物表面
は、撥液化（非親和性）にすることができる。そしてま
た、前記バンクを形成する有機物表面は、テフロン化す
ることもできる。さらにまた、前記バンクを形成する有
機物表面を撥液化し、かつ前記無機物からなる基板表面
を親液化することもできる。
【００６２】バンクを形成する有機材料にはもともと撥
液性の材料を使う必要がないので材料選択の幅が広が
る。
【００６３】また、処理時間、ガスの種類、ガス流量、
プラズマ強度、プラズマ電極と基板距離等の条件により
容易に表面エネルギー（親液性、撥液性）を制御でき
る。
【００６４】前記薄膜材料液の前記基板表面に対する接
触角を３０度以下に、前記バンク表面に対する接触角を
５０度以上にすることができる。
【００６５】前記薄膜材料液の基板表面に対する接触角
が３０度を超えると、薄膜材料液がバンクで囲まれた基
板上に全面濡れ広がらない或いは均一に濡れ広がらず膜
厚ムラを生じる。一方、前記薄膜材料液の前記バンク表
面に対する接触角が５０度より低いと、薄膜材料液がバ
ンク上部にも付着したり、あるいはバンク側に引っ張ら
れバンクを超えて隣接する基板内に流出してしまうこと
になる。つまり前記薄膜材料液の所望の場所へのパター
ニングができなくなってしまう。
【００６６】また、バンクを２層から形成し、下層に無
機材料を用い、接触角で２０度〜５０度になるように制
御することにより、バンク裾で膜がついてない或いは薄
くなってしまう問題を解決することができる。
【００６７】よって上記表面改質方法によりバンクで囲
まれた領域にインクジェット法あるいはスピンコート等
の塗膜方法により薄膜材料液を高精度にパターニングす
ることが可能となる。上記表面改質を行った基板とイン
クジェット法による薄膜形成法を用いれば簡便かつ低コ
ストで高精細なカラーフィルターならびにフルカラー有
機ＥＬ素子を製造することが可能となる。
【００６８】またさらに第５の目的を達成する本発明
は、基板上に形成されたバンクで囲まれた領域に薄膜材
料液を充填し、薄膜を形成する方法であって、前述した
表面改質が施された基板のバンクで囲まれた領域に、当
該表面改質後直ちにインクジェット方式によって前記薄
膜材料液を充填する工程を備えた薄膜形成方法を提供す
るものである。
【００６９】また、第５の目的を達成するめ、本発明
は、基板上に形成されたバンクで囲まれた領域に薄膜材
料液を充填し、薄膜を形成する方法であって、前述した
表面改質が施された基板のバンクで囲まれた領域に、当
該表面改質後直ちにスピンコート法あるいはディップ法
等によって前記薄膜材料液を充填する工程を備えた薄膜
形成方法を提供するものである。
【００７０】さらにまた、第５の目的を達成するため、
本発明は、前述した薄膜形成方法により形成した薄膜を
備えた表示装置を提供するものである。この表示装置
は、カラーフィルターや、有機ＥＬ素子からなることが
できる。
【００７１】また、本発明は、第５の目的を達成するた
め、前述した薄膜形成方法により薄膜を形成する表示装
置の製造方法を提供するものである。
【００７２】
【発明の実施の形態】以下に、特許請求の範囲の請求項
１〜２９に記載の発明を実施した第１〜第３の実施例お
よびその変形例を説明する。
【００７３】（１）：第１の実施例（インクジェット法
を用いる態様） 本発明の表示装置は、基板上に、所定の高さのバンク、
及び該バンクにより区切られた基板表面にインクジェッ
ト法により形成される薄膜層を有する表示装置におい
て、上記バンクの幅をａ（μｍ）、その高さをｃ（μ
ｍ）とし、上記バンクに区切られる被塗布領域の幅をｂ
（μｍ）とし、かつ、薄膜層を形成する液体材料の液滴
径をｄ（μｍ）とするとき、上記バンクが、ａ＞ｄ／
４、ｄ／２＜ｂ＜５ｄ、ｃ＞ｔ０ 〔ｔ０ （μｍ）は
薄膜層の膜厚〕、及びｃ＞（１／２）×（ｄ／ｂ）の各
々の式を満足するように基板上に形成されたものであ
る。
【００７４】図１はインクジェット法により本発明の表
示装置を形成する際の基板に設けられたバンクと液滴の
関係を説明するための模式図である。
【００７５】（ａ）バンクの構成 本発明の表示装置に用いた基板上に設けられたバンク
（凸部または仕切り部材とも呼ばれる）は、例えばフル
カラー有機ＥＬ素子を利用した表示装置の画素、或い
は、カラーフィルタの画素領域を仕切るために設けられ
る仕切部材をいう。図１に示すように、上記バンクの幅
をａ（μｍ）とすると、その値はインクジェット法にお
ける吐出液の液滴径ｄ（μｍ）に対してａ＞ｄ／４、す
なわち、液滴径の４分の１より大きい値であることが、
液体材料が隣接する画素領域に溢れることなく均一な塗
布を行う上で必要である。
【００７６】バンクは基板上にその高さがｃ（μｍ）と
して設けられるが、その値は形成しようとする薄膜層の
厚みｔ０ （μｍ）より大きく、後述の被塗布領域の幅
をｂ（μｍ）としたときに、ｃ＞（１／２）×（ｄ／
ｂ）、すなわち、液滴径と被塗布領域の幅との比の２分
の１より大きい値、となるように設けることが、本発明
の目的を達成する上で好ましい。表面素子はなるべく薄
い方が好ましいことを考慮すると、ｃは、２ミクロン以
下である。
【００７７】本発明においては、インクジェット法にお
ける塗布に際して、例えば、赤，緑，青の３色の色素あ
るいは有機半導体発光材料を同時に塗布する場合に隣接
する画素領域へ液体材料が溢れることにより、混色が生
じるのを避けるためバンク表面に所定の液滴溜を設ける
ことが好ましい。液滴溜は、例えば、バンクの上部表面
の、好ましくは中央部分に溝状に設けることが好まし
く、その形状としては、図２に示すようなものが例示さ
れる。すなわち、図２Ａ〜２Ｃは、上記液滴溜を有する
バンクの断面図であるが、図２Ａはその断面がＶ字形状
のものであり、図２Ｂは凹形状のものであり、図２Ｃは
Ｕ形状あるいは半球形状のものである。
【００７８】このような液滴溜を設けることにより、イ
ンクジェット法により塗布する際、液体材料が目的とす
る画素から溢れ出たとしても、液滴溜に捉えられ、また
液滴がバンク上に乗り上げたとしても同様に液滴溜に捉
えられる。この結果、表示素子の混色を避けることがで
きる。
【００７９】バンクは、仕切部材として機能する部材で
あり、液体材料に対して撥液性を示す材料でも良いし、
後述するように、プラズマ処理による撥液化（テフロン
化）が可能で下地基板との密着性が良くフォトリソグラ
フィによるパターニングがし易いポリイミドなどの絶縁
有機材料が好ましい。カラーフィルタ等では、仕切部材
は遮蔽機能を兼用させてもよい。遮蔽部材として形成す
るためには、ブラックマトリックス用の材料はクロム等
の金属や酸化物を用いる。
【００８０】バンクの形成はリソグラフィ法や印刷法
等、任意の方法で行うことができる。例えば、リソグラ
フィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコー
ト、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定
の方法でバンクの高さに合わせて有機材料を塗布し、そ
の上にレジスト層を塗布する。そして、バンク形状に合
わせてマスクを施しレジストを露光・現像することによ
りバンク形状に合わせたレジストを残す。最後にエッチ
ングしてマスク以外の部分のバンク材料を除去する。ま
た、下層が無機物で上層が有機物で構成された２層以上
でバンク（凸部）を形成してもよい。
【００８１】（ｂ）基板の構成 バンクは基板上に形成される。基板としては、表示装置
に使用する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Tran
sistor）が形成された駆動基板であっても、カラーフィ
ルタに使用する透明基板であってもよいが、その表面が
バンクとの密着性の高い部材で形成されていることが好
ましい。特に、無機材料で構成されていることが、後述
の表面処理において好適な親和性を得る点で好ましい。
このようなものとして、例えば、表示装置であれば透明
電極であるＩＴＯなどが、カラーフィルタであればガラ
スや石英等でが挙げられる。
【００８２】（ｃ）被塗布領域及び薄膜層の構成 本発明の表示装置は、上記バンクにより区切られた基板
表面、すなわち被塗布領域にインクジェット法により液
体材料を用いて形成された薄膜層を有する。上記被塗布
領域を形成する基板については上述の通りである。本発
明においては、薄膜層を形成する液体材料のインクジェ
ット液滴径をｄ（μｍ）とするとき、被塗布領域の幅ｂ
（μｍ）をｄ／２＜ｂ＜５ｄの範囲の値とすることが必
要である。ｂの値がｄ／２（μｍ）以下であるときは液
滴が被塗布領域に溢れ、バンクを介して隣接する画素領
域に流出してしまったり、たとえバンクに撥液性があっ
たとしても、液滴がバンクの上に乗り上げてしまう等の
問題が生じる。また、ｂの値が５ｄ（μｍ）以上である
ときは液滴は被塗布領域に広がるが膜厚が薄くなり、所
望の膜厚を得るためには複数回の重ね打ちが必要となり
不経済である。また場合によっては、均一に濡れ広がら
ないこともある。
【００８３】本発明においては、上記被塗布領域は上記
の大きさを有するものであれば、その形状については特
に制限はなく、四角形（長方形，正方形，菱形を含
む）、多角形（５角形、６角形等）、円形（真円形，楕
円形を含む）等の環状形状、十字形、その他これに類す
る形状等いかなる形状も可能であるが、インクジェット
法による塗布方式においては、液滴が濡れ易い形状であ
ることが好ましいことから、特に、エッジ部（例えば、
四角形における角部や頂点部）を有する形状のものにお
いては、該エッジ部を曲面としたものが好ましい。この
ようにすることで、液体材料が被塗布領域に充填された
時に、上記エッジ部分をぬれやすくすることができる。
【００８４】上記被塗布領域には液体材料が塗布され薄
膜層が設けられるが、その適用例としては、有機ＥＬ表
示装置があり、ここにおいては、薄膜層は画素電極であ
り、液体材料は薄膜発光素子を形成するための有機半導
体材料である。この際、例えば、上記画素電極はＩＴＯ
電極膜である。
【００８５】（ｄ）表面処理 本発明においては、バンク表面が被塗布領域に比べて液
体材料に対する非親和性の程度がより高くなるように、
バンク及び被塗布領域の基板材料に表面処理を施してお
くことが好ましい。このような表面処理により液体材料
のバンク表面に対する接触角を５０度以上とし、また被
塗布領域の基板材料に対する接触角を２０度以下とする
ことが好ましい。このようにすることにより、薄膜層の
厚さに比べて多量の液体材料を吐出しても、液体材料が
バンクを乗り越え溢れでることもなく、所定の被塗布領
域のみに充填される。
【００８６】上記表面処理としては、例えば導入ガスに
フッ素またはフッ素化合物を含むガスを使用し、フッ素
化合物及び酸素を含む減圧雰囲気下あるいは大気圧雰囲
気下でプラズマ照射をする減圧プラズマ処理や大気圧プ
ラズマ処理が挙げられる。フッ素またはフッ素化合物を
含むガスとしては、ＣＦ４，ＳＦ６，ＣＨＦ３等が挙げ
られる。
【００８７】（ｅ）薄膜形成 本発明においては、上記バンクで仕切られた被塗布領域
に、インクジェット法により液体材料を塗布し薄膜層を
形成する。インクジェット法を用いることにより、任意
の被塗布領域に任意の量で液体材料を充填することがで
き、また、家庭用プリンタに使用されるような小型の装
置で充填が可能となる。本発明においては、吐出される
液滴の径ｄ（μｍ）に対して、バンク及び該バンクに仕
切られる被塗布領域の形状，大きさを最適化することに
より、隣の画素との混色が起こらず、各画素毎の膜厚の
ばらつきのない薄膜層が得られるのである。
【００８８】インクジェット法における吐出量は、塗布
後の加熱処理により体積が減少した際に、所望の厚みに
なるような量とする。場合によっては所望の厚みになる
ように乾燥後の重ね合わせ処理をしても良い。インクジ
ェット式記録ヘッドから吐出させるには通常粘度が数ｃ
Ｐである。
【００８９】本発明においては、吐出された液滴の大き
さに対し、バンクの大きさ及び被塗布領域の幅を規定す
ることにより、薄膜層の厚さに比べて多量の液体材料を
吐出しても、液体材料がバンクを乗り越え溢れでること
なく、所定の被塗布領域に充填されることとなる。液体
材料を充填した後、溶媒を含む材料の場合は加熱処理お
よび／または減圧処理を行い溶媒成分を除去することに
より、液体材料の体積が減少し、被塗布領域に薄膜層が
形成される。この時、被塗布領域の表面、すなわち基板
表面は前述のように親液性を示すように表面処理されて
いるので薄膜層が好適に密着する。使用しうる液体材料
としては、表示装置の場合は有機半導体材料が、またカ
ラーフィルタの場合は着色材料等が使用できる。有機半
導体材料としては、例えば、赤、緑、青より選択された
発光を有する有機発光材料が用いられる。
【００９０】なお、インクジェット方式としては、ピエ
ゾジェット方式であっても熱による気泡発生により吐出
する方法のいずれも使用できるが、加熱による流動体の
変質がない点でピエゾジェット方式が好ましい。
【００９１】（２）：第２の実施例（ディップ法又はス
ピンコート法を用いる態様） 本発明者らは、基板上に、所定の高さのバンク、及び該
バンクにより区切られ被塗布領域を設け、所望の表面処
理を行い、ディップ法又はスピンコート法により形成さ
れる薄膜層を有する表示装置において、上記薄膜層が表
面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍの液体材料を用いて形成さ
れたことを特徴とする薄膜形成方法によっても、本発明
の目的が達成されることを見出した。特に、上記表示装
置は、インクジェット方式を用いた塗布の場合と異な
り、バンクあるいは被塗布領域の形状あるいは大きさに
何ら限定を加えることなく、バンク、基板の表面エネル
ギに加え、液体材料の表面エネルギを制御することによ
り、上記目的を達成し、上記インクジェット法に比較し
ても更に微細なパタ−ニングを可能とするものである。
特に、上記表面張力の範囲に制御することにより、金属
配線等の微細パターニングに有効に用いられることとな
り、数μｍ幅でのパタ−ニングが可能となる。また、有
機ＥＬ素子製造に用いられる正孔注入層がＲ，Ｇ，Ｂで
共通の材料を用いる場合にも有効である。
【００９２】ここに用いる基板、バンク、被塗布領域材
料については、その材質は前記インクジェット法を用い
た塗布の場合と同様である。また、バンク表面及び被塗
布領域にインクジェット法の場合と同様の表面処理を行
うことが好ましい。従って、バンク及び被塗布領域であ
る基板は、各々、液体材料に対して５０度以上、３０度
以下の接触角を有するものであることが好ましい。ディ
ップ法及びスピンコート法の各々は、通常当業界で行わ
れる方法で行うことができる。
【００９３】（３）：第３の実施例（表示装置の具体的
実施形態） 本発明の表示装置の具体的構成について以下に説明す
る。
【００９４】（構成）図３は本実施形態におけるアクテ
ィブマトリックス型表示装置の全体のレイアウトを模式
的に示すブロック図である。図４は図３における画素の
一つを示す平面図、図５Ａ〜５Ｃはそれぞれ図４の切断
面Ａ−Ａにおける断面図、切断面Ｂ−Ｂにおける断面
図、切断面Ｃ−Ｃにおける断面図である。
【００９５】本実施形態のアクティブマトリックス型表
示装置は、透明基板１０の中央部分に表示部１１を備え
ている。透明基板１０の外周部分には、データ側駆動回
路３および走査側駆動回路４が設けられており、データ
側駆動回路３からはデータ線ｓｉｇが表示部１１に配線
され、走査側駆動回路４からは走査線ｇａｔｅが配線さ
れている。これらの駆動回路３、４では、図示しないＮ
型のＴＦＴとＰ型のＴＦＴとによって相補型ＴＦＴが構
成されている。この相補型ＴＦＴは、シフトレジスタ回
路、レベルシフタ回路、アナログスイッチ回路などを構
成しており、外部から供給されるデータ信号及び走査信
号を電力増幅可能に構成している。
【００９６】表示部１１には、液晶アクティブマトリッ
クス型表示装置のアクティブマトリックス基板と同様、
透明基板１０上に複数の画素７が配置されている。駆動
回路３及び４かちは、複数の走査線ｇａｔｅと複数のデ
ータ線ｓｉｇが交差して配線されており、各画素７には
一組のデータ線ｓｉｇと走査線ｇａｔｅが配されてい
る。マトリックス状に交差しているデータ線ｓｉｇ及び
走査線ｇａｔｅの他に、共通給電線ｃｏｍが各画素の近
傍を通って配線されている。
【００９７】各々の画素７は、バンク（bank) 層で囲ま
れた例えば直径５０μｍの円形の凹部に形成されてい
る。画素を区切るバンク層はその幅ａが１０μｍであ
り、高さが２μｍであり、その材料は前述の通りであ
る。また、液体材料（ＰＰＶ前駆体溶液をＤＭＦ,グリ
セリン,ジエチレングリコールで希釈しインク化したも
の）としては、ポリ（パラーフェニレンビニレン）（Ｐ
ＰＶ）前駆体溶液などの有機半導体材料溶液が用いられ
る。この液体材料をインクジェット法によりバンクで囲
まれた被塗布領域に吐出し、加熱することにより有機半
導体膜４３が形成される。また、正孔注入輸送層とし
て、ポリエチレンジオキシチオフェンなどの導電性材料
をインクジェット法あるいはスピンコート法より形成し
た積層構造であってもよい。
【００９８】各画素７は導通制御回路５０及び薄膜発光
素子４０を備える。導通制御回路５０は、第１のＴＦＴ
２０、保持容量ｃａｐ及び第２のＴＦＴ３０を備えてい
る。第１のＴＦＴ２０は、そのゲート電極に走査線ｇａ
ｔｅを介して走査信号が供給されている。保持容量ｃａ
ｐは、第１のＴＦＴ２０を介してデータ線ｓｉｇから供
給される画像信号を保持可能に構成されている。第２の
ＴＦＴ３０は、保持容量ｃａｐによって保持された画像
信号がゲート電極に供給されている。第２のＴＦＴ３０
と薄膜発光素子４０とは対向電極ｏｐと共通給電線ｃｏ
ｍとの間で直列接続されている。
【００９９】第１のＴＦＴ２０及び第２のＴＦＴ３０
は、図４及び図５Ａ〜５Ｃに示すように島状の半導体膜
により形成されている。第１のＴＦＴ２０はゲート電極
２１が走査線ｇａｔｅの一部として構成されている。第
１のＴＦＴ２０はそのソース・ドレイン領域の一方には
第１層間絶縁膜５１のコンタクトホールを介してデータ
線ｓｉｇが電気的に接続され、他方には、ドレイン電極
２２が電気的に接続されている。ドレイン電極２２は第
２のＴＦＴ３０のゲート電極３１が第１層間絶縁膜５１
のコンタクトホールを介して電気的に接続されている。
第２のＴＦＴ３０はそのソース・ドレイン領域の一方に
は第１層間絶縁膜５１のコンタクトホールを介してデー
タ線ｓｉｇと同時形成された中継電極３５が電気的に接
続されている。中継電極３５には第２層間絶縁膜５２の
コンタクトホールを介して薄膜発光素子４０の透明電極
４１が電気的に接続されている。透明電極としては例え
ばＩＴＯが用いられる。
【０１００】第２のＴＦＴ３０はそのソース・ドレイン
領域のもう一方に第１層間絶縁膜５１のコンタクトホー
ルを介して共通給電線ｃｏｍが電気的に接続されてい
る。共通給電線ｃｏｍの延設部分３９は、第２のＴＦＴ
３０のゲート電極３１の延設部分３６に対して、第１層
間絶縁膜５１を誘電体膜として挟んで対向し、保持容量
ｃａｐを構成している。なお、保持容量ｃａｐについて
は共通給電線ｃｏｍとの間に形成した上記構造の他、走
査線ｇａｔｅと並列に形成した容量線との間に形成して
もよい。また、第１のＴＦＴ２０のドレイン領域と第２
のＴＦＴ３０のゲート電極３１とを利用して保持容量ｃ
ａｐを構成してもよい。
【０１０１】バンク層で囲まれた薄膜発光素子４０は、
各画素７ごとに独立して形成されている。薄膜発光素子
４０は画素電極４１の上層側に、発光薄膜として有機半
導体膜４３、及び対向電極ｏｐを順に積層して形成され
ている。有機半導体膜４３としては、電界の印加により
発光する材料、例えばポリ（パラーフェニレン）（ＰＰ
Ｖ）が用いられる。なお、有機半導体膜４３は画素毎に
設けられる他、複数の画素７にまたがるストライプ形状
に形成されていてもよい。対向電極ｏｐには光を反射す
る導電性材料、例えばリチウム含有アルミニウム、カル
シウム等の金属膜が用いられる。対向電極ｏｐは表示部
１１全体及び少なくとも端子１２が形成されている領域
を除いた領域に形成されている。
【０１０２】なお、上記薄膜発光素子４０としては、上
述のように正孔注入層を設けて発光効率（正孔注入効
率）を高めた構造や、電子注入層を設けて発光効率（電
子注入効率）を高めた構造、正孔注入層及び電子注入層
の双方を形成した構造を採用してもよい。
【０１０３】（表示装置の製造方法）次に、上記構成の
アクティブマトリックス型表示装置の製造方法について
説明する。
【０１０４】半導体層形成工程： まず、透明基板１０
に対して、必要に応じて、ＴＥＯＳ（テトラエトキシシ
ラン）や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣＶＤ
法により厚さが約２０００〜５０００オングストローム
のシリコン酸化膜からなる下地保護膜を形成したのち、
下地保護膜の表面にプラズマＣＶＤ法により厚さが約３
００〜７００オングストロームのアモルファスのシリコ
ン膜からなる半導体膜を形成する。次に、アモルファス
のシリコン膜からなる半導体膜に対して、レーザアニー
ルまたは固定成長法などの結晶化工程を行い、半導体膜
をポリシリコン膜に結晶化する。次に、半導体膜をパタ
ーニングして島状の半導体膜とし、その表面に対してＴ
ＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料
ガスとしてプラズマＣＶＤ法により厚さが約６００〜１
５００オングストロームのシリコン酸化膜または窒化膜
からなるゲート絶縁膜３７を形成する。次に、アルミニ
ウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンな
どの金属膜からなる導電膜をスパッタ法により形成した
後パターニングし、ゲート電極２１、３１及びゲート電
極３１の延設部分３６を形成する。この工程においては
走査線ｇａｔｅも形成する。
【０１０５】この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込
んで、ゲート電極２１、３１に対して自己整合的にソー
ス・ドレイン領域を形成する。なお不純物が導入されな
かった部分がチャネル領域となる。次に、第１層間絶縁
膜５１を形成した後、各コンタクトホールを形成し、デ
ータ線ｓｉｇ、ドレイン電極２２、共通給電線ｃｏｍ、
共通給電線ｃｏｍの延設部分３９、及び中継電極３５を
形成する。その結果、第１のＴＦＴ２０、第２のＴＦＴ
３０、及び保持容量ｃａｐが形成される。
【０１０６】次に、第２層間絶縁膜５２を形成し、この
層間絶縁膜に中継電極３５に相当する部分にコンタクト
ホールを形成する。次に、第２層間絶縁膜５２の表面全
体にＩＴＯ膜を形成した後パターニングし、コンタクト
ホールを介して第２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領
域に電気的に接続して画素電極４２を画素７毎に形成す
る。
【０１０７】絶縁膜形成工程： 次に、走査線ｇａｔｅ
及びデータ線ｓｉｇに沿って絶縁膜６２を形成する。絶
縁膜６２は、前記のポリイミド等の有機絶縁材料で構成
する。絶縁膜６２は、その幅及び厚みとして、前述のよ
うに液体材料をインクジェット法で塗布する際の液滴径
に対し、最適化した値を選択する。
【０１０８】表面処理工程： 次いで、画素電極４１の
表面を液体材料に対して親和性（液体材料が水分を含む
ときは親水性）、例えば接触角で２０以下に、絶縁膜６
２を液体材料に対して非親和性、例えば接触角で５０以
上に設定すべくフッ素を含むガスを使用して前述のよう
にプラズマ処理を施す。
【０１０９】有機半導体（有機ＥＬ素子）膜形成工程：
上記表面処理後、バンクにより円形状に区画された被塗
布領域内にインクジエット法を利用してＲ，Ｇ，Ｂに対
応する各有機半導体膜４３を形成する。すなわち、バン
ク層に囲まれた円形状の被塗布領域に対してインクジエ
ット式記録ヘッドから、有機半導体膜４３を構成するた
めの材料である液体材料を吐出する。具体例として、赤
色発光層材料としては、上記ＰＰＶ前駆体をインク化し
たものにローダミン、ベリレンなどの色素をドープした
もの、あるいはＰＰＶ前駆体（ＭＨＥ−ＰＰＶ）をイン
ク化したものを用いた。青色発光層のための材料として
は、ポリフルオレン誘導体をキシレン等の芳香族系溶媒
に溶解しインク化したものを用いた。その液滴径は３０
μｍφであった。
【０１１０】次いで、ＰＰＶ前駆体溶液（ＰＰＶ前駆体
溶液をＤＭＦ希釈し、インク化したもの）の場合は、減
圧下で溶媒を除去し、摂氏１５０度の加熱処理により共
役化させ、被塗布領域に定着させて有機半導体膜４３を
形成する。ここで、バンク層及び被塗布領域の大きさ及
び形状は吐出される液体材料の液滴径３０μｍφに対し
て最適化された値に設定されているため、有機半導体膜
４３の塗布領域はバンク層により確実に規定され、隣接
する画素７にはみでることはない。しかも、バンク層は
液体材料に対し非親和性を有し、被塗布領域が液体材料
に対し親和性を有するため、液体材料がバンク側壁に付
着することもない。この結果、熱処理後に形成される有
機半導体膜４３は、各画素電極毎及び画素電極上で均一
な厚みを保持する。
【０１１１】なお、有機半導体膜として、発光層、正孔
注入層、電子注入層などを積層して形成する場合など多
層構造素子を形成する場合には、インクジエット方式に
よる液体材料の充填と乾燥を各層毎に繰り返せばよい。
あるいは、正孔注入層、電子注入層がＲ，Ｇ、Ｂで共通
の材料を使える場合には、スピンコート処理、ディップ
処理においても液体材料の表面張力を３０ｄｙｎ／ｃｍ
以下にして調整すれば画素領域にのみパターン形成する
ことが可能である。具体例として有機ＥＬ素子に用いる
正孔注入材料（例えば、ポリエチレンジオキシチオフェ
ンなどのポリチオフェン誘導体）にポリスチレンスルフ
ォン酸を添加したものの水分散液を表面張力の低い、セ
ルソルブ系溶剤あるいはメタノールなどの表面張力の低
いアルコール系あるいはその他の水溶系溶剤で希釈し、
表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下になるように調製し
た。
【０１１２】かかるスピンコート用溶液は、表面処理
（プラズマ処理）したバンクに対して６０°以上、ＩＴ
Ｏ表面では２０°以上の接触角を示した。
【０１１３】有機半導体膜４３が形成されたら、透明基
板１０のほぼ全面に対向電極ｏｐを形成してアクティブ
マトリクス型表示装置が完成する。
【０１１４】上記のような製造方法によれば、インクジ
エット法を利用して所定の領域にＲ，Ｇ，Ｂに対応する
各有機半導体膜４３を形成できるので、フルカラーのア
クティブマトリクス型表示装置を高い生産性で製造でき
る。しかも有機半導体膜を各画素毎に均一な厚みで形成
できるので、明るさにむらが生じない。また、有機半導
体膜の厚みが均一なので、薄膜発光素子４０の駆動電流
が一部に集中することがなく、薄膜発光素子４０の信頼
性の低下を防止できる。
【０１１５】なお、データ側駆動回路３や走査側駆動回
路４にもＴＦＴが形成されるが、これらのＴＦＴは画素
７にＴＦＴを形成していく工程の全部あるいは一部を援
用して行われる。それ故、駆動回路を構成するＴＦＴ
も、画素７のＴＦＴと同一の層間に形成されることにな
る。また、第１のＴＦＴ２０、及び第２のＴＦＴ３０に
ついては、双方がＮ型、双方がＰ型、一方がＮ型で他方
がＰ型のいずれでもよいが、このようないずれの組合せ
であっても周知の方法でＴＦＴを形成することができ
る。
【０１１６】（その他の変形例）なお、本発明は上記実
施態様に限定されることなく、本発明の範囲内におい
て、種々変更して実施することができる。
【０１１７】例えば、本発明はカラーフィルタに適用す
ることができる。図６は本発明に適用したカラーフィル
タの一例の断面図である。この場合、基板にガラスや石
英からなる透明基板３００を、バンクとして樹脂等の黒
色材料で形成した仕切部材３０１を、液体材料として着
色樹脂３０２を使用する。仕切部材３０１としては、黒
色顔料・染料や酸化クロム、クロム金属膜等を適用して
ブラックマトリクスを形成してもよい。透明基板３００
上に仕切部材３０１を形成した後、インクジェット法に
より仕切部材３０１に囲まれた凹部被塗布領域３０３に
着色樹脂３０２を充填する。その他、仕切り状の部材に
囲まれた凹部に任意の流動体を充填して得られたもの、
及びその製造方法であれば、本発明の適用は可能であ
る。
【０１１８】具体例としてバンクの幅ａ及び被塗布領域
の幅ｂを第１表に示すように変え、バンクの高さｃを２
μｍとして図６に示すような表示装置を作製し、インク
ジェット法により液滴径ｄが３０μｍφの塗布液を用い
て、被塗布領域に塗布した。結果を下記のような評価基
準で評価し第１表に示す。但し、その他の条件は以下の
通りであった。 バンク材料： ポリイミド（ＳｉＯ２＋ポリイミドの積
層構造バンクでも良い。） 基板材料 ：ＩＴＯ バンク表面接触角：６０度（プラズマ処理） 被塗布領域接触角：１０度（プラズマ処理） 液体材料：ポリパラフェニレンビニレン前駆体溶液（Ｐ
ＰＶ前駆体をＤＭＦを主成分とする溶液に溶かし、グリ
セリン、ジエチレングリコールを少量添加し、インク化
したもの）評価基準 ◎： バンク上に残渣が残ることなく液滴は完全に凹部
に収まる（図７Ｄ）Ｒ，Ｇ，Ｂの同時吐出が可能であ
る。
【０１１９】 ○： 液滴は凹部に収まるが、若干バンクに残渣が残る
（図７Ｃ） △： 液滴がバンク上に乗り上げてしまう。（図７Ｂ） 乾燥後バンク上に材料が残る。Ｒ，Ｇ，Ｂの同時吐出は
不可能である。
【０１２０】×： 液体材料が隣接する凹部に溢れ出す
（図７Ａ） ぬれが凹部に完全に広がらない（図７Ｅ）、ぬれが広が
ったとしても膜厚が薄いので数回の重ね打ちが必要とな
る。
【０１２１】
【表１】 以上、第１〜第３の実施例およびその変形例に詳細に述
べたように、インクジェット法においては、液体材料の
液滴径に対するバンク及び被塗布領域の大きさを適性化
することにより、画素間での混色がなく、画素毎の膜厚
のばらつきの極めて少ない表示装置が得られる。また、
Ｒ，Ｇ，Ｂの同時パターニングも可能となる。
【０１２２】また、スピンコート法やディッピング法に
おいては、液体材料の表面張力を規定することにより、
更に微細なパターニングが可能となる。
【０１２３】なお、本発明は、表示装置や表示装置以外
であっても、これらに用いられる配線を有する基板に電
子デバイス、例えばＴＦＴ素子の形成においても有効で
あるし、有機ＥＬ素子、表示装置あるいはカラーフィル
タなどに有効に適用される。
【０１２４】続いて、特許請求の範囲の請求項３０〜４
８に記載の発明を実施した第４〜第７の実施例およびそ
の変形例を説明する。
【０１２５】（４）： 第４の実施例 本発明の第4の実施例は単一材料でバンクを形成した際
の薄膜形成方法に関する。図８Ａ〜８Ｄに本実施例の製
造工程断面図を示す。本実施例はバンク形成面に任意の
形状でバンクを設け、バンクで仕切られた領域に所定の
流動体を充填するようなあらゆる用途に適用されるもの
である。例えば有機半導体薄膜素子を利用した表示素子
で有機半導体材料を画素領域に充填する場合やカラーフ
ィルタで着色樹脂を画素領域に充填する場合に適用可能
である。
【０１２６】バンク形成工程（図８Ａ）： バンク形成
工程は、バンク形成面にバンクを形成する工程である。
バンク形成面は、表示装置に使用する薄膜トランジスタ
（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）が形成された駆動基
板であってもカラーフィルタに使用する透明基板であっ
てもよい。仕切部材たるバンクで囲まれる領域に流動体
を充填して薄膜を形成する目的であればバンク形成面の
構造に限定はない。ただしバンクとの密着性の高い部材
でその表面が形成されていることが好ましい。特に無機
材料で構成されていることが後の表面処理で好適な親和
性を得るために好ましい。表示装置であれば透明電極で
あるＩＴＯなど、カラーフィルタであればガラスや石英
等で構成される。
【０１２７】バンクは仕切部材として機能する部材であ
り、例えばポリイミド等の絶縁有機材料で構成されてい
ることが好ましく、その材料が絶縁性、半導体としての
性質、導電性のいずれを有していてもよい。特に有機材
料で構成されていることが後の表面処理で好適な非親和
性を得るために好ましい。カラーフィルタ等では仕切部
材は遮蔽機能を兼用させてもよい。遮蔽部材として形成
するためには、ブラックマトリクス用の材料はクロム等
の金属や酸化物を用いる。バンクの形成は、リソグラフ
ィ法や印刷法等、任意の方法を選択できる。リソグラフ
ィ法を使用する場合は、スピンコート、スプレーコー
ド、ロールコート、ダイコート、ディップコート等所定
の方法でバンクの高さに合わせて有機材料を塗布し、そ
の上にレジスト層を塗布する。そしてバンク形状に合わ
せてマスクを施しレジストを露光・現像することにより
バンク形状に合わせたレジストを残す。最後にエッチン
グしてマスク以外の部分のバンク材料を除去する。印刷
法を使用する場合は、凹版、平版、凸版等任意の方法で
バンク形状に有機材料を直接塗布する。バンク１１０の
高さは、バンクで囲まれる凹部１０１に薄膜材料液を充
填しても表面張力により隣接する凹部に薄膜材料液があ
ふれ出ない程度の高さに形成する。例えば、加熱処理後
の薄膜層２０４を０．０５μｍ〜０．２μｍの厚みで形
成するなら、バンク１１０を１μｍ〜２μｍ程度の高さ
に形成する。
【０１２８】表面処理工程（図８Ｂ）： 表面処理工程
は一定条件下でプラズマ処理を行ってバンク形成面１０
０とバンク１１０との薄膜材料液に対する親和性を調整
する工程である。本発明のプラズマ処理では、導入ガス
としてフッ素を含むガスを用いる。減圧雰囲気下での減
圧プラズマ処理であっても大気圧雰囲気下での大気圧プ
ラズマ処理であってもよい。反応ガス中に一定量の酸素
が含まれることが好ましい。フッ素系化合物としてはＣ
Ｆ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３等のハロゲンガスを用いる。
【０１２９】薄膜材料液等の任意の流動体に対して表面
が濡れやすいや濡れ難いか、すなわち親和性を示すか非
親和性を示すかは、材料表面の流動体に対する接触角を
測定することで知ることができる。図９に、有機材料と
無機材料とをプラズマ処理した際に、フッ素化合物と酸
素との混合比によって接触角がどのようにして変わるか
を測定した図を示す。この測定は、ポリイミド、ＩＴ
Ｏ、又はＳｉＯ２を一面に形成した基板の表面に既述の
プラズマ処理を施し、下記インクについての接触角を測
定することにより行った。
【０１３０】ポリイミド膜を形成した基板については、
ＰＰＶ前駆体インク（前駆体溶液をＤＭＦを主成分とし
グリセリン、ジエチレングリコールを少量添加し混合溶
媒で希釈してインク化したもの）を用いた。
【０１３１】ＩＴＯ、又はＳｉＯ２を形成した基板につ
いては、正孔注入材料（ポリエチレンジオキシチオフェ
ンにポリスチレンスルフォン酸を添加したもの）の水分
散液にメタノール、グリセリン、エトキシエタノールを
添加し、インク化したものを用いた。
【０１３２】接触角はインク等の親水性のある流動体に
対する接触角である。ここではフッ素系化合物としてＣ
Ｆ４を使用し、有機材料としてポリイミド、無機材料と
してＳｉＯ２とＩＴＯ（Indium-Tin- Oxide）を使用し
ている。図９に示すように酸素が過多の雰囲気下では、
有機材料、無機材料とも接触角の程度に大きな差異がな
い。ところがフッ素系化合物が過多にすると有機材料の
接触角が大きくなる（非親和性になる）。これに対し無
機材料の接触角の変化は小さい。酸素が反応ガスに含ま
れると酸素による酸化作用により無機材料および有機材
料ともに極性基が発生する。しかしフッ素系化合物が過
多であると有機材料中にフッ素化合物分子が入り込むよ
うになるため、極性基の影響が相対的に少なくなると考
えられる。したがってフッ素系化合物が酸素に比べ過多
の条件で制御しながらプラズマ処理することにより、有
機材料および無機材料それぞれを図９に従って所望の接
触角（親和性）に設定することができる。特に図９の最
良混合比（ＣＦ４／ＣＦ４＋Ｏ２＝７５％）を使用した
り大気圧中でＣＦ４とＨｅ混合ガスを導入したりするこ
とは両者の接触角の差を最大とするために好ましい。
【０１３３】以上の事実より、フッ素系化合物を導入ガ
スとし一定の割合で酸素が混合されるように減圧プラズ
マ処理または大気圧プラズマ処理を行う。例えば図８Ｂ
に示すように、容量結合型のプラズマ処理では上記ガス
を反応室に流し一方の電極上にバンク形成面１００を有
する基板を載置し、他方の電極２０１との間に電源２０
０から電界を加える。反応室へのエネルギーの加え方に
は公知の方法、例えば直流法、高周波法、誘導結合形、
容量結合形、マイクロ波法、電界と磁界とを供に加える
方法等を種々に適用可能である。プラズマ処理によりそ
のフッ素系化合物と酸素との混合比により図９に従って
任意の接触角にする表面処理が行われる。
【０１３４】当該表面処理により、バンク形成面１００
（凹部１０１の底面）とバンク１１０との薄膜材料液に
対する親和度が、「バンク形成面＞＞バンク表面」とい
う順番になるように表面処理される。
【０１３５】薄膜形成工程（図８Ｃ、８Ｄ））： 薄膜
形成工程はバンク１１０で囲まれた凹部１０１に薄膜材
料液２０３を充填して薄膜層を形成する工程である。薄
膜材料液２０３の充填後は加熱処理等により溶媒成分を
蒸発させて薄膜層２０４を形成する。薄膜材料液を充填
する方法としてはインクジェット方式によることが好ま
しい。インクジェット方式によれば任意の位置に任意の
量で流動体を充填することができ、家庭用プリンタに使
用されるような小型の装置で充填が可能だからである。
【０１３６】図８Ｃに示すように、インクジェット式記
録ヘッド２０２から薄膜材料液２０３をバンク１１０で
囲まれた凹部１０１に吐出する。吐出量は加熱処理によ
り体積が減少した際に、所望の厚みになるような量とす
る。インクジェット式記録ヘッドから吐出させるには通
常粘度が数ｐｃ以下である。表面処理によりバンク１１
０の上面および側面は薄膜材料液２０３に対し適度な非
親和性を示す。このため充填時には図８Ｄに示すように
薄膜層２０４の厚さに比べて多量の薄膜材料液２０３を
吐出しても、表面張力が作用して薄膜材料液２０３がバ
ンク１１０を乗り越えることなく、Ｓ１の位置に盛り上
がるほどに充填される。薄膜材料液を充填したら加熱処
理等を行って溶媒成分を蒸発させる。溶媒成分が蒸発す
ることにより、図８Ｄに示すように薄膜材料液２０３の
体積が減少し、凹部１０１の底に薄膜層２０４が形成さ
れる。このときバンク形成面１００である凹部１０１の
底は親和性を示すように表面処理されているので薄膜層
２０４が好適に密着する。またバンク１１０の接触角を
図９において極端に接触角が大きくならないように条件
を選択しておけば、薄膜材料液２０３がバンク１１０の
側壁で極端にはじかれることなくほぼ均一な膜厚で薄膜
層２０４を形成できる。吐出される薄膜材料液２０３の
量は形成後の薄膜層２０４の厚みが例えば０．１μｍ〜
２μｍ程度になるように調整される。
【０１３７】なおインクジェット方式としてはピエゾジ
ェット方式でも熱による気泡発生による吐出する方法で
あってもよい。ピエゾジェット方式では圧力室にノズル
と圧電体素子とが備えられて構成されている。圧力室に
流動体が充填されている圧電体素子に電圧を印加すると
圧力室に体積変化が生じノズルから流動体の液滴が吐出
される。気泡発生により吐出する方式では、ノズルに通
ずる圧力室に発熱体が設けられている。発熱体を発熱さ
せてノズル近辺の流動体を沸騰させ気泡を発生させてそ
の体積膨張により流動体を吐出するものである。加熱に
よる流動体の変質が無い点でピエゾジェット方式が好ま
しい。
【０１３８】上記したように本実施例によれば、フッ素
系化合物に酸素が混入している条件でプラズマ処理を行
うことにより、薄膜材料液に対しバンク表面を非親和性
に、バンク形成面を親和性に一気に表面処理できる。し
かも図９に示すような特性にしたがって親和性の度合い
を示す接触角を容易に設定できる。すなわち、バンク自
体はバンク形成面との高い密着性を保ちながら、親和性
制御のために従来のように多数の工程を経ることなくバ
ンクとバンク形成面との親和性を確実に制御することが
できる。これにより、薄膜材料液がバンクを超えて流れ
出ることを防止し、歩留まりを向上させ、製造コストを
減少させることができる。
【０１３９】（５）： 第5の実施例 本発明の第5の実施例は二層構造でバンクを形成した際
の薄膜形成方法に関する。特に無機材料で下層を有機材
料で上層を形成する点に特徴がある。
【０１４０】図１０Ａ〜１０Ｆに本実施例の製造工程断
面図を示す。本実施例は上記第4の実施例と同様に、バ
ンク形成面に任意の形状でバンクを設け、バンクで仕切
られた領域に所定の流動体を充填するようなあらゆる用
途に適用されるものである。例えば有機半導体薄膜素子
を利用した表示素子で有機半導体材料を画素領域に充填
する場合やカラーフィルタで着色樹脂を画素領域に充填
する場合に適用可能である。
【０１４１】下層膜形成工程（図１０Ａ）： 下層膜形
成工程は、バンク形成面１００に下層膜１２０を形成す
る工程である。バンク形成面に関しては上記第4の実施
例と同様である。下層膜の材料としては無機材料で構成
されていることが後の表面処理で好適な非親和性を得る
ために好ましい。またバンク形成面１００と密着性のよ
い材料であることが好ましい。例えばバンク形成面がＩ
ＴＯ等により形成されている場合、下層膜１２０に絶縁
膜として一般的なシリコン酸化膜（ＳｉＯ２）やシリコ
ン窒化膜、アモルファスシリコンを利用することが可能
である。このような材料を使用した場合、プラズマ処理
により凹部１０１の底面の親和性とバンク上層１２１の
親和性との間の親和性が得られる。この親和性は薄膜材
料液を平坦に凹部１０１底面に定着させるために有効で
ある。下層膜の形成は、上記無機材料を例えばスピンコ
ート、スプレーコード、ロールコート、ダイコート、デ
ィップコート等所定の方法で所望の高さに合わせて塗布
することによって行われる。下層膜１２０の高さは薄膜
層２０４の高さにほぼ等しい程度が好ましい。下層膜１
２０は薄膜材料液２０３とある程度の親和性があるた
め、薄膜材料液２０３が加熱処理される過程で下層膜１
２０の壁面と薄膜材料液２０３とが密着する。最終的な
薄膜材料液２０３の厚みと下層膜１２０の高さとをほぼ
等しくしておけば、下層膜１２０の壁面に薄膜材料液２
０３が密着することにより生ずる薄膜層２０４の表面の
ゆがみをなくすることができるからである。
【０１４２】上層形成工程（図１０Ｂ）： 上層形成工
程は下層膜１２０の上にバンク上層１２１を形成する工
程である。バンク上層１２１の材料としては上記第４の
実施例で挙げた有機材料を使用する。遮蔽部材と兼用す
ることも可能である。バンク上層１２１はバンクを形成
したい領域に選択的に形成する。印刷法やリソグラフィ
法等、任意の方法を選択できる。印刷法を使用する場合
は、凹版、平版、凸版等任意の方法でバンク形状に有機
材料を直接塗布する。リソグラフィ法を使用する場合
は、スピンコート、スプレーコード、ロールコート、ダ
イコート、ディップコート等所定の方法でバンク上層１
２１の高さに合わせて有機材料を塗布し、その上にレジ
スト層を塗布する。そしてバンク形状に合わせてマスク
を施しレジストを露光・現像することによりバンク形状
に合わせたレジストを残す。最後にエッチングしてマス
ク以外の部分のバンク上層の材料を除去する。バンク１
１０の高さは、バンクで囲まれる凹部１０１に薄膜材料
液を充填しても表面張力により隣接する凹部に薄膜材料
液があふれ出ない程度の高さに形成する。例えば、加熱
処理後の薄膜層２０４を０．０５μｍ〜０．２μｍの厚
みで形成するなら、下層膜１２０とバンク上層１２１と
の合わせた高さを１μｍ〜２μｍ程度に形成する。
【０１４３】除去工程（図１０Ｃ）： 除去工程はバン
ク上層１２１をマスクとして下層膜１２０をエッチング
する工程である。バンク上層１２１は有機材料であって
レジストとして作用可能である。したがってエッチング
材料を選択することにより下層膜１２０のみを選択的に
エッチングすることができる。例えばバンク上層１２１
を予め予定の厚みより厚く形成し、下層膜と一緒に全体
をドライエッチングしたり、下層膜１２０がＳｉＯ２で
形成されている場合にはエッチング液にフッ酸を用いて
ウェットエッチングしたりする。この処理によりバンク
上層１２１でマスクされているバンク形成領域以外の下
層膜１２０が除去される。
【０１４４】表面処理工程（図１０Ｄ）： 表面処理工
程は一定条件下でプラズマ処理を行ってバンク形成面１
００と下層膜１２０およびバンク上層１２１の薄膜材料
液に対する親和性を調整する工程である。本発明のプラ
ズマ処理も上記実施形態１と同様の条件とガスによって
行われる。特にバンク形成面１００と下層膜１２０とを
それぞれＩＴＯとＳｉＯ２に選ぶと、この表面処理によ
り好適な親和性設定が行える。すなわち図９に示すよう
に、ＩＴＯとＳｉＯ２はともに無機材料であるためフッ
素系化合物と酸素の混合比による変化特性は類似する
が、ＳｉＯ２の方が親和性の程度が高い傾向にある。こ
のため上記表面処理により、バンク形成面１００、下層
膜（バンク下層）１２０およびバンク上層１２１の親和
性の程度を、「バンク形成面＞＝バンク下層表面＞バン
ク上層表面」という順番になるように表面処理すること
ができる。
【０１４５】薄膜形成工程（図１０Ｅ，１０Ｆ）： 薄
膜形成工程はバンク下層１２０および上層１２１で囲ま
れた凹部１０１に薄膜材料液２０３を充填して薄膜層を
形成する工程である。その詳細は上記第4の実施例と同
様である。薄膜材料液２０３の充填後は加熱処理等によ
り溶媒成分を蒸発させて薄膜層２０４を形成する。
【０１４６】図１０Ｅに示すように、インクジェット式
記録ヘッド２０２から薄膜材料液２０３をバンクで囲ま
れた凹部１０１に吐出する。吐出量は加熱処理により体
積が減少した際に、所望の厚みになるような量とする。
この厚みは上記理由によりバンク下層１２０の厚みにほ
ぼ等しいことが好ましい。充填時には図１０Ｅに示すよ
うに薄膜層２０４の厚さに比べて多量の薄膜材料液２０
３を吐出しても、バンク上層１２１の表面張力が作用し
て薄膜材料液２０３がバンクを乗り越えることなく、Ｓ
３の位置に盛り上がるほどに充填される。薄膜材料液を
充填したら加熱処理等を行って溶媒成分を蒸発させる。
溶媒成分が蒸発することにより、図１０Ｆに示すように
薄膜材料液２０３の体積が減少し、凹部１０１の底の表
面Ｓ４における厚みでバンク下層１２０と同程度の厚み
の薄膜層２０４が形成される。このときバンク形成面１
００である凹部１０１の底は親和性を示すように表面処
理されているので薄膜層２０４が好適に濡れる。またバ
ンク下層１２０の接触角はバンク上層１２１より小さ
く、適度な親和性で薄膜材料液２０３と密着する。この
ため薄膜材料液２０３がバンク下層１２０の側壁ではじ
かれることがない。またバンク下層１２０と薄膜層２０
４とがほぼ同一の厚みなので、薄膜材料液２０３がバン
ク下層１２０の側壁に引きずられることがない。このた
めほぼ均一な膜厚で薄膜層２０４を形成できる。吐出さ
れる薄膜材料液２０３の量は形成後の薄膜層２０４の厚
みが例えば０．１μｍ〜２μｍ程度になるように調整さ
れる。
【０１４７】上記したように本実施例によれば、無機材
料と有機材料とを積層したバンクにフッ素系化合物に酸
素が混入している条件でプラズマ処理を行うことによ
り、バンク上層、バンク下層およびバンク形成面の順で
親和性が上がるように設定できる。すなわち、バンク自
体はバンク形成面との高い密着性を保ちながら、親和性
制御のために従来のように多数の工程を経ることなく簡
単なプラズマ処理の制御により表面処理を一時に終了さ
せることができる。これにより、薄膜材料液がバンクを
超えて流れ出ることを防止し、歩留まりを向上させ、製
造コストを減少させることができる。特に均一な薄膜層
を形成できるという効果を奏する。
【０１４８】（６）： 第6の実施例 本発明の第６の実施例は上記第5の実施例とは異なる方
法で二層構造でバンクを形成するものである。
【０１４９】図１１Ａ〜１１Ｆおよび図１２Ａ〜１２Ｃ
に本実施例の製造工程断面図を示す。本実施形態は上記
第4の実施例と同様に、バンク形成面に任意の形状でバ
ンクを設け、バンクで仕切られた領域に所定の流動体を
充填するようなあらゆる用途に適用されるものである。
例えば有機半導体薄膜素子を利用した表示素子で有機半
導体材料を画素領域に充填する場合やカラーフィルタで
着色樹脂を画素領域に充填する場合に適用可能である。
バンク形成面、下層膜、バンク上層についての材料や厚
みについては上記第４および第5の実施例と同様なので
説明を省略する。
【０１５０】下層膜形成工程（図１１Ａ）： 下層膜形
成工程は、バンク形成面１００に下層膜１３０を形成す
る工程である。上記第５の実施例と同様の方法により下
層膜１３０を形成する。
【０１５１】露光工程（図１１Ｂ）： 露光工程は下層
膜１３０をバンク形状に合わせて露光現像する工程であ
る。下層膜１３０の上部にバンク形状に合わせてマスク
１３２を設ける。下層膜１３０がエネルギー付与により
硬化する材料の場合はバンク形成領域に光を透過させ、
除去領域に光を透過させないようにマスクする。下層膜
１３０がエネルギー付与により除去可能に変質する材料
の場合はバンク形成領域の光を遮断し、除去領域に光を
透過させるようにマスクする。本実施例ではバンク上層
をマスクとして下層をエッチングするものではなく、下
層と上層とを独立してエッチング可能なため、下層にお
けるバンク形状と上層におけるバンク形状とを異ならせ
ることが可能である。このバンク下層の形状を適当なも
のに選ぶことにより、薄膜層を好適に設けることができ
るようになる。なお露光はレーザ光等のエネルギー源に
より公知の方法を用いて行う。
【０１５２】エッチング工程（図１１Ｃ）： エッチン
グ工程は、露光して硬化した領域を残して下層膜１３０
を除去する工程である。露光後、マスクおよび除去領域
の下層膜１３０を溶剤を用いて除去する。エッチング
は、下層膜１３０としてＳｉＯ２やポリシラザンを用い
た場合には、エッチング液としてフッ酸を用いる。また
ドライエッチングを用いてもよい。
【０１５３】上層膜形成工程（図１１Ｄ）： 上層膜形
成工程は、バンク下層１３０を覆って上層膜１３０を形
成する工程である。上記下層膜１３０と同様の方法によ
り上層膜１３１を形成する。
【０１５４】露光工程（図１１Ｅ）： 露光工程は上層
膜１３１を上層のバンク形状に合わせて露光する工程で
ある。上層膜１３１上にバンク上層の形状に合わせてマ
スク１３４を設ける。上層膜１３１がエネルギー付与に
より硬化する材料の場合はバンク形成領域に光を透過さ
せ、除去領域に光を透過させないようにマスクする。上
層膜１３１がエネルギー付与により除去可能に変質する
材料の場合はバンク形成領域の光を遮断し、除去領域に
光を透過させるようにマスクする。上述したように本実
施形態ではバンク上層１３１の形状を下層と異ならせて
もよい。なお露光はレーザ光等のエネルギー源により公
知の方法を用いて行う。
【０１５５】エッチング工程（図１１Ｆ）： エッチン
グ工程は、露光して硬化した領域を残して上層膜１３１
を除去する工程である。露光後、マスクおよび除去領域
の上層膜１３１を溶剤を用いて除去する。エッチング
は、上層膜１３１としてポリイミドを用いた場合には、
エッチング液としてフッ酸を用いる。またドライエッチ
ングを用いてもよい。
【０１５６】表面処理工程（図１２Ａ）： 表面処理工
程については上記第5の実施例と同様なので説明を省略
する。この表面処理により、バンク形成面１００、バン
ク下層１３０およびバンク上層１３１の親和性の程度
を、「バンク形成面＞＝バンク下層表面＞バンク上層表
面」という順番になるように表面処理することができ
る。
【０１５７】薄膜形成工程（図１２Ｂ，１２Ｃ）： 薄
膜形成工程はバンク下層１３０および上層１３１で囲ま
れた凹部１０１に薄膜材料液２０３を充填して薄膜層を
形成する工程である。薄膜形成工程については上記第5
の実施例と同様なので説明を省略する。
【０１５８】上記したように本実施例によれば、無機材
料と有機材料とを積層したバンクにフッ素系化合物に酸
素が混入している条件でプラズマ処理を行うことによ
り、バンク上層、バンク下層およびバンク形成面の順で
親和性が上がるように設定できる。すなわち、バンク自
体はバンク形成面との高い密着性を保ちながら、親和性
制御のために従来のように多数の工程を経ることなく簡
単なプラズマ処理の制御により表面処理を一時に終了さ
せることができる。これにより、薄膜材料液がバンクを
超えて流れ出ることを防止し、歩留まりを向上させ、製
造コストを減少させることができる。特に均一な薄膜層
を形成でき、かつバンク下層と上層とを異なる形状に形
成できるという効果を奏する。
【０１５９】（７）： 第７の実施例 第7の実施例は、実際の表示装置に前述した第５の実施
例を適用して製造された表示装置に関する。
【０１６０】（全体構成）この表示装置は、アクティブ
マトリクス型表示装置で成り、その全体構成は、前述し
た図３で説明したのと同一である（このため、構成要素
の符号は、図３と同一のものを用い、その重複部分の説
明を省略する）。図１３はそれに構成されている画素の
１つを抜き出して示す平面図、図１４Ａ〜１４Ｃはそれ
ぞれ図１３の切断面Ａ−Ａ’における断面図、切断面Ｂ
−Ｂ’における断面図、および切断面Ｃ−Ｃ’における
断面図である。
【０１６１】このアクティブマトリクス型表示装置１
は、その全体構成は前述した図３のものと同じまたは同
等であるが、以下の点で相違する。
【０１６２】すなわち、各々の画素７は、バンク層ｂａ
ｎｋで囲まれた凹部に形成されている。このバンク層
は、下層側絶縁膜６１および上層側絶縁膜６２を積層し
て構成されている。このバンク層ｂａｎｋの製造に実施
形態３が適用される。その材料や高さ等の条件について
は実施形態３と同様である。薄膜材料液としては、有機
半導体材料が用いられる。この材料をバンク層ｂａｎｋ
で囲まれた領域に吐出し加熱することにより有機半導体
膜４３が形成される。例えば、有機半導体膜４３が０．
０５μｍ〜０．２μｍであるなら、下層側絶縁膜６１と
上層側絶縁膜６２とをそれぞれ０．２μｍ〜１．０μｍ
程度、１μｍ〜２μｍ程度になるように形成される。
【０１６３】また、第１のＴＦＴ２０および第２のＴＦ
Ｔ３０は、図７および図８に示すように、島状の半導体
膜により形成されている。有機半導体膜４３としては、
電界の印加により発光する材料、例えばポリフェニレン
ビニレン（ＰＰＶ）が用いられる。
【０１６４】（バンク層の作用）上記構成において、バ
ンク層ｂａｎｋは有機半導体材料２０３をインクジェッ
ト方式により充填する前に、上記実施形態と同様にフッ
素またはフッ素化合物を導入ガスとしたプラズマ処理が
される。このため画素電極４１＞＝下層側絶縁層６２＞
上層側絶縁層６２という順番で有機半導体材料に対する
親和性が形成される。このため有機半導体材料を含んだ
薄膜材料液をバンク層ｂａｎｋで囲まれた画素領域一杯
に充填しても、下層側絶縁層６２の高さに有機半導体膜
４３が落ち着き、有機半導体膜４３が凹字状に固化する
ことを防止でき、平坦な有機半導体膜４３を形成するこ
とができる。有機半導体膜４３に膜厚の薄い部分がある
と、そこに薄膜発光素子４０の駆動電流が集中し、薄膜
発光素子４０の信頼性が低下することになるが、そのよ
うな間題を排除することができる。
【０１６５】また本実施例では、画素電極４１の形成領
域のうち、導通制御回路５０の中継電極３５と重なる領
域にもバンク層ｂａｎｋが形成され、中継電極３５と重
なる領域には有機半導体膜４３が形成されていない。す
なわち、画素電極４１の形成領域のうち、平坦な部分の
みに有機半導体膜４３が形成される。これも有機半導体
膜４３を一定の膜厚に維持する要因になっている。
【０１６６】さらに、中継電極３５と重なる領域にバン
ク層ｂａｎｋがないと、この部分でも対向電極ｏｐとの
間に駆動電流が流れて有機半導体膜４３が発光する。し
かしこの光は中継電極３５と対向電極ｏｐとの間に挟ま
れて外に出射されず表示に寄与しない。かかる表示に奇
与しない部分で流れる駆動電流は、表示という面からみ
て無効電流といえる。しかるに本形態では、従来ならこ
のような無効電流が流れるはずの部分にバンク層ｂａｎ
ｋを形成した。このため、共通給電線ｃｏｍに無駄な電
流が流れることが防止でき、共通給電線ｃｏｍの幅はそ
の分狭くてよくなる。その結果として、発光面積を増す
ことができ、輝度、コントラスト比などの表示性能を向
上させることができる。
【０１６７】またインクジェット方式を用いることによ
り原色ごとに打ち分けて有機半導体膜を形成可能である
ため、フォトリソグラフィ法などの複雑な工程を用いる
ことなくパターニングが可能になる。
【０１６８】なお、バンク層ｂａｎｋを黒色のレジスト
によって形成してもよい。バンク層ｂａｎｋはブラック
マトリクスとして機能し、コントラスト比などの表示品
位が向上する。すなわち、本形態に係るアクティブマト
リクス型表示装置１では、対向電極ｏｐが透明基板１０
の表面側において画素７の全面に形成されるため、対向
電極ｏｐでの反射光がコントラスト比を低下させる。し
かるに寄生容量を少なくする機能を担うパンク層ｂａｎ
ｋを黒色のレジストで構成すれば、バンク層ｂａｎｋを
ブラックマトリクスとして機能させることができ、対向
電極ｏｐからの反射光を遮るので、コントラスト比を向
上させることができる。
【０１６９】バンク層ｂａｎｋがデータ線ｓｉｇおよび
走査線ｇａｔｅに沿って、有機半導体膜４１よりも厚く
構成され、これに対向電極ｏｐが形成されている。した
がってバンク層ｂａｎｋが存在することにより、データ
線ｓｉｇには大きな容量が寄生することが防止される。
すなわち、データ線ｓｉｇと対向電極ｏｐどの間にも、
厚いバンク層ｂａｎｋが介在しているのでデータ線ｓｉ
ｇに寄生する容童が極めて小さい。それ故、駆動回路
３、４の負荷を低減でき、低消費電力化および／または
表示動作の高速化を図ることができる。
【０１７０】またバンク層ｂａｎｋは無機材料および有
機材料からなる二層構造で構成されている。無機材料の
みで厚みの厚いバンク層を形成しようとすれば、長い時
間をかけて無機材料からなる膜をＰＥＣＶＤ法などで成
膜する必要がある。これに対しレジストやポリイミド膜
等の有機材料は比較的厚い膜を形成するのが容易であ
る。本実施形態のバンク層ｂａｎｋは上層側絶縁膜６２
を厚膜化が容易な有機材料から構成しているので、バン
ク層形成が短時間で済むため生産性を高めることができ
る。
【０１７１】またかかる二層構造であれば、有機半導体
膜４１は無機材料からなる下層側絶縁膜６１とは接して
いるが、有機材料からなる上層側絶縁膜６２とは接しな
い。それ故、有機半導体膜４１は有機材料から構成され
ている上層側絶縁膜６２の影響を受けて劣化することが
ないので、薄膜発光素子４０では、発光効率の低下や信
頼性の低下が起きない。
【０１７２】また、本実施例によれば、透明基板１０の
周辺領域（表示部１１の外側領域）にもバンク層ｂａｎ
ｋが形成されているので、データ側駆動回路３および走
査側駆動回路４もバンク層ｂａｎｋによって覆われてい
る。対向電極ｏｐは、少なくとも表示部１１に形成され
ていれば十分であり、駆動回路領域にまで形成する必要
がない。しかし対向電極ｏｐをマスクスパッタ法で形成
した場合は合わせ精度が悪いため、駆動回路領域にまで
対向電極ｏｐが形成されることがある。本実施例ではこ
れらの駆動回路領域にまで対向電極ｏｐが形成されたと
しても、駆動回路の配線層と対向電極ｏｐとの間にバン
ク層ｂａｎｋが介在することになる。このため駆動回路
３、４に容量が寄生することを防止できるため、駆動回
路３、４の負荷を低減でき、低消費電力化および／また
は表示動作の高速化を図ることができる。
【０１７３】（表示装置の作用）上記のように構成した
アクティブマトリクス型表示装置１において、走査信号
によって選択されて第１のＴＦＴ２０がオン状態になる
と、データ線ｓｉｇからの画像信号が第１のＴＦＴ２０
を介して第２のＴＦＴ３０のゲート電極３１に印加され
る。同時に画像信号が第１のＴＦＴ２０を介して保持容
量ｃａｐに書き込まれる。その結果、第２のＴＦＴ３０
がオン状態になると、対向電極ｏｐおよび画素電極４１
をそれぞれ負極および正極として電圧が印加され、印加
電圧がしきい値電圧を越えた領域で有機半導体膜４３に
流れる電流（駆動電流）が急激に増大する。従って発光
素子４０はエレクトロルミネッセンス素子あるいはＬＥ
Ｄ素子として発光する。発光素子４０の光は、対向電極
ｏｐに反射されて透明な画素電極４１および透明基板１
０を透過して射出される。このような発光を行うための
駆動電流は、対向電極ｏｐ、有機半導体膜４３、画素電
極４１、第２のＴＦＴ３０、および共通給電線ｃｏｍか
ら構成される電流経路を流れるため、第２のＴＦＴ３０
がオフ状態になると流れなくなる。但し第２のＴＦＴ３
０のゲート電極は、第１のＴＦＴ２０がオフ状態になっ
ても、保持容量ｃａｐによって画像信号に相当する電位
に保持されるので、第２のＴＦＴ３０はオン状態のまま
である。それ故、発光素子４０には駆動電流が流れ続
け、この画素は点灯状態のままである。この状態は、新
たな画像データが保持容童ｃａｐに書き込まれて、第２
のＴＦＴ３０がオフ状態になるまで維持される。
【０１７４】（表示装置の製造方法）次に上記構成のア
クティブマトリクス型表示装置の製造方法について図１
５Ａ〜１５Ｃ乃至図２０Ａ〜２０Ｃを参照しながら説明
する。本製造方法は表示装置に第5の実施例の製造方法
を適用したものである。
【０１７５】半導体層形成工程（図１５Ａ〜１５Ｃ）：
まず、透明基板１０に対して、必要に応じて、ＴＥＯ
Ｓ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料ガス
としてプラズマＣＶＤ法により厚さが約２０００〜５０
００オングストロームのシリコン酸化膜からなる下地保
護膜（図示せず。）を形成した後、下地保護膜の表面に
プラズマＣＶＤ法により厚さが約３００〜７００オング
ストロームのアモルファスのシリコン膜からなる半導体
膜を形成する。次にアモルファスのシリコン膜からなる
半導体膜に対して、レーザアニールまたは固相成長法な
どの結晶化工程を行い、半導体膜をポリシリコン膜に結
晶化する。次に、半導体膜をパター二ングして島状の半
導体膜とし、その表面に対してＴＥＯＳ（テトラエトキ
シシラン）や酸素ガスなどを原料ガスとしてプラズマＣ
ＶＤ法により厚さが約６００−１５００オングストロー
ムのシリコン酸化膜または窒化膜からなるゲ−ト絶縁膜
３７を形成する。次に、アルミニウム、タンタル、モリ
ブデン、チタン、タングステンなどの金属膜からなる導
電膜をスパッタ法により形成した後パター二ングし、ゲ
ート電極２１、３ｌ、およびゲート電極３１の延設部分
３６を形成する。この工程では走査線ｇａｔｅも形成す
る。
【０１７６】この状態で、高濃度のリンイオンを打ち込
んで、ゲート電極２１、３１に対して自己整合的にソー
ス・ドレイン領域を形成する。なお不純物が導入されな
かった部分がチャネル領域となる。次に、第１層間絶縁
膜５１を形成した後、各コンタクトホールを形成し、デ
ータ線ｓｉｇ、ドレイン電極２２、共通給電線ｃｏｍ、
共通給電線ｃｏｍの延設部分３９、および中継電極３５
を形成する。その結果、第１のＴＦＴ２０、第２のＴＦ
Ｔ３０、および保持容量ｃａｐが形成される。
【０１７７】次に第２層間絶縁膜５２を形成し、この層
間絶縁膜に中継電極３５に相当する部分にコンタクトホ
ール形成する。次に第２層間絶縁膜５２の表面全体にＩ
ＴＯ膜を形成した後パター二ングし、コンタクトホール
を介して第２のＴＦＴ３０のソース・ドレイン領域に電
気的に接続して画素電極４１を画素７毎に形成する。
【０１７８】下層側絶縁膜形成工程（図１６Ａ〜１６
Ｃ）： 次に、第２層間絶縁膜５２の表面側にＰＥＣＶ
Ｄ法などで無機材料からなる膜（下層側絶縁膜６１を形
成するための無機膜）を形成する。この膜は上記実施形
態で説明した無機材料および厚みで形成する。膜の厚み
は有機半導体膜４１よりも厚く形成されている。例え
ば、有機半導体膜４１を０．０５μｍ〜０．２μｍの厚
みに形成するなら、無機材料の膜を０．２μｍ〜１．０
μｍ程度の厚みに形成する。
【０１７９】上層側絶縁膜形成工程（図１７Ａ〜１７
Ｃ）： 次いで走査線ｇａｔｅおよびデータ線ｓｉｇに
沿ってレジスト（上層側絶縁膜６２）を形成する。上層
側絶縁膜６２は、上記実施形態の有機材料で構成する。
上層側絶縁膜６２の厚みは、画素領域に薄膜材料液料を
充填しても隣接する画素領域に薄膜材料液があふれ出な
い程度の防波堤になりうる高さに形成する。例えば、有
機半導体膜４１を０．０５μｍ〜０．２μｍの厚みで形
成するなら、上層側絶縁膜６２を１μｍ〜２μｍ程度の
高さに形成する。
【０１８０】除去工程（図１８Ａ〜１８Ｃ）： 次に、
上層側絶縁膜６２をマスクとして無機材料から成る膜に
パター二ングを施す。その結果、無機材料からなる膜は
走査線ｇａｔｅおよびデータ線ｓｉｇに沿って残り、下
層側絶縁膜６１が形成される。このようにして下層側絶
縁膜６１と上層側絶縁膜６２とからなる２層構造のバン
ク層ｂａｎｋが形成される。このときには、データ線ｓ
ｉｇに沿って残すレジスト部分は共通給電線ｃｏｍを覆
うように幅広とする。その結果、発光素子４０の有機半
導体膜４３を形成すべき領域はバンク層ｂａｎｋに囲ま
れる。
【０１８１】表面処理工程（図１９Ａ〜１９Ｃ）： 次
に画素電極４１の表面を薄膜材料液に対して親和性（薄
膜材料液が水分を含むときは親水性）に、上層側絶縁膜
６２を薄膜材料液に対して非親和性に、下層側絶縁膜６
１をその間の親和性に設定するべくフッ素を使用してプ
ラズマ処理を施す。具体的な方法は第４および第5の実
施例と同様である。
【０１８２】以上により、画素電極４１、下層側絶縁膜
６１（無機材料）および上層側絶縁膜６２（有機材料）
の薄膜材料液に対する親和度が、「画素電極表面＞＝下
層側絶縁膜表面＞上層側絶縁膜表面」という順番になる
ように表面処理される。
【０１８３】有機半導体膜形成工程（図２０Ａ〜２０
Ｃ）： 上記表面処理が終わったら、バンク層ｂａｎｋ
でマトリクス状に区画された領域内にインクジェツト法
を利用してＲ、Ｇ、Ｂに対応する各有機半導体膜４３を
形成していく。それには、バンク層ｂａｎｋの内側領域
に対してインクジェット式記録ヘッド２０２から、有機
半導体膜４３を構成するための液状の材料（前駆体／吐
出液）である薄膜材料液２０３を吐出する。次いで１０
０℃〜１５０℃の熱処理を施して薄膜材料液中の溶剤成
分を蒸発させバンク層ｂａｎｋの内側領域で定着させて
有機半導体膜４３を形成する。ここでバンク層ｂａｎｋ
は上記表面処理がされているため撥水性を示す。これに
対して有機半導体膜４３の前駆体である薄膜材料液は親
水性の溶媒を用いているため、有機半導体膜４３の塗布
領域はバンク層ｂａｎｋによって確実に規定され、隣接
する画素７にはみ出ることがない。しかもバンク層ｂａ
ｎｋの側壁も撥水性があるため熱処理で薄膜材料液の溶
媒成分が蒸発していって薄膜材料液の嵩が減っていって
も、薄膜材料液が側壁に付着することなく、より親水性
を示す画素電極４１および無機材料の領域まで薄膜材料
液と側壁との接触面が移動する。したがって熱処理後に
形成される有機半導体膜４３は、周囲が厚くなることな
く、画素電極上で均一な厚みを保持する。なお多層構造
素子を形成する場合には、インクジェット方式による薄
膜材料液の充填と乾燥とを各層ごとに繰り返していけば
よい。例えば有機半導体層として、発光膜、正孔注入
層、電子注入層などを積層して形成する場合である。
【０１８４】なお、上記工程において正孔輸送層をイン
クジェット方式で形成してもよい。例えば、正孔輸送層
の元となる薄膜材料液をバンク層で囲まれた画素領域に
３〜４μｍの厚みで充填することができる。この薄膜材
料液に熱処理を施すと、厚み０．０５μｍ〜０．１μｍ
程度の正孔輸送層を形成することができる。正孔輸送層
が形成されたら、さらに再度インクジェット方式により
上記した有機半導体材料を同様の厚みに充填する。
【０１８５】有機半導体層４３が形成されたら、透明基
板１０の略全面に対向電極ｏｐを形成してアクティブマ
トリクス型表示装置１が完成する（図１４Ａ〜１４Ｃ参
照）。
【０１８６】上記のような製造方法によれば、インクジ
ェツト法を利用して所定の領域にＲ、Ｇ、Ｂに対応する
各有機半導体膜４３を形成していけるので、フルカラー
のアクティブマトリクス型表示装置ｌを高い生産性で製
造できる。しかも有機半導体層を均一な厚みで形成でき
るので、明るさにムラが生じない。また、有機半導体膜
の厚みが均一なので、薄膜発光素子４０の駆動電流が一
部に集中することがないので、薄膜発光素子４０の信頼
性が低下することを防止できる。
【０１８７】なお、図１３に示すデータ側駆動回路３や
走査側駆動回路４にもＴＦＴが形成されるが、これらの
ＴＦＴはの画素７にＴＦＴを形成していく工程の全部あ
るいは一部を援用して行われる。それ故、駆動回路を構
成するＴＦＴも、画素７のＴＦＴと同一の層間に形成さ
れることになる。また、第１のＴＦＴ２０、および第２
のＴＦＴ３０については、双方がＮ型、双方がＰ型、一
方がＮ型で他方がＰ型のいずれでもよいが、このような
いずれの組合せであっても周知の方法でＴＦＴを形成し
ていけるので、その説明を省略する。
【０１８８】（その他の変形例）なお、請求項３１〜４
９に記載の発明は上記第４〜第７実施例に限定されるこ
とはなく、その発明の趣旨の範囲で種々に変更して適用
することが可能である。
【０１８９】例えば第７の実施例は発明を表示装置に適
用した具体例であったが、図２１に示すようにカラーフ
ィルタに適用してもよい。この場合、バンク形成面とし
てガラスや石英からなる透明基板３００を、バンクとし
て樹脂等の黒色材料で形成した仕切部材３０１を、薄膜
材料液として着色樹脂３０２を使用する。仕切部材３０
１としては黒色顔料・染料や酸化クロム、クロム金属膜
等を適用してブラックマトリクスを形成してもよい。透
明基板３００上に仕切部材３０１を形成してからインク
ジェット方式により仕切部材３０１によって囲まれた凹
部３０３に着色樹脂３０２を充填する。その他、仕切り
状の部材に囲まれた凹部に任意の流動体を充填する製造
方法であれば、かかる発明を適用可能である。
【０１９０】また表面処理はプラズマ処理に限られるも
のではなく、図９に示すように同一の表面処理条件下で
異なる親和性に加工できる表面処理方法であれば適用が
可能である。かかる発明の主旨は一回の表面加工により
複数の親和性を一時に設定できる点にあるからである。
したがって親和性を設定する材料は無機材料と有機材料
との間に限られるものではなく、特定の材料間において
図９に示す親和性の特性を示すものであれば、その特定
材料間において、かかる発明の表面処理を適用可能であ
る。
【０１９１】以上のように、第４〜第７の実施例および
その変形例によれば、プラズマ処理を一定条件で管理し
たので、バンク自体はバンク形成面との高い密着性を保
ちながら、親和性制御のために多数の工程を経ることな
くバンクとバンク形成面との親和性を確実に制御するこ
とができる。これにより、歩留まりを向上させ、製造コ
ストを減少させることができる。
【０１９２】また、表示装置によれば、プラズマ処理を
一定条件で管理することでバンクとバンク形成面との親
和性を確実に設定したので、薄膜材料液がバンクを超え
て流れ出ることが防止でき、かつ均一な厚みの薄膜層を
有する表示装置を提供できる。これにより、明るさや色
にむらが生じない画像表示が行え、信頼性を向上させる
ことができる。
【０１９３】さらに、薄膜材料液の充填をインクジェッ
ト方式で行えば、色彩の別に応じて薄膜層を打ち分けて
形成できるので、フォトリソグラフィ法等にくらべパタ
ーニングに要する工程が少なくて済むという効果を奏す
る。続いて、特許請求の範囲の請求項４９〜７４に記載
の発明を実施した第８〜第１１の実施例を図面に基づい
て説明する。
【０１９４】（８）：第８の実施例 本発明の実施の形態１に係わる表面改質法について図面
を用いて説明する。図２２は、酸素プラズマとＣＦ４プ
ラズマ処理を続けて行った場合の、水系インク（表面張
力３０ｍＮ／ｍ）のＩＴＯ基板表面およびポリイミド膜
表面上での接触角変化を示したものである。この測定
は、ポリイミド、ＩＴＯを一面に形成した基板の表面に
既述のプラズマ処理を施し、下記インクについての接触
角を測定することにより行った。
【０１９５】ポリイミド膜、ＩＴＯを形成した基板につ
いては、正孔注入材料（ポリエチレンジオキシチオフェ
ンにポリスチレンスルフォン酸を添加したもの）の水分
散液にメタノール、グリセリン、エトキシエタノールを
添加し、インク化したものを用いた。
【０１９６】酸素プラズマ処理は、酸素ガス流量が、５
００ＳＣＣＭ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧力１ｔｏｒ
ｒで、ＣＦ４プラズマ処理はＣＦ４ガス流量が、９００
ＳＣＣＭ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧力１ｔｏｒｒと
いう条件で行った。
【０１９７】未処理の段階では、ＩＴＯ表面、ポリイミ
ド表面ともむしろ撥水性を示すが、酸素プラズマ処理に
よりともに親水化され、さらにＣＦ４プラズマ処理によ
りＩＴＯ表面の親水性は保持されたまま、ポリイミド表
面は撥水化されることがわかる。またガラス基板にを同
様な処理をした場合、ＣＦ４プラズマ処理後では２０〜
３０度の接触角を示した。
【０１９８】一般的に表面張力の低いキシレン等の有機
溶剤系インクに対しても同様の連続プラズマ処理により
ＩＴＯ表面上で１０度以下、ポリイミド表面上でも５０
度の接触角を示した。
【０１９９】表２に、上記プラズマ処理を行ったポリイ
ミド膜表面のＥＳＣＡ分析を行った結果を示す。
【０２００】
【表２】 表２から、酸素プラズマ処理により酸素原子が増え、Ｃ
Ｆ４プラズマ処理によりフッ素原子量が劇的に増加され
フッ素化されることが明らかである。結合形態から、酸
素プラズマ処理により一旦、−ＣＯＯＨ，−ＣＯＨが形
成され、ＣＦ４プラズマ処理によりテフロン化（−ＣＦ
２−）が起こっていることがわかった。
【０２０１】上記プラズマ処理によるテフロン化はアク
リル骨格からなるネガレジストを用いた場合でも確認し
ており、フォトリソグラフィーによりパターン形成が可
能な有機物の表面改質に大変有効である。
【０２０２】さらに大気圧下で、パワー３００Ｗ、電極
−基板間距離１ｍｍ、酸素ガスプラズマは酸素ガス流量
８０ｃｃｍ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍｉｎ、搬送速
度１０ｍｍ／ｓで、ＣＦ４プラズマはＣＦ４ガス流量１
００ｃｃｍ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍｉｎ、搬送速
度５ｍｍ／ｓの条件下で連続プラズマ処理を行った場合
にも同様の結果を得ることができた。大気圧プラズマで
は処理室内を真空にひく手間がなく簡便に同様の表面改
質ができる点で大変有効である。
【０２０３】また、フッ素系ガスプラズマ処理を行う際
に、ＣＦ４ガスを用いた場合について説明したが、これ
に限らず、例えばＮＦ３、ＳＦ６等のフッ素系ガスを用
いることもできる。
【０２０４】濡れ性（表面エネルギー）は処理時間だけ
でなく、ガス流量、パワー、電極−基板間距離等のパラ
メーターにより制御可能である。
【０２０５】このように同じ酸素−ＣＦ４連続プラズマ
処理により無機物表面は親液性に、有機物表面は撥液性
に表面改質することが可能である。
【０２０６】（９）： 第９の実施例 本発明の第９の実施例に係わる薄膜形成方法ならびに有
機半導体薄膜を備えた有機ＥＬ素子の製造方法について
図面を用いて説明する。
【０２０７】図２３Ａ〜２３Ｂは有機ＥＬ素子の製造方
法を示す工程断面図である。
【０２０８】図２３Ａに示す工程では、ＩＴＯ基板３０
１上にポリイミドからなるバンク３０２をフォトリソ法
により形成する。パターンはストライプであっても良い
し、円形に抜けたパターンでも良い。バンクを形成する
材料はポリイミドに限らずフォトリソ法によるパターン
加工が可能な有機材料が使える。
【０２０９】図２３Ｂに示す工程では、酸素ガス流量が
５００ＳＣＣＭ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧力１ｔｏ
ｒｒという条件で酸素プラズマ処理を１分行う。パワー
３００Ｗ、電極−基板間距離１ｍｍ、酸素ガス流量８０
ｃｃｍ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍｉｎ、搬送速度１
０ｍｍ／ｓで大気圧プラズマ処理を行っても良い。酸素
プラズマ処理により親水性のＩＴＯ表面３ならびに活性
化された（親水化された）ポリイミド層３０４が形成さ
れる。酸素プラズマ処理はＩＴＯ上のポリイミド残さを
アッシングするという効果も有する。
【０２１０】続いて図２３Ｃに示す工程では、ＣＦ４ガ
ス流量が９００ＳＣＣＭ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧
力１ｔｏｒｒという条件でＣＦ４プラズマ処理を３０分
行う。パワー３００Ｗ、電極−基板間距離１ｍｍ、ＣＦ
４ガス流量１００ｃｃｍ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍ
ｉｎ、搬送速度５ｍｍ／ｓの条件下で大気圧プラズマ処
理を行ってもよい。親水性のＩＴＯ表面３０３を保持し
たままでポリイミド表面をテフロン化された撥液性表面
３０５に改質することができる。
【０２１１】基板表面の汚染の程度が軽い場合は、酸素
プラズマ処理を行わず、ＣＦ４ガス流量が９００ＳＣＣ
Ｍ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧力１ｔｏｒｒという条
件でＣＦ４プラズマ処理を３０〜６０分行っても同様の
効果が得られた。
【０２１２】図２３Ｄに示す工程では、スピンコートに
より正孔注入層３０６を形成する。正孔注入層材料液の
表面張力を調節することによりＩＴＯ画素内だけに正孔
注入層材料をパターニングすることができる。ポリエチ
レンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸の
水分散液をエトキシエタノール及びメタノール（合計７
５パーセント）で希釈し、表面張力３０ｄｙｎｅ／ｃｍ
としたものをスピンコート溶液として用いた。正孔注入
層材料液に対し、プラズマ処理ＩＴＯ表面は、１０度以
下の接触角を示すため均一に塗膜される。また、プラズ
マ処理ポリイミド表面では、６０度以上の接触角を示す
ためバンク上に塗膜されず、クロストークを起こすこと
もない。また、正孔注入層材料インクをインクジェット
方式によりＩＴＯ画素内にパターニング成膜しても良
い。インクジェット方式の法が材料を格段に節約するこ
とができる。
【０２１３】図２３Ｅでは、赤色発光層材料インク３０
７、緑色発光層材料インク３０８、青色発光層材料イン
ク３０９をそれぞれ所定の画素にインクジェットヘッド
３１０より吐出することによりＲ，Ｇ，Ｂ，3色の発光
層を形成する。緑色発光層材料には、ＰＰＶ前駆体用液
をＤＭＦ、グリセリン、ジエチレングリコールの混合液
で希釈してインク化したものを用いた。赤色発光層材料
インクには、このＰＰＶを用いた緑色インクに赤色色素
ローダミン１０１をＰＰＶに対して１．５ｗｔ%加えた
インクを用いた。青色発光層材料インクには、ポリジオ
クチルスルフルオレンをキシレンに溶解したものをイン
クとして用いた。発光材料層インク３０７、３０８、３
０９のプラズマ処理ポリイミド表面上での接触角は６０
度以上であるため、混色の生じない高精細なパターニン
グが可能となる。モノクロ有機ＥＬ素子を形成する場合
にはスピンコート法により発光層を形成しても良い。
【０２１４】また、前記プラズマ処理により正孔注入層
材料液あるいは発光層インクとの接触角が２０度〜３０
度になるようなガラス層を下層にした２層からなるバン
クを形成した基板を用いてもよい。バンク裾で短絡する
恐れを回避することができる。
【０２１５】（１０）： 第１０の実施例 本発明の第１０の実施例に係わる薄膜形成方法ならびに
着色薄膜を備えたカラーフィルターの製造方法について
図面を用いて説明する。
【０２１６】図２４Ａ〜２４Ｄはカラーフィルターの製
造方法を示す工程断面図である。
【０２１７】図２４Ａに示す工程では、ガラス基板３１
１上に樹脂ＢＭ（ブラックマトリックス）３１２をフォ
トリソ法により形成する。パターンはストライプであっ
ても良いし、円形に抜けたパターンでも良い。
【０２１８】図２４Ｂに示す工程では、酸素ガス流量が
５００ＳＣＣＭ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧力１ｔｏ
ｒｒという条件で酸素プラズマ処理を１分行う。パワー
３００Ｗ、電極−基板間距離１ｍｍ、酸素ガス流量８０
ｃｃｍ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍｉｎ、搬送速度１
０ｍｍ／ｓで大気圧プラズマ処理を行っても良い。酸素
プラズマ処理により親水性のガラス表面１３ならびに活
性化（親水化）された樹脂ＢＭ層３１４が形成される。
酸素プラズマ処理はガラス上の樹脂残さをアッシングす
るという効果も有する。
【０２１９】続いて図２４Ｃに示す工程では、ＣＦ４ガ
ス流量が９００ＳＣＣＭ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧
力１ｔｏｒｒという条件でＣＦ４プラズマ処理を３０分
行う。パワー３００Ｗ、電極−基板間距離１ｍｍ、ＣＦ
４ガス流量１００ｃｃｍ、ヘリウムガス流量１０ｌ／ｍ
ｉｎ、搬送速度５ｍｍ／ｓの条件下で大気圧プラズマ処
理を行ってもよい。親水性のガラス表面３１３を保持し
たままで樹脂ＢＭ表面をテフロン化された撥インク性表
面３１５に改質することができる。
【０２２０】基板表面の汚染の程度が軽い場合は、酸素
プラズマ処理を行わず、ＣＦ４ガス流量が９００ＳＣＣ
Ｍ、パワー１．０Ｗ／ｃｍ２、圧力１ｔｏｒｒという条
件でＣＦ４プラズマ処理を３０〜６０分行っても同様の
効果が得られた。
【０２２１】図２４Ｄに示す工程では、赤色光透過顔料
インク３１６、緑色光透過顔料インク３１７、青色光透
過顔料インク３１８をそれぞれ所定の画素にインクジェ
ットヘッド３１９より吐出することによりＲ，Ｇ，Ｂ，
3色のフィルター層を形成する。顔料インク３１７、３
１８、３１９のプラズマ処理樹脂ＢＭ表面上での接触角
は６０度以上であるため、混色のない高精細なパターニ
ングが可能となる。
【０２２２】また、前記プラズマ処理により顔料インク
との接触角が２０度〜５０度になるような材料を下層に
した２層からなるバンクを形成した基板を用いてもよ
い。色抜け膜厚むらの恐れを回避することができる。
【０２２３】（１１）： 第１１の実施例 本発明の第１１の実施例に係わる表面改質法ならびに薄
膜形成法について図面を用いて説明する。
【０２２４】図２５Ａ〜２５Ｄは、バンクを無機物およ
び有機物の２層で形成した場合の効果を示した図であ
る。
【０２２５】図２５Ａに示す工程では、ＩＴＯ基３板２
０上に下層がガラス３２１、上層がポリイミド３２２か
らなる積層バンクをフォトリソ法により形成する。
【０２２６】図２５Ｂに示す工程では、第８〜第１０の
実施例で示したような酸素プラズマ、フッ素プラズマ処
理を連続しておこなう。ＩＴＯ基板表面、バンク下層ガ
ラス表面は親水化され、バンク上層ポリイミドは撥液化
される。
【０２２７】図２５Ｃに示す工程では、インクジェット
ヘッド３２６より薄膜材料インクＡ；３２７および薄膜
材料インクＢ；３２８を吐出することにより隣接する凹
部に異なる特性の薄膜材料液を塗布する。プラズマ処理
後、薄膜材料インクに対するＩＴＯ表面３２３での接触
角は２０度以下、バンク下層ガラス表面３２４では３０
〜４０度、バンク上層ポリイミド表面３２５では９０度
の接触角を示す。
【０２２８】ベイク後、図２５Ｄに示すように、薄膜
Ａ；３２９および薄膜Ｂ；３３０を得る。プラズマ処理
ポリイミド表面３２５は強い撥インク性を示すため、図
に示すようにポリイミドからなるバンク裾周辺では平坦
に成膜されないことがある。しかし、ＩＴＯ表面３２３
およびガラス表面３２４はともに親インク性のため、ガ
ラスで形成された下層バンク裾周辺も成膜されＩＴＯ表
面上では平坦な膜が形成される。有機ＥＬ素子などＩＴ
Ｏと電極で有機薄膜を挟む構造を有する素子の場合、Ｉ
ＴＯ上に膜が形成されていないために起こる短絡を防ぐ
ことができる。また、カラーフィルターの製造において
は膜厚ムラによる色ムラを防ぐために大変有効である。
【０２２９】以上のように、第８〜第１１の実施例によ
れば、同一基板上に有機物で形成したバンクを有する基
板に、酸素ガスプラズマ処理を行った後、これに続けて
フッ素系ガスプラズマ処理を行うことで、基板表面の親
液性を保持したままで、バンクに半永久的な撥液性を付
与することができる。
【０２３０】また、上記方法によれば、簡便な方法で、
同一基板上に表面エネルギーが制御されたパターンを形
成することができ、従来のスピンコート等の塗布法だけ
でなく、インクジェット方式による塗膜方法で、薄膜材
料液を精密にパターニング成膜することが可能となる。
よってカラーフィルターやフルカラー有機ＥＬ装置の製
造を混色、色ムラ、クロストークなく、低コストかつ簡
便に製造することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の表示装置と液滴の関係を示す
概略説明図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは本発明の表示装置において、液
滴溜を有するバンクの形状の例を示す断面図である。
【図３】図３は、本発明の表示装置に係るアクティブマ
トリクス型表示装置の一例の全体レイアウトを模式的に
示すブロック図である。
【図４】図４は、図３に示すアクティブマトリクス型表
示装置に構成される画素の一つを示す平面図である。
【図５】図５Ａ〜５Ｃはそれぞれ図４のＡ−Ａ断面図，
Ｂ−Ｂ断面図，Ｃ−Ｃ断面図である。
【図６】図６は、本発明を適用したカラーフィルタの一
例の断面図である。
【図７】図７Ａ〜７Ｅ参考実施例における各評価を示す
断面図である。
【図８】図８Ａ〜８Ｄは、本発明の第4の実施例に係る
薄膜形成方法の製造工程断面図である。
【図９】図９は、本発明の表面処理の原理に係るフッ素
系化合物と酸素との混合比と接触角との関係を説明する
特性図である。
【図１０】図１０Ａ〜１０Ｆは、本発明の第５の実施例
に係る薄膜形成方法の製造工程断面図である。
【図１１】図１１Ａ〜１１Ｆは、本発明の第６の実施形
に係る薄膜形成方法の製造工程断面図である。
【図１２】図１２Ａ〜１２Ｃは、本発明の第6の実施例
に係る薄膜形成方法の製造工程断面図（続き）である。
【図１３】図１３は、本発明の第７の実施例に係るアク
ティブマトリクス型表示装置に構成されている画素の１
つを抜き出して示す平面図である。
【図１４】図１４Ａ〜１４Ｃは、図１３のＡ−Ａ’断面
図、Ｂ−Ｂ’断面図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図１５】図１５Ａ〜１５Ｃは、半導体層形成工程を説
明する、それぞれ図１３のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断
面図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図１６】図１６Ａ〜１６Ｃは、下層側絶縁層形成工程
を説明する、それぞれ図１３のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−
Ｂ’断面図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図１７】図１７Ａ〜１７Ｃは、上層側絶縁層形成工程
を説明する、それぞれ図１３のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−
Ｂ’断面図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図１８】図１８Ａ〜１８Ｃは、バンク層形成工程を説
明する、それぞれ図１３のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断
面図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図１９】図１９Ａ〜１９Ｃは、表面処理工程を説明す
る、それぞれ図１３のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−Ｂ’断面
図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図２０】図２０Ａ〜２０Ｃは、有機半導体膜形成工程
を説明する、それぞれ図１３のＡ−Ａ’断面図、Ｂ−
Ｂ’断面図、およびＣ−Ｃ’断面図である。
【図２１】図２１は、本発明を適用したカラーフィルタ
の断面図である。
【図２２】図２２は、本発明の第８の実施例に係るプラ
ズマ処理によるＩＴＯ基板表面およびポリイミド膜表面
上での接触角変化を示す図である。
【図２３】図２３は、本発明の第９の実施例に係る有機
ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
【図２４】図２４は、本発明の第１０の実施例に係るカ
ラーフィルターの製造方法を示す工程断面図である。
【図２５】図２５は、本発明の第１１の実施例に係るバ
ンクを無機物および有機物の２層で形成する製造方法を
示す工程断面図である。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/33 Ｇ０９Ｆ 9/33 Ｚ Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｈ０１Ｌ 33/00 Ｍ Ｈ０５Ｂ 33/10 Ｈ０５Ｂ 33/10 33/12 33/12 Ｂ 33/14 33/14 Ａ (72)発明者 湯田坂 一夫 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内 (72)発明者 宮島 弘夫 長野県諏訪市大和三丁目３番５号 セイコ ーエプソン株式会社内

Claims (80)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 インクジェット法により薄膜をパターニ
    ング形成するために用いられる、所定の高さのバンクお
    よび該バンクにより区切られた被塗布領域が面上に形成
    された薄膜パターニング用基板において、 前記バンクの幅をａ（μｍ）、その高さをｃ（μｍ）と
    し、前記被塗布領域の幅をｂ（μｍ）とし、かつ、薄膜
    層を形成する液体材料のインクジェット液滴径をｄ（μ
    ｍ）とするとき、前記バンクが、（ｄ／２）＜ｂ＜５ｄ
    を満足するように形成されていることを特徴とする薄膜
    パターニング用基板。
  2. 【請求項２】 前記バンクが、更にａ＞（ｄ／４）を満
    足するように形成されていることを請求項１記載の薄膜
    パターニング用基板。
  3. 【請求項３】 前記バンクが、更にｃ＞ｔ０ 〔ｔ
    ０（μｍ）は薄膜層の膜厚〕を満足するように形成され
    ていることを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜パタ
    ーニング用基板。
  4. 【請求項４】 前記バンクが、更にｃ＞ｄ／（２ｂ）を
    満足するように形成されていることを特徴とする請求項
    １乃至３のいずれか一項記載の薄膜パターニング用基
    板。
  5. 【請求項５】 前記バンクの少なくとも上面が有機物で
    形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
    れか一項記載の薄膜パターニング用基板。
  6. 【請求項６】 前記バンクの上面および側面が有機物で
    形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいず
    れか一項記載の薄膜パターニング用基板。
  7. 【請求項７】 前記バンクは下層の無機物と上層の有機
    物との２層で形成されていることを特徴とする請求項１
    乃至４のいずれか一項記載の薄膜パターニング用基板。
  8. 【請求項８】 前記バンクは下層の無機物と上層の有機
    物との２層で形成され、該無機物の少なくとも側面は該
    有機物で覆っていないことを特徴とする請求項７記載の
    薄膜パターニング用基板。
  9. 【請求項９】 前記被塗布領域が無機物であることを特
    徴とする請求項１乃至８のいずれか一項記載の薄膜パタ
    ーニング用基板。
  10. 【請求項１０】 前記バンクの上部上面に液滴溜構造を
    有する請求項１乃至９のいずれか一項記載の薄膜パター
    ニング用基板。
  11. 【請求項１１】 前記バンクを形成する有機物表面の接
    触角が５０°以上、該バンクを形成する無機物表面に対
    する接触角が２０°〜５０°、かつ前記薄膜液体材料に
    対する前記被塗布領域の表面の接触角が３０°以下にな
    るように表面処理を施した請求項５乃至１０のいずれか
    一項記載の薄膜パターニング用基板。
  12. 【請求項１２】 前記表面改質がプラズマ処理によって
    行われることを特徴とする請求項１１記載の薄膜パター
    ニング用基板。
  13. 【請求項１３】 請求項１乃至１２のいずれか一項に記
    載の薄膜パターニング用基板を用いてインクジェット法
    により薄膜をパターニング形成する薄膜形成方法。
  14. 【請求項１４】 請求項１３に記載の薄膜形成方法によ
    り形成される薄膜素子。
  15. 【請求項１５】 赤色、緑色または青色から選択された
    発光色を有する有機薄膜が独立してパターニングされた
    有機ＥＬ素子である請求項１４記載の薄膜素子。
  16. 【請求項１６】 赤色、緑色または青色から選択された
    発光色だけを透過する有機薄膜が独立してパターニング
    されたカラーフィルタである請求項１４記載の薄膜素
    子。
  17. 【請求項１７】 請求項１４乃至１６のいずれか一項記
    載の薄膜素子を備える表示装置。
  18. 【請求項１８】 請求項１７記載の表示装置と、この表
    示装置に対する回路装置とを備えてなる表示用電子機
    器。
  19. 【請求項１９】 ディップ法またはスピンコート法によ
    り薄膜をパターニング形成するために用いられる、所定
    の高さのバンクおよび該バンクにより区切られた被塗布
    領域が面上に形成された薄膜パターニング用基板におい
    て、 少なくとも該バンクの表面が有機物で形成され、前記被
    塗布領域が無機物で形成されていることを特徴とする薄
    膜パターニング用基板。
  20. 【請求項２０】 ディップ法またはスピンコート法によ
    り薄膜をパターニング形成するために用いられる、所定
    の高さのバンクおよび該バンクにより区切られた被塗布
    領域が面上に形成された薄膜パターニング用基板におい
    て、 前記バンクの上面および側面が有機物で形成され、前記
    被塗布領域が無機物で形成されていることを特徴とする
    薄膜パターニング用基板。
  21. 【請求項２１】 ディップ法またはスピンコート法によ
    り薄膜をパターニング形成するために用いられる、所定
    の高さのバンクおよび該バンクにより区切られた被塗布
    領域が面上に形成された薄膜パターニング用基板におい
    て、 前記バンクは下層の無機物と上層の有機物との２層で形
    成され、前記被塗布領域が無機物で形成されていること
    を特徴とする薄膜パターニング用基板。
  22. 【請求項２２】 前記バンクにおける下層の無機物の少
    なくとも側面は前記有機物で覆っていないことを特徴と
    する請求項２１記載の薄膜パターニング用基板。
  23. 【請求項２３】 前記バンクを形成する有機物表面の接
    触角が５０°以上、該バンクを形成する無機物表面に対
    する接触角が２０°〜５０°、かつ前記薄膜液体材料に
    対する前記被塗布領域の表面の接触角が３０°以下にな
    るように表面処理を施した請求項１９乃至２２のいずれ
    か一項記載の薄膜パターニング用基板。
  24. 【請求項２４】 前記表面処理がプラズマ処理によって
    行われることを特徴とする請求項２３記載の薄膜パター
    ニング用基板。
  25. 【請求項２５】 請求項１９乃至２４のいずれか一項に
    記載の薄膜パターニング用基板を用いてディップ法また
    はスピンコート法により薄膜をパターニング形成する薄
    膜形成方法。
  26. 【請求項２６】 前記ディップ法またはスピンコート法
    に用いる液体材料の表面張力が３０ｄｙｎｅ／ｃｍ以下
    の値である請求項２５記載の薄膜形成方法。
  27. 【請求項２７】 請求項２５または２６に記載の薄膜形
    成方法により形成される薄膜素子。
  28. 【請求項２８】 請求項２７記載の薄膜素子を備えてな
    る表示装置。
  29. 【請求項２９】 請求項２８記載の表示装置と、この表
    示装置に対する電子回路とを備えてなる表示用電子機
    器。
  30. 【請求項３０】 バンクで囲まれた領域に薄膜材料液を
    充填して薄膜層を形成する薄膜形成方法であって、 無機材料で構成されるバンク形成面に有機材料で前記バ
    ンクを形成するバンク形成工程と、 所定の表面処理を行った場合に、前記有機材料が前記無
    機材料に比べて前記薄膜材料液に対する非親和性の程度
    がより高くなるような一定条件下で前記バンクおよび前
    記バンク形成面に対して前記表面処理を施す表面処理工
    程と、 前記表面処理がされたバンクで囲まれる領域に前記薄膜
    材料液を充填して薄膜層を形成する薄膜層形成工程と、
    を備えたことを特徴とする薄膜形成方法。
  31. 【請求項３１】 前記表面処理は、導入ガスにフッ素ま
    たはフッ素化合物を含んだガスを使用し、減圧雰囲気下
    でプラズマ照射をする減圧プラズマ処理である請求項３
    ０に記載の薄膜形成方法。
  32. 【請求項３２】 前記表面処理は、導入ガスにフッ素ま
    たはフッ素化合物を含んだガスを使用し、大気圧雰囲気
    下でプラズマ照射をする大気圧プラズマ処理である請求
    項３０に記載の薄膜形成方法。
  33. 【請求項３３】 前記一定条件は、フッ素系化合物が酸
    素よりも多いことを条件とする請求項３１または請求項
    ３２に記載の薄膜形成方法。
  34. 【請求項３４】 前記一定条件は、フッ素系化合物およ
    び酸素の総量に対するフッ素系化合物の含有量が６０％
    以上に設定されている請求項３３に記載の薄膜形成方
    法。
  35. 【請求項３５】 前記フッ素またはフッ素化合物を含ん
    だガスはＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３等のハロゲンガスを
    用いる請求項３１または３２に記載の薄膜形成方法。
  36. 【請求項３６】 前記薄膜材料液の前記バンク形成面に
    対する接触角が２０度以下になるように前記表面処理の
    条件が設定される請求項３０に記載の薄膜形成方法。
  37. 【請求項３７】 前記薄膜材料液の前記バンク形成面に
    対する接触角が５０度以上になるように前記表面処理の
    条件が設定される請求項３０に記載の薄膜形成方法。
  38. 【請求項３８】 前記バンク形成工程は、前記バンクを
    上層および下層の二層で形成する請求項３０に記載の薄
    膜形成方法。
  39. 【請求項３９】 前記バンク形成工程は、前記バンク形
    成面に下層膜を形成する下層膜形成工程と、前記下層膜
    上で前記バンクの形成領域に合わせて上層を形成する上
    層形成工程と、前記上層をマスクとして当該上層が設け
    られていない領域の前記下層膜をエッチングして除去す
    る除去工程と、を備える請求項３８に記載の薄膜形成方
    法。
  40. 【請求項４０】 前記バンク形成工程は、前記バンク形
    成面に下層膜を形成する下層膜形成工程と、当該下層膜
    を前記バンク下層の形成領域に合わせて露光・現像する
    工程と、前記下層を覆って上層膜を形成する上層膜形成
    工程と、当該上層膜を前記バンク上層の形成領域に合わ
    せて露光・現像する工程と、を備える請求項３８に記載
    の薄膜形成方法。
  41. 【請求項４１】 前記表面処理は、前記バンク下層の前
    記薄膜材料液に対する親和性が前記画素電極のそれ以下
    であって前記バンク上層のそれ以上に設定するものであ
    る請求項３８に記載の薄膜形成方法。
  42. 【請求項４２】 前記バンク上層の表面が前記薄膜材料
    液に対し接触角が５０度以上になるように前記表面処理
    の条件が設定される請求項３８に記載の薄膜形成方法。
  43. 【請求項４３】 前記バンク下層の表面が前記薄膜材料
    液に対し接触角が２０度乃至４０度の範囲になるように
    前記表面処理の条件が設定される請求項３８に記載の薄
    膜形成方法。
  44. 【請求項４４】 前記バンクで囲まれる領域には画素電
    極が設けられ、前記薄膜材料液は薄膜発光素子を形成す
    るための有機半導体材料である請求項３０乃至請求項４
    ３に記載の薄膜形成方法。
  45. 【請求項４５】 前記画素電極はＩＴＯ電極膜である請
    求項４４に記載の薄膜形成方法。
  46. 【請求項４６】 前記バンクは絶縁有機材料である請求
    項３０に記載の薄膜形成方法。
  47. 【請求項４７】 前記バンク下層はシリコン酸化膜、シ
    リコン窒化膜またはアモルファスシリコンのいずれかで
    ある請求項３８に記載の薄膜形成方法。
  48. 【請求項４８】 請求項３０乃至請求項４７のいずれか
    一項に記載された薄膜形成方法で製造された表示装置。
  49. 【請求項４９】 基板上に形成されたバンクで囲まれた
    領域に薄膜材料液を充填するための基板の表面改質方法
    であって、バンクが形成された基板に、酸素ガスプラズ
    マ処理を行う第一工程と、前記第一工程後、これに続け
    てフッ素系ガスプラズマ処理を行う第二工程とを備えた
    表面改質方法。
  50. 【請求項５０】 少なくとも前記第一工程および第二
    工程のいずれかのプラズマ処理が、大気圧下で処理され
    る大気圧プラズマであることを特徴とする請求項４９記
    載の表面改質方法。
  51. 【請求項５１】 少なくとも前記第一工程および第二工
    程のいずれかのプラズマ処理が、減圧下で処理される減
    圧プラズマであることを特徴とする請求項４９記載の表
    面改質方法。
  52. 【請求項５２】 基板上に形成されたバンクで囲まれた
    領域に薄膜材料液を充填するための表面改質方法であっ
    て、バンクが形成された基板に、フッ素系ガスプラズマ
    処理を行う工程を備えた表面改質方法。
  53. 【請求項５３】 前記プラズマ処理が、減圧下で処理さ
    れる減圧プラズマであることを特徴とする請求項５２記
    載の表面改質方法。
  54. 【請求項５４】 前記基板が無機物であることを特徴と
    する請求項４９乃至５３のいずれか一項に記載の表面改
    質方法。
  55. 【請求項５５】 前記基板上に形成されたバンクにおい
    て、少なくとも該バンクの上面が有機物で形成されてい
    ることを特徴とする請求項４９乃至５３のいずれか一項
    に記載の表面改質方法。
  56. 【請求項５６】 前記基板上に形成されたバンクにおい
    て、該バンクの上面および側面が有機物で形成されてい
    ることを特徴とする請求項４９乃至５３のいずれか一項
    に記載の表面改質方法。
  57. 【請求項５７】 前記基板上に形成されたバンクにおい
    て、該バンクは下層の無機物と上層の有機物の２層で形
    成さていることを特徴とする請求項４９乃至５３のいず
    れか一項に記載の表面改質方法。
  58. 【請求項５８】 前記基板上に形成されたバンクにおい
    て、該バンクは下層の無機物と上層の有機物の２層で形
    成され、該無機物の少なくとも側面は該有機物で覆われ
    ていないことを特徴とする請求項４９乃至５３のいずれ
    か一項に記載の表面改質方法。
  59. 【請求項５９】 前記無機物からなる基板表面を前記薄
    膜材料液に対して親液化する請求項５４記載の表面改質
    方法。
  60. 【請求項６０】 前記バンクを形成する有機物表面を前
    記薄膜材料液に対して撥液化する請求項５５乃至５８の
    いずれか一項に記載の表面改質方法。
  61. 【請求項６１】 前記バンクを形成する有機物表面をテ
    フロン（登録商標）化する請求項６０記載の表面改質方
    法。
  62. 【請求項６２】 前記バンクを形成する有機物表面を前
    記薄膜材料液に対して撥液化し、かつ前記無機物からな
    る基板表面を前記薄膜材料液に対して親液化する請求項
    ４９乃至６１のいずれか一項に記載の表面改質方法。
  63. 【請求項６３】 前記薄膜材料液の前記基板表面に対す
    る接触角が、３０度以下である請求項５９に記載の表面
    改質方法。
  64. 【請求項６４】 前記薄膜材料液の前記バンクを形成す
    る有機物表面に対する接触角が、５０度以上である請求
    項６０に記載の表面改質方法。
  65. 【請求項６５】 前記薄膜材料液の前記基板表面に対す
    る接触角が、３０度以下であり、かつ前記バンクを形成
    する有機物表面に対する接触角が、５０度以上である請
    求項６２に記載の表面改質方法。
  66. 【請求項６６】 前記薄膜材料液の前記基板表面に対す
    る接触角が、３０度以下、前記バンクを形成する下層表
    面に対する接触角が、２０度から５０度、前記バンク上
    層を形成する有機物表面に対する接触角が、５０度以上
    である請求項４９乃至６５のいずれか一項に記載の表面
    改質方法。
  67. 【請求項６７】 基板上に形成されたバンクで囲まれた
    領域に薄膜材料液を充填し、薄膜を形成する方法であっ
    て、請求項４９乃至６６のいずれか一項に記載の表面改
    質方法が施された基板のバンクで囲まれた領域に、当該
    表面改質後直ちにインクジェット方式によって前記薄膜
    材料液を充填する工程を備えた薄膜形成方法。
  68. 【請求項６８】 基板上に形成されたバンクで囲まれた
    領域に薄膜材料液を充填し、薄膜を形成する方法であっ
    て、請求項４９乃至６６のいずれか一項に記載の表面改
    質方法が施された基板のバンクで囲まれた領域に、当該
    表面改質後直ちにスピンコート法あるいはディップ法等
    によって前記薄膜材料液を充填する工程を備えた薄膜形
    成方法。
  69. 【請求項６９】 請求項６７または６８に記載の薄膜形
    成方法により形成した薄膜を備えた薄膜素子。
  70. 【請求項７０】 請求項６７または６８に記載の薄膜形
    成方法により形成した薄膜を有する構造をカラーフィル
    ターとして備えた表示装置。
  71. 【請求項７１】 請求項６７または６８に記載の薄膜形
    成方法により形成した薄膜を有する構造を有機ＥＬ素子
    として備えた表示装置。
  72. 【請求項７２】 請求項６７または６８に記載の薄膜形
    成方法により薄膜を形成する薄膜素子の製造方法。
  73. 【請求項７３】 請求項６７または６８に記載の薄膜形
    成方法により薄膜を形成し、これをカラーフィルターと
    する請求項６９記載の薄膜素子の製造方法。
  74. 【請求項７４】 前記薄膜素子が有機ＥＬ素子である請
    求項７２記載の薄膜素子の製造方法。
  75. 【請求項７５】 前記バンクで囲まれた部分の平面形状
    が円形又は楕円形である請求項１記載の薄膜パターニン
    グ用基板。
  76. 【請求項７６】 基板と、この基板上に所定のパターン
    の形状のバンクを有する薄膜パターニング用基板におい
    て、該バンクにより形成された開口部の形状が環状であ
    る薄膜パターニング基板。
  77. 【請求項７７】 前記環状の開口部の形状が円形又は楕
    円形である請求項７６記載のパターニング用基板。
  78. 【請求項７８】 基板と、該基板上に所定のパターンの
    形状のバンクと、該バンクに囲まれた領域に発光材料薄
    膜を有するＥＬ素子において、該バンクにより形成され
    た開口部の形状が環状であるＥＬ素子。
  79. 【請求項７９】 前記環状の開口部の形状が円形又は楕
    円形である請求項７８記載のＥＬ素子。
  80. 【請求項８０】 基板上に設けられたバンクで囲まれた
    領域に薄膜形成材料を充填するための基板の表面改質方
    法であって、バンクが形成された基板全表面に一連の表
    面改質処理を均一に行い、この一連の処理によりバンク
    部表面の薄膜形成材料に対する非親和性を、バンク間部
    分の表面のそれに対して高める工程を有する基板の表面
    改質方法。
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