JP2004063286A - Manufacturing method of electrooptical device, electrooptical device, and electronic apparatus - Google Patents

Manufacturing method of electrooptical device, electrooptical device, and electronic apparatus Download PDF

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Ryoichi Nozawa
野澤　陵一
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of an electrooptical device by which the process of alignment is reduced and throughput can be improved. <P>SOLUTION: The organic EL device S is manufactured through a process in which a light-shielding part 300 for shutting off exposure light having a specific wavelength region is installed with a prescribed pattern between a light-transmitting substrate P and a photosensitive material layer, a process in which the exposure light is irradiated from the substrate P side and the photosensitive material layer is exposed, and a process in which the exposed photosensitive material layer is developed and an opening part is formed in the photosensitive material layer. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置の製造方法及び電気光学装置、電子機器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
各画素に対応して有機エレクトロルミネッセンス素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、「有機ＥＬ装置」と称する）は、高輝度で自発光であること、直流低電圧駆動が可能であること、応答が高速であること、固体有機膜による発光であることなどから表示性能に優れており、また、表示装置の薄型化、軽量化、低消費電力化が可能であるため、将来的に液晶表示装置に続く表示装置として期待されている。このような有機ＥＬ装置（電気光学装置）の製造方法の１つとして、発光材料等の機能材料をインク化し、このインク（液体材料）を基板上に吐出する液滴吐出法（インクジェット法）がある。液滴吐出法では、基板上に開口部を有するバンク層（隔壁）を形成し、このバンク層に形成された開口部に対して液滴を吐出することにより機能材料のパターニングを行う。
【０００３】
バンク層の開口部は、基板上に感光性を有する合成樹脂をコーティングして感光性材料層（絶縁層）を設けた後、前記開口部に対応するパターンを有するマスクを露光光で照明し、マスクを透過した露光光により感光性材料層を露光し、次いで現像処理することにより形成される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した従来のバンク層の開口部の形成方法において、以下に述べる問題が生じるようになった。
従来のバンク層の開口部の形成方法はマスクを透過した露光光を感光性材料層に露光する構成であるため、感光性材料層の所望の位置に露光光を照射するために、感光性材料層が設けられた基板とマスクとの位置合わせ処理（アライメント処理）が必要となる。このように、アライメント処理のための工程が必要となるためスループットが低下するとともに、アライメント装置を備えた露光装置、いわゆるステッパが必要となる。更に、ステッパは複数のショット領域に対してステップ・アンド・リピートしながら順次露光処理する構成であるが、基板の大型化に伴ってショット数も多くなりスループットが低下する。
【０００５】
また、バンク層に用いられる材料は感光性が低いため長時間露光しなくてはならず、ステッパに負荷がかかり、高価なステッパにおいて光学系のメンテナンスが頻繁に必要になったりステッパが故障するおそれが高くなるなど、コスト面においても不利になる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、ステッパなど高価な装置への負荷を低減し、更に、アライメント処理の工程を低減してスループットを向上できる電気光学装置の製造方法、及び電気光学装置、並びにこの電気光学装置を備えた電子機器を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に発光素子が設けられた電気光学装置の製造方法において、前記基板上に絶縁層と、前記基板と前記絶縁層との間に特定波長帯域の光を有する露光光を遮光する遮光部とを設ける工程と、前記基板側から前記露光光を照射し、前記絶縁層を露光する工程と、前記露光された前記絶縁層を現像し該絶縁層に開口部を形成する工程と、前記開口部に前記発光素子を形成する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、バンク層としての絶縁層に開口部を形成する際、基板と絶縁層との間に露光光を遮光する遮光部を所定のパターンで予め設けておき、基板外側から露光光を照射することにより、遮光部で絶縁層をパターニングすることができる。ここで、所定のパターンとは絶縁層に形成する開口部に対応するパターンである。そして、遮光部は基板自体に設けられているため露光光を照射する際にアライメント処理は不要となり、しかも露光光の照射には高価なステッパでなく露光光を射出可能な安価な照明装置を用いて基板全体を一括露光することができる。更に、大光量の露光光を射出可能な照明装置を用いることにより露光処理を短時間で行うことができる。したがって、スループットは向上するとともに、装置コストを抑えることができる。
【０００９】
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記基板に隣接して前記遮光部を設ける構成が採用される。遮光部を基板に隣接して、すなわち基板上に設けることにより遮光部は容易に形成可能となる。
【００１０】
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記絶縁層に隣接して前記遮光部を設ける構成が採用される。遮光部を絶縁層に近接配置することにより基板側から照射された露光光は広がったり曲がったりせずに絶縁層を照射でき、所望の領域を精度良く露光処理できる。
【００１１】
そして、前記開口部に発光素子を設けることにより、絶縁層を、発光素子を位置決めするバンク層として用いることができる。なお、開口部には発光素子以外の材料が配置されてもよく、例えば電極材料を配置することにより開口部をコンタクトホールとして用いることができる。
【００１２】
この場合において、前記発光素子は有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができる。バンク層の開口部に有機エレクトロルミネッセンス素子を設けることにより良好なパターン精度で有機エレクトロルミネッセンス装置を製造できる。
【００１３】
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記発光素子を液滴吐出法により設ける構成が採用される。発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）を液滴吐出法で設けることにより、少量多種生産に対応可能となり、発光装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）を効率良く製造できる。
【００１４】
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記発光素子に対して供給する電力を制御するスイッチング素子を前記遮光部の前記基板と反対側に設ける構成が採用される。これにより、開口部を形成するために基板側から露光光を照射した際、スイッチング素子は遮光部に遮られて露光光に照射されない。したがって、露光光の照射によるスイッチング素子に対するダメージを抑えることができる。
【００１５】
この場合において、前記遮光部は黒色材料により構成することができる。これにより、基板側から照明された露光光は確実に遮光される。更に、本発明の電気光学装置を、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）からの発光光を基板側から取り出すいわゆるボトムエミッション構造の表示装置とした場合、遮光部がいわゆるブラックマトリクスとして機能することになり、発光部以外からの光漏れを防いで良好な表示品質を得ることができる。
【００１６】
また、前記遮光部は金属材料により構成してもよい。すなわち、電気光学装置は加熱工程を含む種々のプロセスを経て製造されるが、遮光部を金属材料により形成することにより、遮光部は加熱工程での熱によるダメージを受けにくくなる。したがって、プロセス条件（加熱温度条件）の設定の自由度が増す。なお、遮光部は例えば合成樹脂により構成されてもよい。この場合、プロセス中における加熱温度は合成樹脂からなる遮光部にダメージを与えない程度の温度に設定されていることが望ましい。
【００１７】
また、前記遮光部は前記発光素子からの発光光を透過可能な材料から構成してもよい。すなわち、遮光部は特定波長帯域を有する露光光を遮光し、且つ発光素子からの発光光を透過可能な材料であればよく、例えば露光光が紫外光であり発光光が可視光である場合、紫外線吸収材により形成可能である。そして、例えば紫外光を透過しない透明材料などによって遮光部を構成することにより、電気光学装置が発光素子からの発光光を基板側から取り出すいわゆるボトムエミッション構造である場合において、高い開口率を得ることができる。
【００１８】
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記絶縁層はポジ型感光性材料からなる構成が採用される。これにより、露光光照射部分（露光部分）を開口部とすることができる。
【００１９】
本発明の電気光学装置の製造方法において、前記絶縁層はネガ型感光性材料からなり、前記絶縁層のうち前記遮光部に対応する位置に前記開口部が形成され、前記開口部に発光素子が設けられ、前記遮光部のうち前記発光素子に対向する面は前記発光素子からの発光光を反射可能な反射面である構成が採用される。絶縁層をネガ型感光性材料とすることにより、遮光部に対応する部分、すなわち未露光部分が開口部となる。そして、開口部に発光素子を設けるとともに、電気光学装置を発光素子からの発光光を基板と反対側から取り出すいわゆるトップエミッション構造とした場合、発光素子からの発光光は開口部の基板側（画素の下側）に設けられている遮光部の反射面で反射されて装置外部に射出するので、良好な光取り出し効率が得られ、高い輝度を有する表示部を備えた電気光学装置を提供できる。
【００２０】
本発明の電気光学装置は、基板上に発光素子が形成された電気光学装置であって、前記基板上に開口部を有する絶縁層と、前記開口部に設けられた発光素子とを有し、前記基板と前記絶縁層との間であって、前記開口部に対応する以外の部分に、遮光部が設けられていることを特徴とする。
【００２１】
本発明によれば、基板と絶縁層との間に基板外部からの特定波長領域を有する光を遮光する遮光部を設けたことにより、絶縁層をバンク層として用いる場合、基板外部から前記光を照射することによりフォトリソグラフィ法を用いて絶縁層に開口部を形成することができる。そして、遮光部を基板上に所定のパターンで設けておくことにより、光を基板外部から照射するに際し基板のアライメント処理は不要となるので、電気光学装置を製造する際のスループットを向上することができる。この場合において、基板全体を一括照射する構成が可能となるので、更なるスループット向上を実現できる。
【００２２】
本発明の電気光学装置において、前記遮光部は前記基板に隣接して設けられている構成が採用される。遮光部を基板上に設けることにより容易に形成可能となる。
【００２３】
本発明の電気光学装置において、前記遮光部を黒色材料で構成することができる。これにより、基板外部から照射された光を確実に遮光できる。更に、電気光学装置を、発光素子（有機エレクトロルミネッセンス素子）からの発光光を基板側から取り出すいわゆるボトムエミッション構造の表示装置とした場合、遮光部がブラックマトリクスとしての機能を有することになり、発光部以外からの光漏れを防いで良好な表示品質を得ることができる。
【００２４】
本発明の電気光学装置において、前記遮光部は前記発光素子からの発光光を透過可能な材料からなる構成が採用される。すなわち、遮光部は特定波長領域を有する光を遮光し、且つ発光素子からの発光光を透過可能な材料であればよく、例えば露光光が紫外光であり発光光が可視光である場合、遮光部は紫外線吸収材により形成可能である。そして、遮光部は発光素子からの発光光を透過可能な材料であるので、電気光学装置を、発光素子からの発光光を基板側から取り出すボトムエミッション構造の表示装置とした場合、高い開口率を有する表示部を備えた電気光学装置を提供できる。
【００２５】
本発明の電気光学装置において、前記遮光部の前記基板と反対側に、前記発光素子に対して供給する電力を制御するスイッチング素子を設けた構成が採用される。これにより、開口部を形成するために基板外部から光を照射した際、スイッチング素子は遮光部に遮られて照射されないので、光照射によるスイッチング素子に対するダメージを抑えることができる。
【００２６】
本発明の電気光学装置において、前記発光素子を有機エレクトロルミネッセンス素子とすることができるバンク層の開口部に有機エレクトロルミネッセンス素子を設けることにより、良好なパターン精度で有機エレクトロルミネッセンス装置を製造できる。
【００２７】
本発明の電気光学装置は、基板上に設けられ開口部を有する材料層と、前記開口部に設けられた発光素子とを備えた電気光学装置において、前記基板と前記材料層との間において前記開口部に対応する部分に前記基板外部からの特定波長領域を有する光を遮光する遮光部が設けられ、前記遮光部のうち前記発光素子に対向する面は前記発光素子からの発光光を反射可能な反射面であることを特徴とする。
【００２８】
本発明によれば、発光素子が設けられた開口部に対応する部分に、反射面を発光素子側に向けた遮光部を設けたので、電気光学装置を、発光素子からの発光光を基板と反対側から取り出すいわゆるトップエミッション構造の表示装置とした場合、発光素子からの発光光は反射面で反射して基板と反対側から装置外部に取り出されるので、良好な光取り出し効率を得ることができ、高い輝度を有する表示部を備えた電気光学装置を提供できる。更に、遮光部により基板外部から発光素子側に入射しようとする光が遮光されるので良好な表示品質を有する表示装置を提供することができる。
【００２９】
本発明の電子機器は、上記記載の電気光学装置が搭載されたことを特徴とする。これにより優れた特性を有する電子機器が提供される。
【００３０】
ここで、上述した液滴吐出法に用いられる液滴吐出装置はインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）を備えたインクジェット装置を含む。インクジェット装置のインクジェットヘッドは、インクジェット法により液体材料を定量的に吐出可能であり、例えば１ドットあたり１〜３００ナノグラムの液体材料を定量的に断続して滴下可能な装置である。なお、液滴吐出装置としてはディスペンサー装置であってもよい。
【００３１】
液滴吐出装置の液滴吐出方式としては、圧電体素子の体積変化により液体材料の液滴を吐出させるピエゾジェット方式であっても、熱の印加により急激に蒸気が発生することにより液体材料を吐出させる方式であってもよい。
【００３２】
液体材料とは、液滴吐出装置の吐出ヘッドのノズルから吐出可能（滴下可能）な粘度を備えた媒体をいう。水性であると油性であるとを問わない。ノズル等から吐出可能な流動性（粘度）を備えていれば十分で、固体物質が混入していても全体として流動体であればよい。また、液体材料に含まれる材料は融点以上に加熱されて溶解されたものでも、溶媒中に微粒子として攪拌されたものでもよく、溶媒の他に染料や顔料その他の機能性材料を添加したものであってもよい。また、基材はフラット基板を指す他、曲面状の基板であってもよい。さらにパターン形成面の硬度が硬い必要はなく、ガラスやプラスチック、金属以外に、フィルム、紙、ゴム等可撓性を有するものの表面であってもよい。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電気光学装置及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。図１は本発明の電気光学装置を製造する際に用いる液滴吐出装置を示す概略斜視図である。また、図２及び図３は液滴吐出装置に設けられた液滴吐出ヘッドを示す図である。
図１において、液滴吐出装置ＩＪは、基板Ｐの表面（所定面）に液滴（インク滴）を配置可能な成膜装置であって、ベース１２と、ベース１２上に設けられ、基板Ｐを支持するステージ（ステージ装置）ＳＴと、ベース１２とステージＳＴとの間に介在し、ステージＳＴを移動可能に支持する第１移動装置１４と、ステージＳＴに支持されている基板Ｐに対して電気光学装置形成用材料を含む液滴を定量的に吐出（滴下）可能な液滴吐出ヘッド２０と、液滴吐出ヘッド２０を移動可能に支持する第２移動装置１６とを備えている。液滴吐出ヘッド２０の液滴の吐出動作や、第１移動装置１４及び第２移動装置１６の移動動作を含む液滴吐出装置ＩＪの動作は制御装置ＣＯＮＴにより制御される。
【００３４】
第１移動装置１４はベース１２の上に設置されており、Ｙ軸方向に沿って位置決めされている。第２移動装置１６は、支柱１６Ａ，１６Ａを用いてベース１２に対して立てて取り付けられており、ベース１２の後部１２Ａにおいて取り付けられている。第２移動装置１６のＸ軸方向は第１移動装置１４のＹ軸方向と直交する方向である。ここで、Ｙ軸方向はベース１２の前部１２Ｂと後部１２Ａ方向に沿った方向である。これに対してＸ軸方向はベース１２の左右方向に沿った方向であり、各々水平である。また、Ｚ軸方向はＸ軸方向及びＹ軸方向に垂直な方向である。
【００３５】
第１移動装置１４は例えばリニアモータによって構成され、ガイドレール４０、４０と、このガイドレール４０に沿って移動可能に設けられているスライダー４２とを備えている。このリニアモータ形式の第１移動装置１４のスライダー４２はガイドレール４０に沿ってＹ軸方向に移動して位置決め可能である。
【００３６】
また、スライダー４２はＺ軸回り（θＺ）用のモータ４４を備えている。このモータ４４は例えばダイレクトドライブモータであり、モータ４４のロータはステージＳＴに固定されている。これにより、モータ４４に通電することでロータとステージＳＴとはθＺ方向に沿って回転してステージＳＴをインデックス（回転割り出し）することができる。すなわち、第１移動装置１４はステージＳＴをＹ軸方向及びθＺ方向に移動可能である。
【００３７】
ステージＳＴは基板Ｐを保持し所定の位置に位置決めするものである。また、ステージＳＴは吸着保持装置５０を有しており、吸着保持装置５０が作動することによりステージＳＴの穴４６Ａを通して基板ＰをステージＳＴの上に吸着して保持する。
【００３８】
第２移動装置１６はリニアモータによって構成され、支柱１６Ａ，１６Ａに固定されたコラム１６Ｂと、このコラム１６Ｂに支持されているガイドレール６２Ａと、ガイドレール６２Ａに沿ってＸ軸方向に移動可能に支持されているスライダー６０とを備えている。スライダー６０はガイドレール６２Ａに沿ってＸ軸方向に移動して位置決め可能であり、液滴吐出ヘッド２０はスライダー６０に取り付けられている。
【００３９】
液滴吐出ヘッド２０は揺動位置決め装置としてのモータ６２，６４，６６，６８を有している。モータ６２を作動すれば、液滴吐出ヘッド２０はＺ軸に沿って上下動して位置決め可能である。このＺ軸はＸ軸とＹ軸に対して各々直交する方向（上下方向）である。モータ６４を作動すると、液滴吐出ヘッド２０はＹ軸回りのβ方向に沿って揺動して位置決め可能である。モータ６６を作動すると、液滴吐出ヘッド２０はＸ軸回りのγ方向に揺動して位置決め可能である。モータ６８を作動すると、液滴吐出ヘッド２０はＺ軸回りのα方向に揺動して位置決め可能である。すなわち、第２移動装置１６は液滴吐出ヘッド２０をＸ軸方向及びＺ軸方向に移動可能に支持するとともに、この液滴吐出ヘッド２０をθＸ方向、θＹ方向、θＺ方向に移動可能に支持する。
【００４０】
このように、図１の液滴吐出ヘッド２０は、スライダー６０において、Ｚ軸方向に直線移動して位置決め可能で、α、β、γに沿って揺動して位置決め可能であり、液滴吐出ヘッド２０の吐出面２０Ｐは、ステージＳＴ側の基板Ｐに対して正確に位置あるいは姿勢をコントロールすることができる。なお、液滴吐出ヘッド２０の吐出面２０Ｐには液滴を吐出する複数のノズルが設けられている。
【００４１】
図２は液滴吐出ヘッド２０を示す分解斜視図である。図２に示すように、液滴吐出ヘッド２０は、ノズル８１を有するノズルプレート８０と、振動板８５を有する圧力室基板９０と、これらノズルプレート８０と振動板８５とを嵌め込んで支持する筐体８８とを備えている。液滴吐出ヘッド２０の主要部構造は、図３の斜視図一部断面図に示すように、圧力室基板９０をノズルプレート８０と振動板８５とで挟み込んだ構造を備える。ノズルプレート８０には、圧力室基板９０と貼り合わせられたときにキャビティ（圧力室）８１に対応することとなる位置にノズル８１が形成されている。圧力室基板９０には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ８１が複数設けられている。キャビティ８１どうしの間は側壁９２で分離されている。各キャビティ８１は供給口９４を介して共通の流路であるリザーバ９３に繋がっている。振動板８５は例えば熱酸化膜等により構成される。振動板８５にはタンク口８６が設けられ、タンク３０からパイプ（流路）３１を通して任意の液滴を供給可能に構成されている。振動板８５上のキャビティ８１に相当する位置には圧電体素子８７が形成されている。圧電体素子８７はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電体素子８７は制御装置ＣＯＮＴから供給される吐出信号に対応して体積変化を発生可能に構成されている。
【００４２】
液滴吐出ヘッド２０から液滴を吐出するには、まず、制御装置ＣＯＮＴが液滴を吐出させるための吐出信号を液滴吐出ヘッド２０に供給する。液滴は液滴吐出ヘッド２０のキャビティ８１に流入しており、吐出信号が供給された液滴吐出ヘッド２０では、その圧電体素子８７がその上部電極と下部電極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。この体積変化は振動板８５を変形させ、キャビティ８１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ８１のノズル穴２１１から液滴が吐出される。液滴が吐出されたキャビティ８１には吐出によって減った液体材料が新たに後述するタンク３０から供給される。
【００４３】
なお、上記液滴吐出ヘッドは圧電体素子に体積変化を生じさせて液滴を吐出させる構成であったが、発熱体により液体材料に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるようなヘッド構成であってもよい。
【００４４】
図１に戻って、基板Ｐ上に設けられる液体材料は、液体材料調整装置ＬＳにより生成される。液体材料調整装置ＬＳは、液体材料を収容可能なタンク３０と、タンク３０に取り付けられ、このタンク３０に収容されている液体材料の温度を調整する温度調整装置３２と、タンク３０に収容されている液体材料を攪拌する撹拌装置３３とを備えている。温度調整装置３２はヒータにより構成されており、タンク３０内の液体材料を任意の温度に調整する。温度調整装置３２は制御装置ＣＯＮＴにより制御され、タンク３０内の液体材料は温度調整装置３２により温度調整されることで所望の粘度に調整される。
【００４５】
タンク３０はパイプ（流路）３１を介して液滴吐出ヘッド２０に接続しており、液滴吐出ヘッド２０から吐出される液体材料の液滴はタンク３０からパイプ３１を介して供給される。また、パイプ３１を流れる液体材料は不図示のパイプ温度調整装置によって所定の温度に制御され、粘度を調整される。更に、液滴吐出ヘッド２０から吐出される液滴の温度は、液滴吐出ヘッド２０に設けられた不図示の温度調整装置により制御され、所望の粘度に調整されるようになっている。
【００４６】
なお、図１には液滴吐出ヘッド２０及び液体材料調整装置ＬＳのそれぞれが１つだけ図示されているが、液滴吐出装置ＩＪには複数の液滴吐出ヘッド２０及び液体材料調整装置ＬＳが設けられており、これら複数の液滴吐出ヘッド２０のそれぞれから異種または同種の液体材料の液滴が吐出されるようになっている。そして、基板Ｐに対してこれら複数の液滴吐出ヘッド２０のうち、第１の液滴吐出ヘッドから第１の液体材料を吐出した後、これを焼成又は乾燥し、次いで第２の液滴吐出ヘッドから第２の液体材料を基板Ｐに対して吐出した後これを焼成又は乾燥し、以下、複数の液滴吐出ヘッドを用いて同様の処理を行うことにより、基板Ｐ上に複数の材料層が積層され、多層パターンが形成される。
【００４７】
次に、上述した液滴吐出装置ＩＪを用いて電気光学装置を製造する方法について説明する。以下、一例として、電気光学装置としての有機エレクトロルミネッセンス表示装置（以下、「有機ＥＬ装置」と称する）を製造する方法について説明する。なお、以下に示す手順や液体材料の材料構成は一例であってこれに限定されるものではない。
【００４８】
図４は有機ＥＬ装置における表示領域の断面構造を拡大した図である。
図４に示すように、有機ＥＬ装置Ｓは、基板Ｐと、基板Ｐに隣接して設けられた遮光部３００と、遮光部３００の基板Ｐと反対側、すなわち図４中、遮光部３００の上面に設けられたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１００と、基板Ｐ上に設けられた発光素子（有機ＥＬ素子）２００とを備えている。
【００４９】
発光素子２００は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ　Ｔｉｎ　Ｏｘｉｄｅ）等の透明電極材料からなる画素電極（陽極）２０２と、画素電極２０２からの正孔を輸送可能な正孔輸送層２０４と、有機発光材料を含む有機発光層２０６と、発光層２０６の上面に設けられている電子輸送層２０８と、電子輸送層２０８の上面に設けられているアルミニウム（Ａｌ）やマグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）等からなる対向電極（陰極）２１０とを有している。
【００５０】
遮光部３００は基板Ｐの上面に設けられている。遮光部３００は、後述するように、基板Ｐ外部から照射される特定波長領域を有する露光光ＥＬを遮光可能な材料により形成されており、本実施形態ではクロム（Ｃｒ）等の黒色の金属材料により構成されている。遮光部３００は基板Ｐの面方向において所定のパターンで設けられている。また、遮光部３００とこの遮光部３００が設けられている以外の基板Ｐ表面とにはＳｉＯ２を主体とする下地保護層２０１が設けられている。
【００５１】
スイッチング素子であるＴＦＴ１００は、有機ＥＬ素子２００に対して供給する電力（電流）を制御するものである。ＴＦＴ１００は、下地保護層２０１を介して遮光部３００の上部に形成された形成されたシリコン層１０２と、シリコン層１０２を覆うように下地保護層２０１の上層に設けられたゲート絶縁層１０４と、ゲート絶縁層１０４の上面のうちシリコン層１０２に対向する部分に設けられたゲート電極１０６と、ゲート電極１０６を覆うようにゲート絶縁層１０４の上層に設けられた第１層間絶縁層１０８と、ゲート絶縁層１０４及び第１層間絶縁層１０８にわたって開孔するコンタクトホールを介してシリコン層１０２と接続するソース電極１１０と、ゲート電極１０６を挟んでソース電極１１０と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁層１０４及び第１層間絶縁層１０８にわたって開孔するコンタクトホールを介してシリコン層１０２と接続するドレイン電極１１２と、ソース電極１１０及びドレイン電極１１２を覆うように第１層間絶縁層１０８の上層に設けられた第２層間絶縁層１１４とを備えている。
【００５２】
そして、第２層間絶縁層１１４の上面に画素電極２０２が配置され、画素電極２０２とドレイン電極１１２とは、第２層間絶縁層１１４に設けられたコンタクトホール２１６を介して接続されている。また、第２層間絶縁層１１４上面のうち遮光部３００に対応する部分に合成樹脂などからなるバンク層２１２が設けられており、遮光部３００に対応する以外の部分に有機ＥＬ素子２００が設けられている。すなわち、第２層間絶縁層１１４の表面のうち有機ＥＬ素子２００が設けられている以外の部分と対向電極２１０との間に合成樹脂などからなるバンク層２１２が設けられている。
【００５３】
バンク層（絶縁層）２１２は感光性を有する樹脂により構成されており、例えばアクリル樹脂やポリイミド樹脂を主体として構成されている。有機ＥＬ素子２００のうち、正孔輸送層２０４、発光層２０６、電子輸送層２０８、及び対向電極２１０の一部は、バンク層２１２に形成された開口部２１４に配置されている。すなわち、基板Ｐと、開口部２１４を有するバンク層２１２との間において開口部２１４に対応する以外の部分に遮光部３００が設けられ、開口部２１４に有機ＥＬ素子２００が設けられている構成となっている。
【００５４】
なお、シリコン層１０２のうち、ゲート絶縁層１０４を挟んでゲート電極１０６と重なる領域がチャネル領域とされている。また、シリコン層１０２のうち、チャネル領域のソース側にはソース領域が設けられている一方、チャネル領域のドレイン側にはドレイン領域が設けられている。このうち、ソース領域が、ゲート絶縁層１０４と第１層間絶縁層１０８とにわたって開孔するコンタクトホールを介してソース電極１１０に接続されている。一方、ドレイン領域が、ゲート絶縁層１０４と第１層間絶縁層１０８とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極１１０と同一層からなるドレイン電極１１２に接続されている。画素電極２０２は、ドレイン電極１１２を介して、シリコン層１０２のドレイン領域に接続されている。
【００５５】
本実施形態における有機ＥＬ装置は、ＴＦＴ１００が設けられている基板Ｐ側から有機ＥＬ素子２００（発光層２０６）からの発光光を取り出すいわゆるボトムエミッション構造である。したがって、基板Ｐは光透過性基板であり、透明あるいは半透明であるものが好ましく、基板材料としてはガラスや石英、樹脂等の透明度の高い（透過率が高い）ものが用いられる。
また、基板に色フィルター膜や発光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御するようにしてもよい。
【００５６】
一方、発光層２０６からの発光光を基板Ｐと反対側から取り出すいわゆるトップエミッション構造とすることも可能である。トップエミッション構造とする場合、後述する露光光ＥＬが透過可能な材料により形成されていれば、基板Ｐは不透明な材料（発光層２０６からの発光光を透過しない材料）であってもよい。
【００５７】
次に、図５〜図７を参照しながら図４に示した有機ＥＬ装置Ｓの製造工程について説明する。
はじめに、基板Ｐ上に遮光部３００が形成される。遮光部３００を形成する際には、まず、図５（ａ）に示すように、基板Ｐ上にレジスト層３０１が設けられる。レジスト層３０１の形成用材料としては、感光性を有し、且つ後述する露光光ＥＬを遮光可能な材料であればよく、例えばクロム（Ｃｒ）等の黒色金属材料により構成される。なお、レジスト層３０１の形成用材料としては、クロムに限らず露光光ＥＬを遮光可能な材料であれば例えば合成樹脂により構成されてもよい。また、露光光ＥＬが例えば紫外光である場合にはレジスト層３０１（遮光部３００）は紫外線吸収材により構成されていてもよい。ここで、紫外線吸収材は紫外光である露光光ＥＬを遮光可能であればよく黒色以外の色、あるいは透明材料であってもよい。
【００５８】
基板Ｐ上にレジスト層３０１を設ける際には、レジスト層３０１の形成用材料を溶媒で液体材料化（インク化）し、この液体材料を例えばスピンコート法などのコーティング法を用いることにより基板Ｐ上に塗布される。なお、スピンコート法に限らず、液滴吐出法を用いてレジスト層３０１を設けることも可能である。
【００５９】
レジスト層３０１が設けられたら、フォトリソグラフィ法によりレジスト層３０１をパターニングすることにより遮光部３００が形成される。すなわち、レジスト層３０１に対して所定のパターンを有するマスクを透過したレジスト層用露光光が照射される。レジスト層３０１の露光処理にはステッパなどが用いられる。ステッパによりアライメントしつつ露光処理することによりレジスト層３０１には所望のパターン精度を有するパターンが形成される。ここで、所定のパターンとは、バンク層２１２に形成すべき開口部２１４に対応するパターンである。また、レジスト層用露光光は後述する露光光ＥＬとは別の波長を有するものであり、レジスト層３０１はこのレジスト用露光光の波長領域に対して感光性を有するが、露光光ＥＬの波長領域に対しては感光性を有さない。すなわち、レジスト層３０１（遮光部３００）とバンク層２１２とは異なる材料により構成されている。
【００６０】
そして、レジスト層３０１が所定のパターンで露光されたら現像処理が行われる。現像処理されることにより、図５（ｂ）に示すように、レジスト層３０１は基板Ｐの面方向において所定のパターンを有する遮光部３００となる。遮光部３００は基板Ｐ表面の複数の所定位置にそれぞれ島状に形成される。
【００６１】
次に、図５（ｃ）に示すように、遮光部３００を覆うように基板Ｐ上に下地保護層２０１が設けられる。下地保護層２０１を形成する際には、基板Ｐの表面にＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護層２０１が形成される。
【００６２】
次に、基板Ｐの温度を約３５０℃に設定して、下地保護膜２０１の表面にプラズマＣＶＤ法あるいはＩＣＶＤ法により厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜からなる半導体層１０２Ａが形成される。次いで、この半導体層１０２Ａに対してレーザアニール法、急速加熱法、または固相成長法などによって結晶化工程を行い、半導体層１０２Ａをポリシリコン層に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ２とする。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が各領域毎に重なるようにラインビームを走査する。
【００６３】
次いで、図５（ｄ）に示すように、半導体層（ポリシリコン層）１０２Ａをパターニングして島状のシリコン層１０２とし、その表面に対して、ＴＥＯＳや酸化ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜又は窒化膜からなるゲート絶縁層１０４が形成される。
【００６４】
なお、ゲート絶縁層１０４の表面に水素（Ｈ２）プラズマ処理をしてもよい。これにより、空隙の表面のＳｉ−Ｏ結合中のダングリングボンドがＳｉ−Ｈ結合に置き換えられ、膜の耐吸湿性が良くなる。そして、このプラズマ処理されたゲート絶縁層１０４の表面に別のＳｉＯ２層を設けてもよい。こうすることにより、誘電率な絶縁層が形成できる。
【００６５】
次いで、図６（ａ）に示すように、ゲート絶縁層１０４上にアルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を含む導電膜をスパッタ法により形成した後、これをパターニングすることにより、ゲート電極１０６が形成される。次いで、この状態で高濃度のリンイオンを打ち込み、シリコン層１０２に、ゲート電極１０６に対して自己整合的にソース領域１０２ｓ及びドレイン領域１０２ｄが形成される。この場合、ゲート電極１０６はパターニング用マスクとして用いられる。なお、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域１０２ｃとなる。
【００６６】
次いで、図６（ｂ）に示すように、第１層間絶縁層１０８が形成される。第１層間絶縁層１０８は、ゲート絶縁層１０４同様、シリコン酸化膜または窒化膜、多孔性を有するシリコン酸化膜などによって構成され、ゲート絶縁層１０４の形成方法と同様の手順でゲート絶縁層１０４の上層に形成される。
そして、この第１層間絶縁層１０８及びゲート絶縁層１０４にフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、ソース電極１１０及びドレイン電極１１２に対応するコンタクトホールが形成される。次いで、第１層間絶縁層１０８を覆うように、アルミニウムやクロム、タンタル等の金属からなる導電層を形成した後、この導電層のうち、ソース電極及びドレイン電極が形成されるべき領域を覆うようにパターニング用マスクを設けるとともに、導電層をパターニングすることにより、ソース電極１１０及びドレイン電極１１２が形成される。こうして、遮光部３００の上面（遮光部３００の基板Ｐと反対側）にスイッチング素子としてのＴＦＴ１００が設けられる。
次に、図示はしないが、第１層間絶縁層１０８上に、信号線、共通給電線、走査線を形成する。このとき、これらに囲まれる箇所は後述するように発光層等を形成する画素となることから、例えば発光光を基板側から取り出す形態とする場合には、ＴＦＴ１００が前記各配線に囲まれた箇所の直下に位置しないよう、各配線を形成する。
【００６７】
次いで、図６（ｃ）に示すように、第２層間絶縁層１１４が、第１層間絶縁層１０８、各電極１１０、１１２、前記不図示の各配線を覆うように形成される。第２層間絶縁層１１４は、第１層間絶縁層１０８同様、シリコン酸化膜または窒化膜などによって構成され、第１層間絶縁層１０８の形成方法と同様の手順で第１層間絶縁層１０８の上層に形成される。そして、第２層間絶縁層１１４を形成したら、第２層間絶縁層１１４のうちドレイン電極１１２に対応する部分にコンタクトホール２１６が形成される。そして、このコンタクトホール２１６を介してドレイン電極１１２に連続するようにＩＴＯ等の導電性材料をパターニングし、画素電極２０２が形成される。
【００６８】
画素電極２０２は、ＩＴＯやフッ素をドープしてなるＳｎＯ２、更にＺｎＯやポリアミン等の透明電極材料からなり、コンタクトホール２１６を介してＴＦＴ１００のドレイン電極１１２に接続されている。画素電極２０２を形成するには、前記透明電極材料からなる膜を第２層間絶縁層１１４上面に形成し、この膜をパターニングすることにより形成される。
【００６９】
画素電極２０２を形成したら、図６（ｄ）に示すように、画素電極２０２を覆うように感光性材料層（絶縁層）２１２Ａが形成される。感光性材料層２１２Ａは後の工程により開口部を有するバンク層２１２となるものである。感光性材料層２１２Ａは、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂など、あるいはそれらの前駆体といった感光性材料層形成用材料を溶媒に溶かして液体材料化し、この液体材料をスピンコート、ディップコートなどによりコーティングすることにより設けられる。なお、感光性材料層２１２Ａはスピンコート法などに限らず液滴吐出法により設けることも可能である。ここで、感光性材料層２１２Ａの形成用材料としては、後述する特定波長領域を有する露光光ＥＬに対して感光性を有し、しかもエッチング等によってパターニングしやすいものであればどのようなものでもよい。
【００７０】
感光性材料層２１２Ａが設けられたら、図７（ａ）に示すように、不図示の照明装置により基板Ｐ側から感光性材料層２１２Ａに対して所定の波長領域を有する露光光ＥＬが照射される。露光光ＥＬは基板Ｐ全体を一括露光する。ここで、基板Ｐ上面には露光光ＥＬを遮光する遮光部３００が所定のパターンで形成されているため、露光光ＥＬは感光性材料層２１２Ａのうち遮光部３００に対応する以外の部分を照明する。本実施形態では、露光光ＥＬは基板Ｐを透過した後、下地保護層２０１、ゲート絶縁層１０４、第１層間絶縁層１０８、第２層間絶縁層１１４、及び透明電極である画素電極２０２を通過して感光性材料層２１２Ａの所定領域、すなわち遮光部３００で遮光されていない領域を照射する。ここで、前述したように、遮光部３００は露光光ＥＬに対しては感光性を有していない。
【００７１】
基板Ｐ側から露光光ＥＬを照射して感光性材料層２１２Ａを露光処理したら、この露光処理された感光性材料層２１２Ａに対して現像処理（エッチング処理）が行われる。ここで、本実施形態における感光性材料層２１２Ａは、露光光が照射された露光部分が現像処理によって除去され、未露光部分がパターンとして残るポジ型感光性材料によって構成されている。したがって、現像処理されることにより、図７（ｂ）に示すように、感光性材料層２１２Ａには、遮光部３００に対応する以外の部分が除去されて開口部２１４が形成される。こうして、開口部２１４を有するバンク層２１２が形成される。ここで、バンク層２１２は、第２層間絶縁層１１４の所定位置及び画素電極２０２の一部を覆うように形成されている。
【００７２】
画素電極２０２及びバンク層２１２が形成されたらプラズマ処理が行われる。プラズマ処理は、画素電極２０２の表面を活性化すること、更にバンク部２１２の表面を表面処理することを目的として行われる。特に活性化工程は、画素電極２０２（ＩＴＯ）上の洗浄、更に仕事関数の調整を主な目的として行われる。表面処理は、画素電極２０２の表面の親液化処理、バンク部２１２表面の撥液化処理を含む。親液化処理としてＯ２プラズマ処理が行われる。このＯ２プラズマ処理により、画素電極２０２の電極面、バンク層２１２の上面及び開口部２１４壁面が親液化処理される。この親液化処理により、これらの各面に水酸基が導入されて親液性が付与される。そして、このＯ２プラズマ処理は、親液性を付与することのほかに画素電極２０２であるＩＴＯ上の洗浄，及び仕事関数の調整も兼ねている。撥液化処理としてＣＦ４プラズマ処理が行われる。ＣＦ４プラズマ処理により、バンク層２１２の上面及び開口部２１４壁面が撥液化処理される。この撥液化処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。なお、画素電極２０２の電極面もこのＣＦ４プラズマ処理の影響を多少受けるが、濡れ性に影響を与える事は少ない。
【００７３】
次いで、図７（ｃ）に示すように、画素電極２０２の上面に正孔輸送層２０４が形成される。ここで、正孔輸送層２０４の形成用材料としては、特に限定されることなく公知のものが使用可能であり、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。具体的には、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示されるが、トリフェニルジアミン誘導体が好ましく、中でも４，４’−ビス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルが好適とされる。
なお、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに正孔注入層と正孔輸送層を両方形成するようにしてもよい。その場合、正孔注入層の形成用材料としては、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）や、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等が挙げられるが、特に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いるのが好ましい。
【００７４】
正孔輸送層２０４を形成する際には液滴吐出法（インクジェット法）が用いられる。すなわち、上述した正孔輸送層形成用材料を含む液体材料からなる液滴をを画素電極２０２の電極面上に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、画素電極２０２上に正孔輸送層２０４が形成される。なお、この正孔輸送層形成工程以降は、正孔輸送層２０４及び発光層２０６の酸化を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。例えば、図１などを用いて説明したインクジェットヘッド（液滴吐出ヘッド）２０に正孔輸送層形成用材料を含む液体材料を充填し、インクジェットヘッド２０の吐出ノズルを画素電極２０２の電極面に対向させ、インクジェットヘッドと試料（基板Ｐ）とを相対移動させながら、吐出ノズルから１滴当たりの液量が制御されたインキ滴を電極面に吐出する。次に、吐出後の液滴を乾燥処理して組成物インクに含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、正孔輸送層２０４が形成される。
【００７５】
なお、液体材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸等との混合物を、イソプロピルアルコール等の極性溶媒に溶解させたものを用いることができる。ここで、吐出された液滴は、親液化処理された画素電極２０２の電極面上に広がり、開口部２１４の底部近傍に満たされる。その一方で、撥液化処理されたバンク層２１２の上面には液滴がはじかれて付着しない。したがって、液滴が所定の吐出位置からはずれてバンク層２１２の上面に吐出されたとしても、該上面がインク滴で濡れることがなく、はじかれたインク滴がバンク層２１２の開口部２１４内に転がり込むものとされている。
【００７６】
上記の乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温〜約５０℃で圧力を例えば１３．３Ｐａ（０．１Ｔｏｒｒ）程度にして行う。圧力があまりに低すぎると組成物インクが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上例えば８０℃以上の高温にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。
乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中で２００℃で１０分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔輸送層２０４内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。
【００７７】
次いで、正孔輸送層２０４上面に発光層２０６が形成される。発光層２０６の形成用材料としては、特に限定されることなく、例えば、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料にペリレン係色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をドープして用いることができる。
【００７８】
発光層２０６は、正孔輸送層２０４の形成方法と同様の手順で形成される。すなわち、液滴吐出法により発光層形成用材料を含む液体材料を正孔輸送層２０４の上面に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、バンク層２１２に形成された開口部２１４内部の正孔輸送層２０４上に発光層２０６が形成される。この発光層形成工程も上述したように不活性ガス雰囲気化で行われる。吐出された液体材料は撥液化処理された領域ではじかれるので、液滴が所定の吐出位置からはずれたとしても、はじかれた液滴がバンク層２１２の開口部２１４内に転がり込む。発光層２０６の形成用材料を含む組成物を設けたら所定の条件で乾燥処理が行われる。
【００７９】
なお、発光層２０６の上面に電子輸送層２０８を形成してもよい。電子輸送層２０８の形成用材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成用材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。
【００８０】
なお、前述した正孔輸送層２０４の形成用材料や電子輸送層２０８の形成用材料を発光層２０６の形成用材料に混合し、発光層形成用材料として使用してもよく、その場合に、正孔輸送層形成用材料や電子輸送層形成用材料の使用量については、使用する化合物の種類等によっても異なるものの、十分な成膜性と発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決定される。通常は、発光層形成用材料に対して１〜４０重量％とされ、さらに好ましくは２〜３０重量％とされる。
【００８１】
次いで、図７（ｄ）に示すように、電子輸送層２０８及びバンク層２１２の上面に対向電極２１０が形成される。対向電極２１０は、電子輸送層２０８及びバンク層２１２の表面全体、あるいはストライプ状に形成されている。対向電極２１０については、もちろんＡｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａなどの単体材料やＭｇ：Ａｇ（１０：１合金）の合金材料からなる１層で形成してもよいが、２層あるいは３層からなる金属（合金を含む。）層として形成してもよい。具体的には、Ｌｉ２Ｏ（０．５ｎｍ程度）／ＡｌやＬｉＦ（０．５ｎｍ程度）／Ａｌ、ＭｇＦ２　／Ａｌといった積層構造のものも使用可能である。対向電極２１０は上述した金属からなる薄膜であり、光を透過可能な材料、構造であってもよい。
【００８２】
以上説明したように、バンク層２１２（感光性材料層２１２Ａ）に開口部２１４を形成する際、基板Ｐと感光性材料層２１２Ａとの間に露光光ＥＬを遮光する遮光部３００を所定のパターンで予め設けておき、基板Ｐの外側から露光光ＥＬを照射することにより、遮光部３００で感光性材料層２１２Ａをパターニングすることができる。遮光部３００はステッパを用いて基板Ｐ自体に良好なパターン精度で設けられているため露光光ＥＬを照射する際にアライメント処理は不要となり、しかも露光光ＥＬの照射には露光光ＥＬを照射可能な安価な照明装置を用いて基板Ｐ全体を一括照射（一括露光）することができる。更に、この照明装置が大きい照度で露光光ＥＬを照射可能であれば感光性材料層２１２Ａを短時間で露光処理できる。したがって、スループットは向上するとともに、装置コストを抑えることができる。
【００８３】
ＴＦＴ１００を遮光部３００の上面側に設けたことにより、露光光ＥＬによる露光処理の際、ＴＦＴ１００は露光光ＥＬに晒されない。したがって、露光光ＥＬの照射によるＴＦＴ１００に対するダメージを抑えることができる。
【００８４】
本実施形態における有機ＥＬ装置Ｓはボトムエミッション構造であり、発光層２０６からの発光光は基板Ｐ側、すなわち遮光部３００側から取り出される構成である。この場合において、遮光部３００は黒色材料により形成され画素領域（有機ＥＬ素子）を囲むように配置されているため、ブラックマトリクスとしての機能を有する。したがって、有機ＥＬ装置Ｓは発光素子以外からの光漏れを防いで良好な表示品質を得ることができる。
【００８５】
なお、本実施形態において、遮光部３００はクロムなどの金属材料により構成されているが、露光光ＥＬを遮光可能であれば例えば合成樹脂により構成されていてもよい。一方、遮光部３００を金属材料により構成することにより、例えば上述したように開口部２１４に吐出した液体材料の乾燥工程において有機ＥＬ装置Ｓは加熱されるが、この加熱によっても金属材料からなる遮光部３００はダメージを受けにくい。もちろん、この加熱温度によりダメージを受けにくい材料であれば合成樹脂を含め任意の材料を用いることができる。
【００８６】
更に、本実施形態における遮光部３００は露光光ＥＬを遮光するために黒色材料により構成されているが、露光光ＥＬを遮光可能であれば透明材料であっても構わない。例えば、露光光ＥＬが紫外光である場合には、遮光部３００として透明あるいは半透明な紫外線吸収材を用いることができる。そして、遮光部３００を透明あるいは半透明材料とすることにより、発光光を基板Ｐ側から取り出すボトムエミッション構造において、開口率を向上することができる。
【００８７】
なお、上記実施形態では、遮光部３００は基板Ｐとバンク層２１２との間に設けられた構成であるが、遮光部３００を基板Ｐの外側（図４中、基板Ｐの下面）に設けてもよい。基板Ｐの外側に遮光部３００を設けた場合、露光光ＥＬを照射してバンク層２１２の開口部２１４を形成後、この基板Ｐの外側に設けた遮光部３００を洗浄などにより除去することができる。
【００８８】
上記実施形態では、遮光部３００は基板Ｐに隣接して設けられた構成であるが、図８に示す有機ＥＬ装置Ｓ’のように、バンク層２１２（感光性材料層２１２Ａ）に隣接して設けてもよい。図８に示す例では、第２層間絶縁層１１４の一部が遮光部３００となっている。遮光部３００を露光対象である感光性材料層２１２Ａに近接して配置したことにより、基板Ｐを介して照射された露光光ＥＬは遮光部３００を通過した後、広がったり曲がったりすることなく感光性材料層２１２Ａを照射することができる。したがって、感光性材料層２１２Ａの所望の位置に露光光ＥＬが照射されるので高いパターン精度を得ることができる。もちろん、遮光部３００は絶縁層１１４以外の材料層に設けてもよく、例えば第１層間絶縁層１０８やゲート絶縁層１０４に設けてもよい。更に、不図示ではあるが、バンク層２１２の下層にＳｉＯ２などの無機材料からなる第２のバンク層を設け、この第２バンク層の一部を遮光部とすることもできる。この場合、第２のバンク層にはフォトリソグラフィ法により遮光部を設けることができる。
【００８９】
上記実施形態では、基板Ｐ上に設けられた遮光部３００を用いてフォトリソグラフィ法によりバンク層２１２の開口部２１４を形成しているが、遮光部３００はバンク層２１２の開口部２１４以外の開口部形成あるいはパターン形成に用いることができる。例えば、遮光部を用いてフォトリソグラフィ法によりソース電極やドレイン電極が配置されるコンタクトホールを形成することができる。更に、遮光部を用いて画素電極２０２のパターニングを行うようにしてもよい。
【００９０】
次に、図９を参照しながら本発明の電気光学装置の他の実施形態について説明する。ここで、以下に説明する電気光学装置について、上述した実施形態と同一あるいは同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。
【００９１】
図９に示すように、電気光学装置としての有機ＥＬ装置Ｓ２は、基板Ｐと、基板Ｐ上に設けられ露光光ＥＬを遮光する遮光部３００と、基板Ｐ上に設けられ開口部２１４が形成されているバンク層２１２と、開口部２１４に配置されている有機ＥＬ素子２００とを備えている。本実施形態において、遮光部３００は開口部２１４に対応する部分、すなわち、開口部２１４に配置されている有機ＥＬ素子２００の下方に設けられている。そして、本実施形態における有機ＥＬ装置Ｓ２は、発光層２０６からの発光光を基板Ｐと反対側から取り出すトップエミッション構造となっている。ここで、対向電極２１０はＩＴＯ等の透明電極により構成されている。そして、遮光部３００の上面、すなわち遮光部３００のうち有機ＥＬ素子２００と対向する面は、発光層２０６からの発光光を反射可能な反射面３０２となっている。
【００９２】
次に、図９に示す有機ＥＬ装置Ｓ２の製造手順について説明する。
図５（ａ）及び（ｂ）を用いて説明した手順と同様、基板Ｐ上にレジスト層３０１が塗布され、フォトリソグラフィ法により遮光部３００が形成される。そして、遮光部３００の上面に、例えばアルミニウムや銀などからなる反射面形成用材料が蒸着などにより被膜され、反射面３０２が形成される。そして、下地保護層２０１やＴＦＴ１００、画素電極２０２が順次形成された後、感光性材料層２１２Ｂが設けられる。ここで、本実施形態における感光性材料層２１２Ｂは、露光光が照射されない未露光部分が現像処理によって除去され、露光部分がパターンとして残るネガ型感光性材料によって構成されている。したがって、現像処理されることにより、感光性材料層２１２Ｂには遮光部３００に対応する部分が除去されて開口部２１４が形成される。こうして、開口部２１４を有するバンク層２１２が形成される。そして、開口部２１４に有機ＥＬ素子２００としての正孔注入層２０４、発光層２０６、及び電子輸送層２０８などが液滴吐出法により順次設けられる。
【００９３】
以上説明したように、有機ＥＬ装置Ｓ２を、発光層２０６からの発光光を基板Ｐと反対側から取り出すいわゆるトップエミッション構造とした場合において、発光層２０６からの発光光は開口部２１４の基板Ｐ側、すなわち画素の図９中、下側に設けられている遮光部３００の反射面３０２で反射されて有機ＥＬ装置Ｓ２の外部に取り出されるので、光取り出し効率は向上され、良好な表示品質を有する有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００９４】
なお、上記各実施形態では、液滴吐出装置ＩＪを用いた液滴吐出法により液体材料を成膜するように説明したが、液滴吐出法に限らず、例えばスピンコート法など他の塗布方法を用いることもできる。
【００９５】
液体材料の生成工程や成膜工程は大気環境下で行ってもよいし、上述したように窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。なお、液体材料調整装置ＬＳによる液体材料の生成工程や液滴吐出装置ＩＪによる成膜工程はクリーンルーム内でパーティクル及びケミカル的にクリーン度を維持された環境下で行うのが望ましい。
【００９６】
上記実施形態では、本発明の製造方法を有機ＥＬ装置を製造する場合に適用した例について説明したが、例えば液晶装置等の他の電気光学装置であってもよい。すなわち、基板上にスイッチング素子としてのＴＦＴが設けられる構成の装置を製造する場合について本発明の製造方法を適用することができる。
【００９７】
本発明の有機ＥＬ装置（電気光学装置）は、表示部を備えた様々な電子機器に適用される。以下、本発明の電気光学装置を備えた電子機器の適用例について説明する。
図１０は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図１０において、符号１０００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１１は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図１１において、符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１２は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図１２において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードなどの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ表示装置を用いた表示部を示している。
図１０〜図１２に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ表示装置を備えているので、表示品位に優れ、明るい画面の有機ＥＬ表示部を備えた電子機器を実現することができる。
【００９８】
なお、上述した例に加えて、他の例として、液晶テレビ、ビューファインダ型やモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、電子ペーパー、タッチパネルを備えた機器等が挙げられる。本発明の電気光学装置は、こうした電子機器の表示部としても適用できる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように、感光性材料層に開口部を形成する際、基板と絶縁層としての感光性材料層との間に露光光を遮光する遮光部を所定のパターンで予め設けておき、基板外側から露光光を照射することにより、遮光部で感光性材料層をパターニングすることができる。そして、遮光部は基板自体に設けられているため露光光を照射する際にアライメント処理は不要となり、しかも露光光の照明には安価な照明装置を用いて基板全体を一括露光することができる。したがって、スループットが向上するとともに、装置コストを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電気光学装置の製造方法に用いる液滴吐出装置の一実施形態を示す概略斜視図である。
【図２】液滴吐出ヘッドを説明するための図である。
【図３】液滴吐出ヘッドを説明するための図である。
【図４】電気光学装置としての有機ＥＬ装置の一画素に対応した部分を説明するための断面図である。
【図５】電気光学装置としての有機ＥＬ装置の製造方法の一実施形態を説明するための図である。
【図６】電気光学装置としての有機ＥＬ装置の製造方法の一実施形態を説明するための図である。
【図７】電気光学装置としての有機ＥＬ装置の製造方法の一実施形態を説明するための図である。
【図８】電気光学装置としての有機ＥＬ装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図９】電気光学装置としての有機ＥＬ装置の他の実施形態を示す断面図である。
【図１０】本発明の電気光学装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図１１】本発明の電気光学装置が搭載された電子機器を示す図である。
【図１２】本発明の電気光学装置が搭載された電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１００　　薄膜トランジスタ（スイッチング素子）
２００　　有機ＥＬ素子（発光素子）
２１２　　バンク層（絶縁層）
２１２Ａ　　感光性材料層（絶縁層）
２１４　　開口部
３００　　遮光部
３０２　　反射面
ＥＬ　　露光光
ＩＪ　　液滴吐出装置
Ｐ　　基板
Ｓ、Ｓ’、Ｓ２　　有機エレクトロルミネッセンス装置（電気光学装置）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a method for manufacturing an electro-optical device, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
An organic electroluminescence display device having an organic electroluminescence element corresponding to each pixel (hereinafter, referred to as an “organic EL device”) must be capable of self-luminous with high brightness, capable of being driven by a DC low voltage, It has excellent display performance due to its high response speed and light emission by a solid organic film.The thin, light and low power consumption of the display device is possible, so the liquid crystal display will be used in the future. It is expected as a display device following the device. As one method of manufacturing such an organic EL device (electro-optical device), a droplet discharge method (inkjet method) in which a functional material such as a light-emitting material is made into ink and this ink (liquid material) is discharged onto a substrate. is there. In the droplet discharging method, a bank layer (partition) having an opening is formed on a substrate, and a functional material is patterned by discharging a droplet to the opening formed in the bank layer.
[0003]
After the opening of the bank layer is provided with a photosensitive material layer (insulating layer) by coating a photosensitive synthetic resin on the substrate, a mask having a pattern corresponding to the opening is illuminated with exposure light, The photosensitive material layer is formed by exposing the photosensitive material layer with exposure light transmitted through the mask, and then performing development processing.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional method of forming the opening of the bank layer, the following problem has arisen.
Since the conventional method of forming the opening of the bank layer is such that the exposure light transmitted through the mask is exposed to the photosensitive material layer, the photosensitive material layer is irradiated with the exposure light at a desired position on the photosensitive material layer. Alignment processing (alignment processing) between the substrate provided with the layer and the mask is required. As described above, since a process for the alignment process is required, the throughput is reduced, and an exposure apparatus having an alignment device, that is, a so-called stepper is required. Further, the stepper is configured to sequentially perform exposure processing while performing step-and-repeat processing on a plurality of shot areas. However, as the size of the substrate increases, the number of shots increases and the throughput decreases.
[0005]
In addition, since the material used for the bank layer has low photosensitivity, it must be exposed for a long period of time, which puts a load on the stepper, and frequently requires maintenance of the optical system in an expensive stepper, or may cause the stepper to break down. And the cost is disadvantageous.
[0006]
The present invention has been made in view of such circumstances, and a method of manufacturing an electro-optical device capable of reducing a load on an expensive device such as a stepper, further reducing an alignment process, and improving a throughput, and An object of the present invention is to provide an optical device and an electronic apparatus including the electro-optical device.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention is directed to a method of manufacturing an electro-optical device in which a light emitting element is provided on a substrate, wherein the insulating layer is provided on the substrate; A step of providing a light-shielding portion for blocking exposure light having light in a specific wavelength band, and a step of irradiating the exposure light from the substrate side to expose the insulating layer; and A step of developing the layer to form an opening in the insulating layer; and a step of forming the light emitting element in the opening.
[0008]
According to the present invention, when an opening is formed in an insulating layer as a bank layer, a light-shielding portion for shielding exposure light is provided in advance in a predetermined pattern between the substrate and the insulating layer, and the exposure light is exposed from outside the substrate. The insulating layer can be patterned at the light shielding portion. Here, the predetermined pattern is a pattern corresponding to an opening formed in the insulating layer. Since the light-shielding portion is provided on the substrate itself, alignment processing is unnecessary when irradiating exposure light, and a low-cost illumination device capable of emitting exposure light is used for irradiating exposure light instead of an expensive stepper. All at once. Further, by using an illumination device capable of emitting a large amount of exposure light, exposure processing can be performed in a short time. Therefore, the throughput can be improved and the apparatus cost can be reduced.
[0009]
In the method of manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, a configuration in which the light shielding portion is provided adjacent to the substrate is employed. By providing the light-shielding portion adjacent to the substrate, that is, on the substrate, the light-shielding portion can be easily formed.
[0010]
In the method of manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, a configuration in which the light shielding portion is provided adjacent to the insulating layer is employed. By arranging the light-shielding portion close to the insulating layer, the exposure light irradiated from the substrate side can irradiate the insulating layer without spreading or bending, and a desired region can be subjected to exposure processing with high accuracy.
[0011]
By providing a light emitting element in the opening, the insulating layer can be used as a bank layer for positioning the light emitting element. Note that a material other than the light-emitting element may be disposed in the opening. For example, by disposing an electrode material, the opening can be used as a contact hole.
[0012]
In this case, the light emitting element can be an organic electroluminescence element. By providing an organic electroluminescent element in the opening of the bank layer, an organic electroluminescent device can be manufactured with good pattern accuracy.
[0013]
In the method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention, a configuration in which the light emitting element is provided by a droplet discharging method is employed. By providing a light-emitting element (organic electroluminescence element) by a droplet discharge method, it becomes possible to cope with small-quantity production of various kinds, and a light-emitting device (organic electroluminescence apparatus) can be manufactured efficiently.
[0014]
In the method of manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, a configuration is employed in which a switching element that controls power supplied to the light emitting element is provided on a side of the light blocking unit opposite to the substrate. Accordingly, when the exposure light is irradiated from the substrate side to form the opening, the switching element is blocked by the light shielding portion and is not irradiated with the exposure light. Therefore, damage to the switching element due to the irradiation of the exposure light can be suppressed.
[0015]
In this case, the light shielding portion can be made of a black material. Thereby, the exposure light illuminated from the substrate side is reliably blocked. Furthermore, when the electro-optical device of the present invention is a display device having a so-called bottom emission structure in which light emitted from a light-emitting element (organic electroluminescence element) is extracted from the substrate side, the light-shielding portion functions as a so-called black matrix. In addition, good display quality can be obtained by preventing light leakage from portions other than the light emitting portion.
[0016]
Further, the light shielding portion may be made of a metal material. That is, the electro-optical device is manufactured through various processes including a heating process. However, by forming the light shielding portion from a metal material, the light shielding portion is less likely to be damaged by heat in the heating process. Therefore, the degree of freedom in setting process conditions (heating temperature conditions) is increased. Note that the light-shielding portion may be made of, for example, a synthetic resin. In this case, the heating temperature during the process is desirably set to a temperature that does not damage the light-shielding portion made of synthetic resin.
[0017]
Further, the light shielding portion may be made of a material capable of transmitting light emitted from the light emitting element. That is, the light-shielding portion may be any material that shields the exposure light having the specific wavelength band and transmits light emitted from the light-emitting element.For example, when the exposure light is ultraviolet light and the emitted light is visible light, It can be formed by an ultraviolet absorber. By forming the light-shielding portion with a transparent material that does not transmit ultraviolet light, for example, a high aperture ratio can be obtained when the electro-optical device has a so-called bottom emission structure in which light emitted from the light-emitting element is extracted from the substrate side. Can be.
[0018]
In the method of manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, the insulating layer may include a positive photosensitive material. Thereby, an exposure light irradiation part (exposure part) can be made into an opening.
[0019]
In the method for manufacturing an electro-optical device according to the aspect of the invention, the insulating layer is formed of a negative photosensitive material, the opening is formed in the insulating layer at a position corresponding to the light blocking portion, and a light emitting element is formed in the opening. The light shielding element is provided, and a surface facing the light emitting element is a reflection surface capable of reflecting light emitted from the light emitting element. By using a negative photosensitive material for the insulating layer, a portion corresponding to the light-shielding portion, that is, an unexposed portion becomes an opening. When a light-emitting element is provided in the opening and the electro-optical device has a so-called top emission structure in which light emitted from the light-emitting element is extracted from the side opposite to the substrate, the light emitted from the light-emitting element is transmitted to the substrate side (pixel Since the light is reflected by the reflection surface of the light-shielding portion provided on the lower side and is emitted to the outside of the device, good electro-optical efficiency can be obtained, and an electro-optical device having a display portion with high luminance can be provided.
[0020]
An electro-optical device according to an aspect of the invention is an electro-optical device in which a light-emitting element is formed over a substrate, including an insulating layer having an opening over the substrate, and a light-emitting element provided at the opening. A light-shielding portion is provided between the substrate and the insulating layer at a portion other than the portion corresponding to the opening.
[0021]
According to the present invention, by providing a light-shielding portion for shielding light having a specific wavelength region from outside the substrate between the substrate and the insulating layer, when the insulating layer is used as a bank layer, the light is emitted from outside the substrate. By irradiation, an opening can be formed in the insulating layer by using a photolithography method. By providing the light-shielding portion in a predetermined pattern on the substrate, alignment of the substrate is not required when irradiating light from outside the substrate, so that the throughput in manufacturing the electro-optical device can be improved. it can. In this case, a configuration in which the entire substrate is illuminated at a time becomes possible, so that a further improvement in throughput can be realized.
[0022]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, a configuration is employed in which the light shielding portion is provided adjacent to the substrate. By providing the light-shielding portion on the substrate, it can be easily formed.
[0023]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the light-shielding portion may be made of a black material. Thus, light emitted from outside the substrate can be reliably blocked. Further, when the electro-optical device is a display device having a so-called bottom emission structure in which light emitted from a light emitting element (organic electroluminescence element) is extracted from the substrate side, the light shielding portion has a function as a black matrix, and Good display quality can be obtained by preventing light leakage from other parts.
[0024]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, the light-shielding portion may be formed of a material that can transmit light emitted from the light-emitting element. That is, the light-shielding portion may be any material that can shield light having a specific wavelength range and transmit light emitted from the light-emitting element. For example, when the exposure light is ultraviolet light and the emitted light is visible light, The part can be formed by an ultraviolet absorber. Since the light-shielding portion is made of a material that can transmit light emitted from the light-emitting element, a high aperture ratio is obtained when the electro-optical device is a display device having a bottom emission structure in which light emitted from the light-emitting element is extracted from the substrate side. An electro-optical device having a display unit having the same can be provided.
[0025]
In the electro-optical device according to the aspect of the invention, a configuration in which a switching element that controls power supplied to the light-emitting element is provided on a side of the light-shielding portion opposite to the substrate may be employed. Accordingly, when light is irradiated from the outside of the substrate to form the opening, the switching element is shielded by the light shielding portion and is not irradiated, so that damage to the switching element due to light irradiation can be suppressed.
[0026]
In the electro-optical device according to the present invention, the organic electroluminescence device can be manufactured with good pattern accuracy by providing the organic electroluminescence device in the opening of the bank layer in which the light emitting device can be an organic electroluminescence device.
[0027]
An electro-optical device according to the present invention is an electro-optical device including a material layer provided on a substrate and having an opening, and a light emitting element provided in the opening, wherein the light-emitting element is provided between the substrate and the material layer. A light-shielding portion that shields light having a specific wavelength region from the outside of the substrate is provided at a portion corresponding to the opening, and a surface of the light-shielding portion facing the light-emitting element can reflect light emitted from the light-emitting element. It is a characteristic reflecting surface.
[0028]
According to the present invention, since the light-shielding portion with the reflecting surface facing the light-emitting element is provided in a portion corresponding to the opening in which the light-emitting element is provided, the electro-optical device can emit light from the light-emitting element to the substrate. In the case of a display device having a so-called top emission structure which is taken out from the opposite side, light emitted from the light emitting element is reflected by the reflection surface and is taken out of the device from the side opposite to the substrate, so that good light extraction efficiency can be obtained. In addition, it is possible to provide an electro-optical device including a display unit having high luminance. Further, the light that is going to enter the light emitting element side from the outside of the substrate is shielded by the light shielding portion, so that a display device having good display quality can be provided.
[0029]
An electronic apparatus according to another aspect of the invention includes the electro-optical device described above. Thus, an electronic device having excellent characteristics is provided.
[0030]
Here, the droplet discharge device used in the above-described droplet discharge method includes an ink jet device provided with an ink jet head (droplet discharge head). The ink jet head of the ink jet device is a device capable of quantitatively discharging a liquid material by an ink jet method, for example, capable of quantitatively intermittently dropping 1 to 300 nanograms of liquid material per dot. Note that a dispenser device may be used as the droplet discharge device.
[0031]
Even if the droplet ejection method of the droplet ejection device is a piezo jet method in which droplets of the liquid material are ejected by a change in volume of the piezoelectric element, the liquid material is ejected by the sudden generation of steam by the application of heat. A method of discharging may be used.
[0032]
The liquid material refers to a medium having a viscosity capable of being discharged (dropped) from a nozzle of a discharge head of a droplet discharge device. It does not matter whether it is aqueous or oily. It is sufficient that the material has fluidity (viscosity) that can be discharged from a nozzle or the like. In addition, the material contained in the liquid material may be dissolved by being heated to a temperature equal to or higher than the melting point, or may be stirred as fine particles in a solvent, and may be obtained by adding a dye, a pigment, or another functional material in addition to the solvent. There may be. Further, the substrate may be a flat substrate or a curved substrate. Further, the hardness of the pattern forming surface does not need to be high, and may be a surface of a flexible material such as film, paper, rubber, etc. other than glass, plastic, and metal.
[0033]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an electro-optical device and a method of manufacturing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a droplet discharge device used when manufacturing the electro-optical device of the present invention. 2 and 3 are views showing a droplet discharge head provided in the droplet discharge device.
In FIG. 1, a droplet discharge device IJ is a film forming device capable of disposing droplets (ink droplets) on the surface (predetermined surface) of a substrate P, and is provided on a base 12 and on the base 12. (Stage device) ST that supports the stage ST, a first moving device 14 that is interposed between the base 12 and the stage ST, and that movably supports the stage ST, and a substrate P that is supported by the stage ST. The apparatus includes a droplet discharge head 20 capable of quantitatively discharging (dropping) a droplet including a material for forming an electro-optical device, and a second moving device 16 that movably supports the droplet discharge head 20. The operation of the droplet discharge device IJ including the droplet discharge operation of the droplet discharge head 20 and the movement operations of the first moving device 14 and the second moving device 16 are controlled by the control device CONT.
[0034]
The first moving device 14 is installed on the base 12 and is positioned along the Y-axis direction. The second moving device 16 is mounted upright on the base 12 using the columns 16A, 16A, and is mounted on a rear portion 12A of the base 12. The X-axis direction of the second moving device 16 is a direction orthogonal to the Y-axis direction of the first moving device 14. Here, the Y-axis direction is a direction along the front portion 12B and the rear portion 12A of the base 12. On the other hand, the X-axis direction is a direction along the left-right direction of the base 12 and is horizontal. The Z-axis direction is a direction perpendicular to the X-axis direction and the Y-axis direction.
[0035]
The first moving device 14 is configured by, for example, a linear motor, and includes guide rails 40 and 40 and a slider 42 provided movably along the guide rail 40. The slider 42 of the first moving device 14 of the linear motor type can be positioned by moving in the Y-axis direction along the guide rail 40.
[0036]
The slider 42 includes a motor 44 for rotating around the Z axis (θZ). The motor 44 is, for example, a direct drive motor, and the rotor of the motor 44 is fixed to the stage ST. Thus, when the motor 44 is energized, the rotor and the stage ST rotate along the θZ direction to index (rotate) the stage ST. That is, the first moving device 14 can move the stage ST in the Y-axis direction and the θZ direction.
[0037]
The stage ST holds the substrate P and positions it at a predetermined position. The stage ST has a suction holding device 50, and the substrate P is sucked and held on the stage ST through the hole 46A of the stage ST by the operation of the suction holding device 50.
[0038]
The second moving device 16 is constituted by a linear motor, and is movable in the X-axis direction along the column 16B fixed to the columns 16A, 16A, the guide rail 62A supported by the column 16B, and the guide rail 62A. And a supported slider 60. The slider 60 can be positioned by moving in the X-axis direction along the guide rail 62A, and the droplet discharge head 20 is attached to the slider 60.
[0039]
The droplet discharge head 20 has motors 62, 64, 66, and 68 as a swing positioning device. When the motor 62 is operated, the droplet discharge head 20 can be moved up and down along the Z axis and positioned. The Z axis is a direction (vertical direction) orthogonal to the X axis and the Y axis. When the motor 64 is operated, the droplet discharge head 20 can be positioned by swinging along the β direction around the Y axis. When the motor 66 is operated, the droplet discharge head 20 swings in the γ direction around the X axis and can be positioned. When the motor 68 is operated, the droplet discharge head 20 can be positioned by swinging in the α direction around the Z axis. That is, the second moving device 16 supports the droplet discharge head 20 movably in the X-axis direction and the Z-axis direction, and supports the droplet discharge head 20 movably in the θX direction, the θY direction, and the θZ direction. .
[0040]
As described above, the droplet discharge head 20 shown in FIG. 1 can be positioned by linearly moving in the Z-axis direction on the slider 60 and can be positioned by swinging along α, β, and γ. The position or orientation of the ejection surface 20P of the head 20 with respect to the substrate P on the stage ST side can be accurately controlled. Note that a plurality of nozzles for discharging droplets are provided on the discharge surface 20P of the droplet discharge head 20.
[0041]
FIG. 2 is an exploded perspective view showing the droplet discharge head 20. As shown in FIG. 2, the droplet discharge head 20 includes a nozzle plate 80 having a nozzle 81, a pressure chamber substrate 90 having a vibration plate 85, and a housing for fitting and supporting the nozzle plate 80 and the vibration plate 85. And a body 88. The main structure of the droplet discharge head 20 has a structure in which a pressure chamber substrate 90 is sandwiched between a nozzle plate 80 and a vibration plate 85 as shown in a perspective view and a partial cross-sectional view of FIG. In the nozzle plate 80, nozzles 81 are formed at positions corresponding to the cavities (pressure chambers) 81 when bonded to the pressure chamber substrate 90. The pressure chamber substrate 90 is provided with a plurality of cavities 81 each of which can function as a pressure chamber by etching a silicon single crystal substrate or the like. The cavities 81 are separated by side walls 92. Each cavity 81 is connected via a supply port 94 to a reservoir 93 which is a common flow path. The diaphragm 85 is made of, for example, a thermal oxide film. The diaphragm 85 is provided with a tank port 86 so that any liquid droplets can be supplied from the tank 30 through the pipe (flow path) 31. A piezoelectric element 87 is formed at a position on the diaphragm 85 corresponding to the cavity 81. The piezoelectric element 87 has a structure in which a crystal of a piezoelectric ceramic such as a PZT element is sandwiched between an upper electrode and a lower electrode (not shown). The piezoelectric element 87 is configured to be able to generate a volume change in response to an ejection signal supplied from the control device CONT.
[0042]
To discharge a droplet from the droplet discharge head 20, first, the control unit CONT supplies a discharge signal for discharging the droplet to the droplet discharge head 20. The droplet flows into the cavity 81 of the droplet discharge head 20, and in the droplet discharge head 20 to which the discharge signal is supplied, the piezoelectric element 87 is applied with a voltage applied between the upper electrode and the lower electrode. Causes a volume change. This volume change deforms the diaphragm 85 and changes the volume of the cavity 81. As a result, droplets are ejected from the nozzle holes 211 of the cavity 81. The liquid material reduced by the ejection is newly supplied to the cavity 81 from which the droplet is ejected from the tank 30 described later.
[0043]
The above-described droplet discharge head is configured to discharge liquid droplets by causing a volume change in the piezoelectric element. However, a head structure in which heat is applied to a liquid material by a heating element to discharge liquid droplets by expansion thereof. It may be.
[0044]
Returning to FIG. 1, the liquid material provided on the substrate P is generated by the liquid material adjusting device LS. The liquid material adjusting device LS includes a tank 30 capable of storing the liquid material, a temperature adjusting device 32 attached to the tank 30 for adjusting the temperature of the liquid material stored in the tank 30, and a tank 30 stored in the tank 30. And a stirring device 33 for stirring the liquid material. The temperature adjusting device 32 is constituted by a heater, and adjusts the liquid material in the tank 30 to an arbitrary temperature. The temperature control device 32 is controlled by the control device CONT, and the temperature of the liquid material in the tank 30 is adjusted by the temperature control device 32 to a desired viscosity.
[0045]
The tank 30 is connected to the droplet discharge head 20 via a pipe (flow path) 31, and droplets of the liquid material discharged from the droplet discharge head 20 are supplied from the tank 30 via the pipe 31. Further, the liquid material flowing through the pipe 31 is controlled to a predetermined temperature by a pipe temperature adjusting device (not shown) to adjust the viscosity. Further, the temperature of the droplet discharged from the droplet discharge head 20 is controlled by a temperature adjusting device (not shown) provided in the droplet discharge head 20 so as to be adjusted to a desired viscosity.
[0046]
FIG. 1 shows only one droplet discharge head 20 and one liquid material adjusting device LS, but the droplet discharging device IJ includes a plurality of droplet discharging heads 20 and the liquid material adjusting device LS. Liquid droplets of different or the same type of liquid material are discharged from each of the plurality of droplet discharge heads 20. After discharging the first liquid material from the first droplet discharge head among the plurality of droplet discharge heads 20 to the substrate P, the first liquid material is baked or dried, and then the second liquid droplet discharge head is discharged. After discharging the second liquid material from the head to the substrate P, the second liquid material is baked or dried, and the same processing is performed using a plurality of droplet discharge heads, thereby forming a plurality of material layers on the substrate P. Are laminated to form a multilayer pattern.
[0047]
Next, a method of manufacturing an electro-optical device using the above-described droplet discharge device IJ will be described. Hereinafter, as an example, a method of manufacturing an organic electroluminescence display device (hereinafter, referred to as an “organic EL device”) as an electro-optical device will be described. In addition, the procedure shown below and the material configuration of the liquid material are examples, and the present invention is not limited thereto.
[0048]
FIG. 4 is an enlarged view of a sectional structure of a display area in the organic EL device.
As shown in FIG. 4, the organic EL device S includes a substrate P, a light-shielding portion 300 provided adjacent to the substrate P, and a side of the light-shielding portion 300 opposite to the substrate P, that is, the light-shielding portion 300 in FIG. A thin film transistor (TFT: Thin Film Transistor) 100 as a switching element provided on the upper surface, and a light emitting element (organic EL element) 200 provided on the substrate P are provided.
[0049]
The light emitting element 200 includes a pixel electrode (anode) 202 made of a transparent electrode material such as indium tin oxide (ITO), a hole transport layer 204 capable of transporting holes from the pixel electrode 202, and an organic material. An organic light-emitting layer 206 containing a light-emitting material; an electron transport layer 208 provided on the upper surface of the light-emitting layer 206; and aluminum (Al), magnesium (Mg), and gold (Au) provided on the upper surface of the electron transport layer 208. ), Silver (Ag), calcium (Ca), and the like.
[0050]
The light shielding unit 300 is provided on the upper surface of the substrate P. The light-shielding portion 300 is formed of a material capable of shielding the exposure light EL having a specific wavelength range emitted from outside the substrate P, as described later. In the present embodiment, a black metal material such as chrome (Cr) is used. It consists of. The light shielding unit 300 is provided in a predetermined pattern in the surface direction of the substrate P. The light-shielding portion 300 and the surface of the substrate P other than the light-shielding portion 300 are provided with SiO 2. 2 Is provided as a base protective layer 201.
[0051]
The TFT 100 serving as a switching element controls power (current) supplied to the organic EL element 200. The TFT 100 includes a silicon layer 102 formed over the light-shielding portion 300 with a base protective layer 201 interposed therebetween, a gate insulating layer 104 provided over the base protective layer 201 so as to cover the silicon layer 102, A gate electrode provided on a portion of the upper surface of the gate insulating layer opposite to the silicon layer; a first interlayer insulating layer provided on the gate insulating layer so as to cover the gate electrode; A source electrode 110 connected to the silicon layer 102 through a contact hole opened over the insulating layer 104 and the first interlayer insulating layer 108; and a gate insulating layer provided at a position facing the source electrode 110 with the gate electrode 106 interposed therebetween. Connected to the silicon layer 102 via a contact hole opened over the first insulating layer 104 and the first interlayer insulating layer 108 That the drain electrode 112, and a second interlayer insulating layer 114 provided on an upper layer of the first interlayer insulating layer 108 to cover the source electrode 110 and drain electrode 112.
[0052]
Then, the pixel electrode 202 is disposed on the upper surface of the second interlayer insulating layer 114, and the pixel electrode 202 and the drain electrode 112 are connected via a contact hole 216 provided in the second interlayer insulating layer 114. A bank layer 212 made of a synthetic resin or the like is provided on a portion of the upper surface of the second interlayer insulating layer 114 corresponding to the light shielding portion 300, and the organic EL element 200 is provided on a portion other than the portion corresponding to the light shielding portion 300. ing. That is, a bank layer 212 made of a synthetic resin or the like is provided between a portion of the surface of the second interlayer insulating layer 114 other than the portion where the organic EL element 200 is provided and the counter electrode 210.
[0053]
The bank layer (insulating layer) 212 is made of a photosensitive resin, and is mainly made of, for example, an acrylic resin or a polyimide resin. In the organic EL element 200, a part of the hole transport layer 204, the light emitting layer 206, the electron transport layer 208, and a part of the counter electrode 210 are arranged in an opening 214 formed in the bank layer 212. That is, between the substrate P and the bank layer 212 having the opening 214, the light shielding portion 300 is provided in a portion other than the portion corresponding to the opening 214, and the organic EL element 200 is provided in the opening 214. Has become.
[0054]
Note that a region of the silicon layer 102 that overlaps with the gate electrode 106 with the gate insulating layer 104 interposed therebetween is a channel region. In the silicon layer 102, a source region is provided on the source side of the channel region, and a drain region is provided on the drain side of the channel region. Among these, the source region is connected to the source electrode 110 via a contact hole opened over the gate insulating layer 104 and the first interlayer insulating layer 108. On the other hand, the drain region is connected to a drain electrode 112 made of the same layer as the source electrode 110 via a contact hole opened over the gate insulating layer 104 and the first interlayer insulating layer 108. The pixel electrode 202 is connected to the drain region of the silicon layer 102 via the drain electrode 112.
[0055]
The organic EL device according to the present embodiment has a so-called bottom emission structure in which light emitted from the organic EL element 200 (light emitting layer 206) is extracted from the substrate P on which the TFT 100 is provided. Therefore, the substrate P is a light-transmitting substrate, and is preferably transparent or translucent. As the substrate material, a material having high transparency (high transmittance) such as glass, quartz, or resin is used.
Alternatively, a color filter film, a color conversion film containing a luminescent substance, or a dielectric reflection film may be disposed on the substrate to control the luminescent color.
[0056]
On the other hand, a so-called top emission structure in which light emitted from the light emitting layer 206 is extracted from the side opposite to the substrate P can be used. In the case of a top emission structure, the substrate P may be an opaque material (a material that does not transmit light emitted from the light emitting layer 206) as long as it is formed of a material that can transmit exposure light EL described later.
[0057]
Next, the manufacturing process of the organic EL device S shown in FIG. 4 will be described with reference to FIGS.
First, the light shielding unit 300 is formed on the substrate P. When forming the light-shielding portion 300, first, a resist layer 301 is provided on the substrate P as shown in FIG. The material for forming the resist layer 301 may be a material having photosensitivity and capable of blocking exposure light EL, which will be described later. The material for forming the resist layer 301 is not limited to chromium, and may be made of, for example, a synthetic resin as long as the material can shield the exposure light EL. Further, when the exposure light EL is, for example, ultraviolet light, the resist layer 301 (the light shielding portion 300) may be made of an ultraviolet absorbing material. Here, the ultraviolet absorber may be any color other than black or a transparent material as long as it can block exposure light EL which is ultraviolet light.
[0058]
When the resist layer 301 is provided on the substrate P, the material for forming the resist layer 301 is converted into a liquid material (ink) with a solvent, and the liquid material is coated on the substrate P by using a coating method such as a spin coating method. Applied on top. Note that the resist layer 301 can be provided not only by the spin coating method but also by a droplet discharging method.
[0059]
After the resist layer 301 is provided, the light shielding portion 300 is formed by patterning the resist layer 301 by a photolithography method. That is, the resist layer 301 is irradiated with resist layer exposure light transmitted through a mask having a predetermined pattern. A stepper or the like is used for the exposure processing of the resist layer 301. By performing exposure processing while aligning with a stepper, a pattern having desired pattern accuracy is formed on the resist layer 301. Here, the predetermined pattern is a pattern corresponding to the opening 214 to be formed in the bank layer 212. The resist layer exposure light has a wavelength different from that of the exposure light EL described later. The resist layer 301 is sensitive to the wavelength region of the resist exposure light. It has no photosensitivity to the area. That is, the resist layer 301 (light shield 300) and the bank layer 212 are made of different materials.
[0060]
Then, when the resist layer 301 is exposed in a predetermined pattern, a developing process is performed. As a result of the development processing, the resist layer 301 becomes a light-shielding portion 300 having a predetermined pattern in the plane direction of the substrate P, as shown in FIG. The light-shielding portions 300 are formed in an island shape at a plurality of predetermined positions on the surface of the substrate P.
[0061]
Next, as shown in FIG. 5C, a base protective layer 201 is provided on the substrate P so as to cover the light shielding unit 300. When forming the underlying protective layer 201, the underlying protective layer 201 made of a silicon oxide film having a thickness of about 200 to 500 nm is formed on the surface of the substrate P by plasma CVD using TEOS (tetraethoxysilane), oxygen gas, or the like as a raw material. It is formed.
[0062]
Next, the temperature of the substrate P is set to about 350 ° C., and a semiconductor layer 102A made of an amorphous silicon film having a thickness of about 30 to 70 nm is formed on the surface of the base protective film 201 by a plasma CVD method or an ICVD method. Next, a crystallization step is performed on the semiconductor layer 102A by a laser annealing method, a rapid heating method, a solid phase growth method, or the like, so that the semiconductor layer 102A is crystallized into a polysilicon layer. In the laser annealing method, for example, a line beam having a long dimension of 400 mm using an excimer laser is used, and its output intensity is, for example, 200 mJ / cm. 2 And With respect to the line beam, the line beam is scanned such that a portion corresponding to 90% of the peak value of the laser intensity in the short dimension direction overlaps each region.
[0063]
Next, as shown in FIG. 5D, the semiconductor layer (polysilicon layer) 102A is patterned into an island-shaped silicon layer 102, and the surface thereof is formed by a plasma CVD method using TEOS or an oxidizing gas as a raw material. A gate insulating layer 104 made of a silicon oxide film or a nitride film having a thickness of about 60 to 150 nm is formed.
[0064]
Note that hydrogen (H) is formed on the surface of the gate insulating layer 104. 2 ) A plasma treatment may be performed. Thereby, the dangling bonds in the Si—O bonds on the surface of the voids are replaced by the Si—H bonds, and the moisture absorption resistance of the film is improved. Then, another SiO 2 is formed on the surface of the gate insulating layer 104 subjected to the plasma treatment. 2 A layer may be provided. By doing so, an insulating layer having a dielectric constant can be formed.
[0065]
Next, as shown in FIG. 6A, a conductive film containing a metal such as aluminum, tantalum, molybdenum, titanium, or tungsten is formed over the gate insulating layer 104 by a sputtering method, and the conductive film is patterned to form a gate. An electrode 106 is formed. Next, in this state, high-concentration phosphorus ions are implanted, and a source region 102s and a drain region 102d are formed in the silicon layer 102 in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 106. In this case, the gate electrode 106 is used as a patterning mask. Note that a portion where the impurity is not introduced becomes the channel region 102c.
[0066]
Next, as shown in FIG. 6B, a first interlayer insulating layer 108 is formed. The first interlayer insulating layer 108 is formed of a silicon oxide film or a nitride film, a porous silicon oxide film, or the like, like the gate insulating layer 104, and is formed by the same procedure as the method of forming the gate insulating layer 104. Formed on the upper layer.
Then, by patterning the first interlayer insulating layer 108 and the gate insulating layer 104 using a photolithography method, contact holes corresponding to the source electrode 110 and the drain electrode 112 are formed. Next, a conductive layer made of a metal such as aluminum, chromium, or tantalum is formed so as to cover the first interlayer insulating layer 108, and then, in this conductive layer, a region where a source electrode and a drain electrode are to be formed is covered. A source electrode 110 and a drain electrode 112 are formed by providing a patterning mask and patterning the conductive layer. Thus, the TFT 100 as a switching element is provided on the upper surface of the light shielding unit 300 (the side opposite to the substrate P of the light shielding unit 300).
Next, although not shown, a signal line, a common power supply line, and a scanning line are formed on the first interlayer insulating layer 108. At this time, since a portion surrounded by these becomes a pixel for forming a light emitting layer and the like as described later, for example, in a case where emitted light is extracted from the substrate side, the TFT 100 is surrounded by each of the wirings. Each wiring is formed so as not to be located immediately below.
[0067]
Next, as shown in FIG. 6C, a second interlayer insulating layer 114 is formed so as to cover the first interlayer insulating layer 108, the respective electrodes 110 and 112, and the respective wirings (not shown). Like the first interlayer insulating layer 108, the second interlayer insulating layer 114 is formed of a silicon oxide film, a nitride film, or the like, and is formed on the first interlayer insulating layer 108 in the same procedure as the method of forming the first interlayer insulating layer 108. It is formed. When the second interlayer insulating layer 114 is formed, a contact hole 216 is formed in a portion of the second interlayer insulating layer 114 corresponding to the drain electrode 112. Then, a conductive material such as ITO is patterned so as to be continuous with the drain electrode 112 through the contact hole 216, and the pixel electrode 202 is formed.
[0068]
The pixel electrode 202 is made of SnO doped with ITO or fluorine. 2 Further, it is made of a transparent electrode material such as ZnO or polyamine, and is connected to the drain electrode 112 of the TFT 100 via the contact hole 216. To form the pixel electrode 202, a film made of the transparent electrode material is formed on the upper surface of the second interlayer insulating layer 114, and this film is patterned.
[0069]
After the pixel electrode 202 is formed, a photosensitive material layer (insulating layer) 212A is formed so as to cover the pixel electrode 202, as shown in FIG. The photosensitive material layer 212A is to be a bank layer 212 having an opening in a later step. The photosensitive material layer 212A is formed, for example, by dissolving a photosensitive material layer forming material such as an acrylic resin, a polyimide resin, or a precursor thereof in a solvent to form a liquid material, and coating the liquid material by spin coating, dip coating, or the like. It is provided by doing. Note that the photosensitive material layer 212A can be provided not only by the spin coating method but also by a droplet discharging method. Here, as a material for forming the photosensitive material layer 212A, any material can be used as long as it has sensitivity to exposure light EL having a specific wavelength region described later and is easily patterned by etching or the like. Good.
[0070]
After the photosensitive material layer 212A is provided, as shown in FIG. 7A, the photosensitive material layer 212A is irradiated with exposure light EL having a predetermined wavelength region from the substrate P side by an illumination device (not shown). You. The exposure light EL collectively exposes the entire substrate P. Here, since the light shielding portion 300 for shielding the exposure light EL is formed in a predetermined pattern on the upper surface of the substrate P, the exposure light EL illuminates portions of the photosensitive material layer 212A other than the portion corresponding to the light shielding portion 300. I do. In this embodiment, after the exposure light EL passes through the substrate P, it passes through the base protective layer 201, the gate insulating layer 104, the first interlayer insulating layer 108, the second interlayer insulating layer 114, and the pixel electrode 202 which is a transparent electrode. Then, a predetermined area of the photosensitive material layer 212A, that is, an area not shielded by the light shielding unit 300 is irradiated. Here, as described above, the light blocking unit 300 has no photosensitivity to the exposure light EL.
[0071]
After exposing the photosensitive material layer 212A by irradiating exposure light EL from the substrate P side, a developing process (etching process) is performed on the exposed photosensitive material layer 212A. Here, the photosensitive material layer 212A in the present embodiment is formed of a positive photosensitive material in which an exposed portion irradiated with exposure light is removed by a development process, and an unexposed portion remains as a pattern. Therefore, as shown in FIG. 7B, the portions other than the portions corresponding to the light-shielding portions 300 are removed from the photosensitive material layer 212A to form the openings 214 by performing the developing process. Thus, the bank layer 212 having the opening 214 is formed. Here, the bank layer 212 is formed so as to cover a predetermined position of the second interlayer insulating layer 114 and a part of the pixel electrode 202.
[0072]
After the pixel electrode 202 and the bank layer 212 are formed, plasma processing is performed. The plasma treatment is performed for the purpose of activating the surface of the pixel electrode 202 and further performing the surface treatment of the surface of the bank 212. In particular, the activation step is performed mainly for cleaning the pixel electrode 202 (ITO) and adjusting the work function. The surface treatment includes a lyophilic treatment on the surface of the pixel electrode 202 and a lyophobic treatment on the surface of the bank 212. O as lyophilic treatment 2 Plasma processing is performed. This O 2 By the plasma treatment, the electrode surface of the pixel electrode 202, the upper surface of the bank layer 212, and the wall surface of the opening 214 are subjected to lyophilic treatment. By this lyophilic treatment, a hydroxyl group is introduced into each of these surfaces to impart lyophilicity. And this O 2 The plasma treatment not only provides the lyophilic property but also cleans the ITO as the pixel electrode 202 and adjusts the work function. CF for liquid repellency treatment 4 Plasma processing is performed. CF 4 By the plasma treatment, the upper surface of the bank layer 212 and the wall surface of the opening 214 are subjected to lyophobic treatment. By this lyophobic treatment, a fluorine group is introduced into each of these surfaces to impart lyophobicity. Note that the electrode surface of the pixel electrode 202 is also CF 4 Although slightly affected by the plasma treatment, it hardly affects the wettability.
[0073]
Next, as shown in FIG. 7C, a hole transport layer 204 is formed on the upper surface of the pixel electrode 202. Here, as a material for forming the hole transport layer 204, a known material can be used without particular limitation, and examples thereof include a pyrazoline derivative, an arylamine derivative, a stilbene derivative, and a triphenyldiamine derivative. Specifically, JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, JP-A-2-209988, JP-A-3-37992, and JP-A-3-152184. Although those described in the gazette are exemplified, triphenyldiamine derivatives are preferred, and among them, 4,4′-bis (N (3-methylphenyl) -N-phenylamino) biphenyl is preferred.
Note that a hole injection layer may be formed instead of the hole transport layer, or both the hole injection layer and the hole transport layer may be formed. In this case, as a material for forming the hole injection layer, for example, copper phthalocyanine (CuPc), polyphenylenevinylene which is polytetrahydrothiophenylphenylene, 1,1-bis- (4-N, N-ditolylaminophenyl) Examples thereof include cyclohexane and tris (8-hydroxyquinolinol) aluminum, and it is particularly preferable to use copper phthalocyanine (CuPc).
[0074]
When the hole transport layer 204 is formed, a droplet discharge method (inkjet method) is used. That is, after a droplet made of a liquid material including the above-described material for forming a hole transport layer is discharged onto the electrode surface of the pixel electrode 202, a drying process and a heat treatment are performed, so that the hole transport layer is formed on the pixel electrode 202. A layer 204 is formed. Note that, after the hole transport layer forming step, it is preferable to perform the step in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere in order to prevent the hole transport layer 204 and the light emitting layer 206 from being oxidized. For example, the inkjet head (droplet ejection head) 20 described with reference to FIG. 1 and the like is filled with a liquid material including a material for forming a hole transport layer, and the ejection nozzle of the inkjet head 20 faces the electrode surface of the pixel electrode 202. Then, while the ink jet head and the sample (substrate P) are relatively moved, an ink droplet having a controlled liquid amount per droplet is discharged from the discharge nozzle to the electrode surface. Next, the hole transport layer 204 is formed by evaporating the polar solvent contained in the composition ink by subjecting the discharged droplets to a drying treatment.
[0075]
Note that, as the liquid material, for example, a material obtained by dissolving a mixture of a polythiophene derivative such as polyethylene dioxythiophene and polystyrene sulfonic acid in a polar solvent such as isopropyl alcohol can be used. Here, the discharged droplet spreads on the electrode surface of the lyophilic pixel electrode 202 and fills the vicinity of the bottom of the opening 214. On the other hand, droplets are repelled and do not adhere to the upper surface of the bank layer 212 that has been subjected to the lyophobic treatment. Therefore, even if the droplet is displaced from the predetermined ejection position and is ejected onto the upper surface of the bank layer 212, the upper surface is not wetted by the ink droplet, and the repelled ink droplet enters the opening 214 of the bank layer 212. It is supposed to roll.
[0076]
The above drying treatment is performed, for example, in a nitrogen atmosphere at room temperature to about 50 ° C. and a pressure of, for example, about 13.3 Pa (0.1 Torr). If the pressure is too low, the composition ink bumps undesirably. Further, when the temperature is higher than room temperature, for example, higher than 80 ° C., the evaporation rate of the polar solvent is increased, and a flat film cannot be formed.
After the drying treatment, it is preferable to remove the polar solvent and water remaining in the hole transport layer 204 by performing a heat treatment of heating at 200 ° C. for about 10 minutes in nitrogen, preferably in vacuum.
[0077]
Next, the light emitting layer 206 is formed on the upper surface of the hole transport layer 204. The material for forming the light-emitting layer 206 is not particularly limited, and may be, for example, a polyphenylene derivative, a polyfluorene derivative, polyvinylcarbazole, a polythiophene derivative, or a perylene dye, a coumarin dye, or a rhodamine dye in these polymer materials. For example, rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile Red, coumarin 6, quinacridone and the like can be used.
[0078]
The light emitting layer 206 is formed in the same procedure as the method for forming the hole transport layer 204. That is, after a liquid material including a light emitting layer forming material is discharged to the upper surface of the hole transport layer 204 by a droplet discharge method, a drying process and a heat treatment are performed, so that the inside of the opening 214 formed in the bank layer 212 is formed. The light emitting layer 206 is formed on the hole transport layer 204. This light emitting layer forming step is also performed in an inert gas atmosphere as described above. Since the ejected liquid material is repelled in the liquid-repellent region, even if the droplet deviates from a predetermined ejection position, the repelled droplet rolls into the opening 214 of the bank layer 212. After the composition including the material for forming the light emitting layer 206 is provided, a drying process is performed under predetermined conditions.
[0079]
Note that the electron transport layer 208 may be formed over the light-emitting layer 206. The material for forming the electron transport layer 208 is not particularly limited, and may be an oxadiazole derivative, anthraquinodimethane and its derivative, benzoquinone and its derivative, naphthoquinone and its derivative, anthraquinone and its derivative, tetracyanoanthraquino Examples include dimethane and its derivatives, fluorenone derivatives, diphenyldicyanoethylene and its derivatives, diphenoquinone derivatives, and metal complexes of 8-hydroxyquinoline and its derivatives. Specifically, similarly to the material for forming the hole transport layer described above, JP-A-63-70257, JP-A-63-175860, JP-A-2-135359, JP-A-2-135361, and JP-A-2-135361 Examples thereof include those described in JP-A-209988, JP-A-3-37992, and JP-A-3-152184, and particularly, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-t-butylphenyl) -1,3,3. 4-oxadiazole, benzoquinone, anthraquinone, tris (8-quinolinol) aluminum are preferred.
[0080]
Note that the material for forming the hole transport layer 204 and the material for forming the electron transport layer 208 described above may be mixed with the material for forming the light-emitting layer 206 and used as the material for forming the light-emitting layer. The amount of the material for forming the hole transport layer and the material for forming the electron transport layer varies depending on the type of the compound to be used. It is determined as appropriate. Usually, the content is 1 to 40% by weight, more preferably 2 to 30% by weight, based on the material for forming the light emitting layer.
[0081]
Next, as shown in FIG. 7D, a counter electrode 210 is formed on the upper surfaces of the electron transport layer 208 and the bank layer 212. The counter electrode 210 is formed on the entire surface of the electron transport layer 208 and the bank layer 212 or in a stripe shape. The counter electrode 210 may be formed of one layer made of a single material such as Al, Mg, Li, Ca, or an alloy material of Mg: Ag (10: 1 alloy), but may be formed of two or three layers. It may be formed as a metal (including alloy) layer. Specifically, Li 2 O (about 0.5 nm) / Al or LiF (about 0.5 nm) / Al, MgF 2 A laminated structure such as / Al can also be used. The counter electrode 210 is a thin film made of the above-described metal, and may be a material or structure capable of transmitting light.
[0082]
As described above, when the opening 214 is formed in the bank layer 212 (photosensitive material layer 212A), the light-shielding portion 300 that shields the exposure light EL between the substrate P and the photosensitive material layer 212A has a predetermined pattern. By irradiating the exposure light EL from outside the substrate P in advance, the photosensitive material layer 212A can be patterned by the light shielding portion 300. Since the light shielding unit 300 is provided on the substrate P itself with good pattern accuracy using a stepper, alignment processing is not required when irradiating the exposure light EL, and the exposure light EL can be applied to the exposure light EL irradiation. The entire substrate P can be collectively irradiated (collectively exposed) using an inexpensive illumination device. Furthermore, if the illumination device can irradiate the exposure light EL with a large illuminance, the photosensitive material layer 212A can be exposed in a short time. Therefore, the throughput can be improved and the apparatus cost can be reduced.
[0083]
Since the TFT 100 is provided on the upper surface side of the light shielding unit 300, the TFT 100 is not exposed to the exposure light EL during the exposure processing using the exposure light EL. Accordingly, damage to the TFT 100 due to irradiation with the exposure light EL can be suppressed.
[0084]
The organic EL device S according to the present embodiment has a bottom emission structure, in which light emitted from the light emitting layer 206 is extracted from the substrate P side, that is, from the light shielding unit 300 side. In this case, since the light-shielding portion 300 is formed of a black material and is arranged so as to surround the pixel region (organic EL element), it has a function as a black matrix. Therefore, the organic EL device S can obtain good display quality by preventing light leakage from elements other than the light emitting elements.
[0085]
In the present embodiment, the light shielding unit 300 is made of a metal material such as chrome, but may be made of, for example, a synthetic resin as long as it can shield the exposure light EL. On the other hand, when the light shielding unit 300 is made of a metal material, for example, the organic EL device S is heated in the drying step of the liquid material discharged to the opening 214 as described above. The part 300 is hardly damaged. Of course, any material including a synthetic resin can be used as long as the material is not easily damaged by the heating temperature.
[0086]
Further, the light shielding unit 300 in the present embodiment is made of a black material for shielding the exposure light EL, but may be made of a transparent material as long as it can shield the exposure light EL. For example, when the exposure light EL is ultraviolet light, a transparent or translucent ultraviolet absorbing material can be used as the light shielding unit 300. By using a transparent or translucent material for the light shielding portion 300, the aperture ratio can be improved in the bottom emission structure in which emitted light is extracted from the substrate P side.
[0087]
In the above embodiment, the light shielding unit 300 is provided between the substrate P and the bank layer 212. However, the light shielding unit 300 is provided outside the substrate P (the lower surface of the substrate P in FIG. 4). Is also good. When the light shielding portion 300 is provided outside the substrate P, after exposing the exposure light EL to form the opening 214 of the bank layer 212, the light shielding portion 300 provided outside the substrate P may be removed by washing or the like. it can.
[0088]
In the above embodiment, the light shielding unit 300 is provided adjacent to the substrate P. However, as in the organic EL device S ′ shown in FIG. 8, the light shielding unit 300 is adjacent to the bank layer 212 (photosensitive material layer 212A). It may be provided. In the example illustrated in FIG. 8, a part of the second interlayer insulating layer 114 is a light shielding unit 300. By arranging the light shielding portion 300 close to the photosensitive material layer 212A to be exposed, the exposure light EL irradiated through the substrate P is exposed without spreading or bending after passing through the light shielding portion 300. The conductive material layer 212A can be irradiated. Accordingly, a desired position of the photosensitive material layer 212A is irradiated with the exposure light EL, so that high pattern accuracy can be obtained. Of course, the light-shielding portion 300 may be provided in a material layer other than the insulating layer 114, and may be provided in, for example, the first interlayer insulating layer 108 or the gate insulating layer 104. Further, although not shown, a SiO.sub. 2 It is also possible to provide a second bank layer made of an inorganic material such as, for example, and to use a part of the second bank layer as a light shielding portion. In this case, a light-shielding portion can be provided in the second bank layer by a photolithography method.
[0089]
In the above embodiment, the opening 214 of the bank layer 212 is formed by a photolithography method using the light-shielding part 300 provided on the substrate P. However, the light-shielding part 300 has an opening other than the opening 214 of the bank layer 212. It can be used for part formation or pattern formation. For example, a contact hole in which a source electrode and a drain electrode are arranged can be formed by a photolithography method using a light-shielding portion. Further, patterning of the pixel electrode 202 may be performed by using a light-shielding portion.
[0090]
Next, another embodiment of the electro-optical device of the present invention will be described with reference to FIG. Here, in the electro-optical device described below, the same or equivalent components as those in the above-described embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be simplified or omitted.
[0091]
As shown in FIG. 9, an organic EL device S2 as an electro-optical device includes a substrate P, a light-shielding portion 300 provided on the substrate P for blocking exposure light EL, and an opening 214 provided on the substrate P. And the organic EL element 200 disposed in the opening 214. In the present embodiment, the light shielding unit 300 is provided at a portion corresponding to the opening 214, that is, below the organic EL element 200 disposed in the opening 214. The organic EL device S2 according to the present embodiment has a top emission structure in which light emitted from the light emitting layer 206 is extracted from the side opposite to the substrate P. Here, the counter electrode 210 is formed of a transparent electrode such as ITO. The upper surface of the light shielding unit 300, that is, the surface of the light shielding unit 300 facing the organic EL element 200 is a reflection surface 302 that can reflect the light emitted from the light emitting layer 206.
[0092]
Next, a manufacturing procedure of the organic EL device S2 shown in FIG. 9 will be described.
As in the procedure described with reference to FIGS. 5A and 5B, a resist layer 301 is applied on the substrate P, and the light-shielding portion 300 is formed by photolithography. Then, a reflective surface forming material made of, for example, aluminum, silver, or the like is coated on the upper surface of the light shielding unit 300 by vapor deposition or the like, so that the reflective surface 302 is formed. Then, after the base protective layer 201, the TFT 100, and the pixel electrode 202 are sequentially formed, a photosensitive material layer 212B is provided. Here, the photosensitive material layer 212B in the present embodiment is formed of a negative photosensitive material in which an unexposed portion that is not irradiated with exposure light is removed by a development process, and the exposed portion remains as a pattern. Therefore, by performing the developing process, the portion corresponding to the light shielding portion 300 is removed from the photosensitive material layer 212B, and the opening 214 is formed. Thus, the bank layer 212 having the opening 214 is formed. Then, a hole injection layer 204, a light emitting layer 206, an electron transport layer 208, and the like as the organic EL element 200 are sequentially provided in the opening 214 by a droplet discharging method.
[0093]
As described above, when the organic EL device S2 has a so-called top emission structure in which light emitted from the light emitting layer 206 is extracted from the side opposite to the substrate P, the light emitted from the light emitting layer 206 Since the light is reflected by the reflection surface 302 of the light shielding portion 300 provided on the side, that is, the lower side of the pixel in FIG. 9, and is extracted to the outside of the organic EL device S2, the light extraction efficiency is improved and good display quality is obtained. An organic EL device having the same can be provided.
[0094]
In each of the above embodiments, the liquid material is formed by the droplet discharge method using the droplet discharge device IJ. However, the present invention is not limited to the droplet discharge method. Can also be used.
[0095]
The liquid material generation step and the film formation step may be performed in an air environment, or may be performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen gas as described above. Note that the liquid material generation process by the liquid material adjustment device LS and the film formation process by the droplet discharge device IJ are desirably performed in a clean room in an environment in which particles and chemicals are kept clean.
[0096]
In the above embodiment, the example in which the manufacturing method of the present invention is applied to the case of manufacturing an organic EL device has been described. However, another electro-optical device such as a liquid crystal device may be used. That is, the manufacturing method of the present invention can be applied to a case where a device having a structure in which a TFT as a switching element is provided on a substrate is manufactured.
[0097]
The organic EL device (electro-optical device) of the present invention is applied to various electronic devices having a display unit. Hereinafter, application examples of an electronic apparatus including the electro-optical device according to the invention will be described.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 10, reference numeral 1000 denotes a mobile phone main body, and reference numeral 1001 denotes a display unit using the above-described organic EL display device.
FIG. 11 is a perspective view showing an example of a wristwatch-type electronic device. In FIG. 11, reference numeral 1100 denotes a watch main body, and reference numeral 1101 denotes a display unit using the above-described organic EL display device.
FIG. 12 is a perspective view showing an example of a portable information processing device such as a word processor or a personal computer. 12, reference numeral 1200 denotes an information processing device, reference numeral 1202 denotes an input unit such as a keyboard, reference numeral 1204 denotes an information processing device main body, and reference numeral 1206 denotes a display unit using the above-described organic EL display device.
Since the electronic device shown in FIGS. 10 to 12 includes the organic EL display device of the above-described embodiment, it is possible to realize an electronic device having excellent display quality and an organic EL display portion with a bright screen.
[0098]
In addition to the above-described examples, other examples include a liquid crystal television, a viewfinder type or a monitor direct-view type video tape recorder, a car navigation device, a pager, an electronic notebook, a calculator, a word processor, a workstation, a videophone, and a POS terminal. , Electronic paper, and devices equipped with a touch panel. The electro-optical device according to the invention can be applied to a display unit of such an electronic apparatus.
[0099]
【The invention's effect】
As described above, when forming the opening in the photosensitive material layer, a light-shielding portion for shielding exposure light is provided in advance in a predetermined pattern between the substrate and the photosensitive material layer as an insulating layer, By irradiating the exposure light from the outside, the photosensitive material layer can be patterned at the light shielding portion. Since the light-shielding portion is provided on the substrate itself, alignment processing is unnecessary when irradiating the exposure light, and the entire substrate can be exposed collectively using an inexpensive illumination device for illuminating the exposure light. Therefore, the throughput can be improved and the apparatus cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an embodiment of a droplet discharge device used in a method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a droplet discharge head.
FIG. 3 is a diagram for explaining a droplet discharge head.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a portion corresponding to one pixel of an organic EL device as an electro-optical device.
FIG. 5 is a diagram illustrating an embodiment of a method for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device.
FIG. 6 is a diagram illustrating an embodiment of a method for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device.
FIG. 7 is a diagram illustrating an embodiment of a method for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device.
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of an organic EL device as an electro-optical device.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating another embodiment of an organic EL device as an electro-optical device.
FIG. 10 is a diagram illustrating an electronic apparatus on which the electro-optical device according to the invention is mounted.
FIG. 11 is a diagram illustrating an electronic apparatus on which the electro-optical device according to the invention is mounted.
FIG. 12 is a diagram illustrating an electronic apparatus on which the electro-optical device according to the invention is mounted.
[Explanation of symbols]
100 thin film transistor (switching element)
200 Organic EL device (light emitting device)
212 Bank layer (insulating layer)
212A Photosensitive material layer (insulating layer)
214 opening
300 Shading part
302 reflective surface
EL exposure light
IJ droplet discharge device
P substrate
S, S ', S2 Organic electroluminescence device (electro-optical device)

Claims (12)

基板上に発光素子が設けられた電気光学装置の製造方法において、
前記基板上に絶縁層と、前記基板と前記絶縁層との間に特定波長帯域の光を有する露光光を遮光する遮光部とを設ける工程と、
前記基板側から前記露光光を照射し、前記絶縁層を露光する工程と、
前記露光された前記絶縁層を現像し該絶縁層に開口部を形成する工程と、
前記開口部に前記発光素子を形成する工程とを有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。In a method for manufacturing an electro-optical device in which a light emitting element is provided on a substrate,
An insulating layer on the substrate, a step of providing a light-shielding portion for blocking exposure light having light in a specific wavelength band between the substrate and the insulating layer,
Irradiating the exposure light from the substrate side, exposing the insulating layer,
Developing the exposed insulating layer to form an opening in the insulating layer;
Forming the light emitting element in the opening. 前記基板に隣接して前記遮光部を設けることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の製造方法。The method according to claim 1, wherein the light shielding portion is provided adjacent to the substrate. 前記絶縁層に隣接して前記遮光部を設けることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の製造方法。The method according to claim 1, wherein the light shielding portion is provided adjacent to the insulating layer. 前記発光素子を液滴吐出法により設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の電気光学装置の製造方法。The method for manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein the light emitting element is provided by a droplet discharge method. 前記発光素子に対して供給する電力を制御するスイッチング素子を前記遮光部の前記基板と反対側に設けることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の電気光学装置の製造方法。The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein a switching element for controlling electric power supplied to the light emitting element is provided on a side of the light blocking unit opposite to the substrate. 前記絶縁層はネガ型感光性材料からなり、前記絶縁層のうち前記遮光部に対応する位置に前記開口部が形成され、前記開口部に発光素子が設けられ、前記遮光部のうち前記発光素子に対向する面は前記発光素子からの発光光を反射可能な反射面であることを特徴とする請求項１記載の電気光学装置の製造方法。The insulating layer is made of a negative photosensitive material, the opening is formed in the insulating layer at a position corresponding to the light shielding unit, a light emitting element is provided in the opening, and the light emitting element of the light shielding unit is provided. 2. The method of manufacturing an electro-optical device according to claim 1, wherein a surface facing the light-emitting element is a reflection surface capable of reflecting light emitted from the light-emitting element. 基板上に発光素子が形成された電気光学装置であって、
前記基板上に開口部を有する絶縁層と、
前記開口部に設けられた発光素子とを有し、
前記基板と前記絶縁層との間であって、前記開口部に対応する以外の部分に、遮光部が設けられていることを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device having a light emitting element formed on a substrate,
An insulating layer having an opening on the substrate,
A light emitting element provided in the opening,
An electro-optical device, wherein a light-shielding portion is provided in a portion between the substrate and the insulating layer other than the portion corresponding to the opening. 前記遮光部は前記基板に隣接して設けられていることを特徴とする請求項７記載の電気光学装置。The electro-optical device according to claim 7, wherein the light-shielding portion is provided adjacent to the substrate. 前記遮光部は前記発光素子からの発光光を透過可能な材料からなることを特徴とする請求項７又は８記載の電気光学装置。9. The electro-optical device according to claim 7, wherein the light-shielding portion is made of a material capable of transmitting light emitted from the light-emitting element. 前記遮光部の前記基板と反対側に、前記発光素子に対して供給する電力を制御するスイッチング素子を設けたことを特徴とする請求項７〜９のいずれか一項記載の電気光学装置。The electro-optical device according to any one of claims 7 to 9, wherein a switching element for controlling electric power supplied to the light emitting element is provided on a side of the light shielding unit opposite to the substrate. 基板上に設けられ開口部を有する材料層と、前記開口部に設けられた発光素子とを備えた電気光学装置において、
前記基板と前記材料層との間において前記開口部に対応する部分に前記基板外部からの特定波長領域を有する光を遮光する遮光部が設けられ、前記遮光部のうち前記発光素子に対向する面は前記発光素子からの発光光を反射可能な反射面であることを特徴とする電気光学装置。An electro-optical device including a material layer having an opening provided on a substrate and a light-emitting element provided in the opening,
A light-shielding portion that shields light having a specific wavelength region from outside the substrate is provided at a portion corresponding to the opening between the substrate and the material layer, and a surface of the light-shielding portion facing the light-emitting element. An electro-optical device is a reflecting surface capable of reflecting light emitted from the light emitting element. 請求項７〜請求項１１のいずれか一項記載の電気光学装置が搭載されたことを特徴とする電子機器。An electronic apparatus comprising the electro-optical device according to any one of claims 7 to 11.
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