JP2005100894A - 電気光学装置の製造方法、電気光学装置の製造方法で製造された電気光学装置、電気光学装置を搭載した電子機器、および液滴吐出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】インクジェット法により高分子系材料で膜形成する場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することが可能な電気光学装置の製造方法、電気光学装置の製造方法で製造された電気光学装置、電気光学装置を搭載した電子機器、および液滴吐出装置を提供することを目的とする。
【解決手段】インクジェット法により、基板上に高分子系材料の膜を形成する膜形成工程を有する電気光学装置の製造方法において、基板１００上に、高分子系材料の原料であるモノマー１５ａと、その重合開始剤１５ｂとを印字し、当該基板１００上で重合反応を行わせて高分子系材料の膜を形成する。
【選択図】 図４−３

Description

本発明は、電気光学装置の製造方法、電気光学装置の製造方法で製造された電気光学装置、電気光学装置を搭載した電子機器、および液滴吐出装置に関し、詳細には、インクジェット法により、基板上に高分子系材料の膜を形成する膜形成工程を有する電気光学装置の製造方法、電気光学装置の製造方法で製造された電気光学装置、電気光学装置を搭載した電子機器、および液滴吐出装置に関する。

近年液晶ディスプレイに替わる自発発光型ディスプレイとして有機物を用いた発光素子の開発が加速している。発光層に有機物を用いた発光素子を備えた有機エレクトロルミネッセンス装置としては、非特許文献１で示されているように低分子を蒸着法で成膜する方法と、非特許文献２で示されているように高分子を塗布する方法が主に報告されている。

カラー化の手段としては低分子系材料の場合、マスク越しに異なる発光材料を所望の画素上に蒸着し形成する方法が行われている。一方、高分子系材料については、微細かつ容易にパターニングができることからインクジェット法を用いたカラー化が注目されている。インクジェット法による有機エレクトロルミネッセンス素子の形成としては以下の公知例が知られている（特許文献１〜特許文献６）。

また、素子構造という観点からは、発光効率、耐久性を向上させるために、正孔注入／輸送層を陽極と発光層の間に形成することが多い（非特許文献１参照）。従来、バッファ層や正孔注入／輸送層としては導電性高分子、例えばポリチオフェン誘導体やポリアニリン誘導体（非特許文献２参照）を用い、スピンコート等の塗布法により膜を形成する。低分子系材料においては正孔注入／輸送層として、フェニルアミン誘導体を蒸着で形成することが報告されている。上記のインクジェット法は、高分子系材料を無駄にせず、簡便にかつ微細パターニング成膜する手段として有効である。

特開平７−２３５３７８号公報 特開平１０−１２３７７号公報 特開平１０−１５３９６７号公報 特開平１１−４０３５８号公報 特開平１１−５４２７０号公報 特開平１１−３３９９５７号公報 Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．５１、２１ Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １９８７の９１３ページ Ｎａｔｕｒｅ，３５７，４７７、１９９２

インクジェット法で高分子材料を製膜する場合に、一般に高分子材料を溶媒で分散させて印字を行っている。しかしながら、使用する高分子材料の中には高粘度のものがあり、
吐出安定性を確保するのが難しいものもある。また、高粘度の高分子材料を溶媒で希釈して、粘度を低下させて使用する方法も考えられるが、その場合、高分子材料の濃度が薄くなってしまうため、インクジェット法で高分子材料を製膜する場合に製造効率が低下してしまう。また、この場合、使用する溶媒の消費量が増大するという問題もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、インクジェット法により高分子系材料で膜形成する場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することが可能な電気光学装置の製造方法、電気光学装置の製造方法で製造された電気光学装置、電気光学装置を搭載した電子機器、および液滴吐出装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、インクジェット法により、基板上に高分子系材料の膜を形成する膜形成工程を有する電気光学装置の製造方法において、前記基板上に、前記高分子系材料の原料であるモノマーと、その重合開始剤もしくは重合触媒とを印字し、当該基板上で重合反応を行わせて前記高分子系材料の膜を形成することを特徴とする。

これにより、低粘度であるモノマーと、重合開始剤とを別々に印字して高分子系材料の膜を形成することができ、インクジェット法を使用した場合のその吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することができる。この結果、インクジェット法により高分子系材料で膜形成する場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することが可能な電気光学装置の製造方法を提供できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記基板上に、前記重合開始剤を印字した後、当該印字された重合開始剤上に前記モノマーを印字することが望ましい。これにより、モノマーが乾燥するのを防止できる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電気光学装置は、有機エレクトロルミネッセンス装置であり、前記膜形成工程は、正孔注入／輸送層を形成する工程であることが望ましい。これにより、有機エレクトロルミネッセンス装置の正孔注入／輸送層を形成する場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記電気光学装置は、有機ＴＦＴ表示装置であり、膜形成工程は、有機ＴＦＴ電極を形成する工程であることが望ましい。これにより、
有機ＴＦＴ表示装置の有機ＴＦＴ電極を形成する場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、電気光学装置は、本発明の電気光学装置の製造方法を使用して製造されることが望ましい。これにより、高精度かつ製造コストの安い電気光学装置を提供することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、電子機器は、本発明の電気光学装置を搭載することが望ましい。これにより、高精度かつ製造コストの安い電気光学装置を搭載した電子機器を提供することが可能となる。

また、本発明の好ましい態様によれば、液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させて基板上に膜形成を行う液滴吐出装置において、基板上に、高分子系材料の原料であるモノマーと、その重合開始剤もしくは重合触媒とを印字し、当該基板上で重合反応を行わせて前記高分子系材料の膜を形成することが望ましい。これにより、液滴吐出装置で高分子系材料の膜形成を行う場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下の実施例においては、有機エレクトロルミネッセンス装置および有機ＴＦＴ表示装置を例示して説明するが、本発明にかかる電気光学装置はこれに限定されるものではない。

［インクジェット装置の構成］
図１は、本発明に係る液滴吐出装置であるインクジェット装置１０の全体構成を示す概略斜視図である。インクジェット装置１０は、図１に示すように、基板１００の表面に例えば、有機ＥＬ材料等の塗布液（インク組成物）１１を吐出する液滴吐出ヘッド１２を有する液滴吐出手段１３と、液滴吐出ヘッド１２と基板１００との位置を相対的に移動させる移動手段１４と、液滴吐出手段１３および移動手段１４を制御する制御手段１５とを具備してなるものである。

移動手段１４は、基板ステージ１６上に載置された基板１００の上方に、液滴吐出ヘッド１２を下方側に向けて支持すると共に移動自在のステージ１８によりＸ軸方向に移動自在のヘッド支持部１７と、上方の液滴吐出ヘッド１２に対して基板ステージ１６と共に基板をＹ軸方向に移動させるステージ駆動部１９とから構成されている。

ヘッド支持部１７は、液滴吐出ヘッド１２を基板１００に対してその鉛直軸方向（Ｚ軸）に任意の移動速度で移動可能且つ位置決め可能な例えばリニアモータ等の機構と、鉛直軸を中心に液滴吐出ヘッド１２を回転させることによって下方の基板１００に対して任意な角度に設定可能なステッピングモータ等の機構とを備えたものである。

ステージ駆動部１９は、鉛直軸を中心に基板ステージ１６を回転させて上方の液滴吐出ヘッド１２に対して任意な角度に設定可能なθ軸ステージ２０と、基板ステージ１６とを液滴吐出ヘッド１２に対して水平方向（Ｙ方向）に移動させ且つ位置決めするステージ２１とを備えている。なお、θ軸ステージ２０は、ステッピングモータ等から構成され、ステージ２１はリニアモータ等から構成されている。

吐出手段１３は、液滴吐出ヘッド１２とこれにチューブ２２を介して接続されたタンク２３とを備えている。タンク２３は塗布液１１を貯留し、チューブ２２を介してこの塗布液１１を液滴吐出ヘッド１２に供給するものとなっている。塗布液１１としては、有機ＥＬ材料を用いることができる。このような構成によって液滴吐出手段１３は、タンク２３に貯留された塗布液１１を液滴吐出ヘッド１２から吐出し、これを基板１００上に塗布するようにしている。液滴吐出ヘッド１２は、例えばピエゾ素子によって液室を圧縮し、その圧力で液滴（液状材料）を吐出させるものであり、一列又は複数列に配列された複数のノズル(ノズル孔)を有している。

図２は、液滴吐出ヘッド１２の分解斜視図、図３は、液滴吐出ヘッド１２の断面図である。図２および図３に示すように、液滴吐出ヘッド１２は、例えばステンレス製のノズルプレート３１と振動版３２とを備え、仕切り部材（リザーバプレート）３３を介して両者を接合したものである。ノズルプレート３３と振動板３２との間には、仕切り部材によって複数の空間３４と液溜まり３５とが形成されている。各空間３４と液溜まり３５の内部は塗布液１２(図示せず)で満たされており、各空間３４と液溜まり３５とは供給口３６を介して連通したものとなっている。また、ノズルプレート３１には、各空間３４から液状材料１１を噴射するための微小孔のノズル３７が形成されている。一方、振動板３２には、液溜まり３５に塗布液１１を供給するための孔３７ａが形成されている。

振動板３２の空間に対向する面と反対側の面上には、図２および図３に示すように、圧電素子（ピエゾ素子）３８が接合されている。この圧電素子３８は、図３に示すように一対の電極３９，３９の間に位置し、通電するとこれが外側に突出するように撓曲するようになっている。そして、このような構成のもとに圧電素子３８が接合されている振動板３２は、圧電素子３８と一体になって同時に外側へ撓曲するようになっており、これによって空間３４の内部容積が増大するようになっている。したがって、空間３４内に増大した容積分に相当する液状材料が液溜まり３５から供給口３６を介して流入する。また、このような状態から圧電素子３８への通電を解除すると、圧電素子３８と振動板１３とは共に元の形状に戻る。したがって、空間３４も元の容積に戻ることから、空間内部の塗布液１１の圧力が上昇し、ノズル３７から基板１００に向けて塗布液１１の噴霧状液滴が吐出される。

なお、液滴吐出ヘッド１２の方式としては、上述したような圧電素子を用いたピエゾジェットタイプ以外の方式でもよく、超音波モータ，リニアモータ等により、振動を付与し、またはタンク内に圧力を印加することにより、上記微小穴から塗布液１１である液晶を射出させるようにしてもよい。

上記制御手段１５は、装置全体の制御を行うマイクロプロセッサ等のＣＰＵや、各種信号の入出力機能を有するコンピュータ等によって構成されたものであり、図１に示したように、液滴吐出手段１３および移動手段１４にそれぞれ電気的に接続されたことにより、液滴吐出手段１３による吐出動作、および移動手段１４による移動動作の少なくとも一方、本実施の形態では両方を制御するものとなっている。そして、このような構成により、液状吐出液の吐出条件を調整し、形成する薄膜の塗布量を制御するようにしている。

すなわち、制御手段１５は、上記塗布量を制御する機能として、基板に対する液状吐出液の吐出間隔を調整する制御機能と、１ドットあたりの塗布液１１の吐出量を調整する制御機能と、ノズルの配列方向と移動機構による移動方向との角度（θ）を調整する制御手段と、基板上を複数の領域に分けて各領域に吐出条件を設置する制御機能とを備えている。

さらに、制御手段１５は、上記吐出間隔を調整する制御機構として、基板１００と液滴吐出ヘッド１２との相対的な移動の速度を調整して吐出間隔を調整する制御機能と、移動手段における吐出の時間間隔を調整して吐出間隔を調整する制御機能と、複数のノズルのうち同時に塗布液を吐出させるノズルを任意に設定して吐出間隔を調整する機能とを備えている。上記構成に代えて、液滴吐出ヘッド１２にＸ軸、Ｙ軸に移動する手段を持たせてもよいし、ステージ１６，２０又は２１にＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸に移動する手段を持たせてもよい。

［有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法］
次に、本実施例の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法を図４を参照して説明する。本実施例の有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法は、（１）隔壁形成工程と、（２）プラズマ処理工程と、（３）正孔注入／輸送層形成工程と、（４）表面改質工程と、（５）発光層形成工程と、（６）陰極形成工程と、（７）封止工程とから構成される。

（１）隔壁生成工程
図４−１に示すように、隔壁形成工程では、必要に応じてＴＦＴ等（図示せず）が予め設けられている基板１００に形成されたＩＴＯ等からなる透明電極１１上に、無機物バンク層１２ａと有機物バンク層１２ｂを順次積層することにより、各画素領域を隔てるバンク層（隔壁）１２を形成する。

無機物バンク層１０２ａは、例えばＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等によって基板１００および透明電極１１の全面にＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂、ＳｉＮ等の無機物膜を形成し、次にこの無機物膜をエッチング等によりパターニングして、透明電極１０１上の画素領域に開口部１０３ａを設けることにより形成する。ただし、このとき、無機物バンク層１０２ａを透明電極１０１の周縁部まで残しておくものとする。また、無機物バンク層１０２ａの膜厚は５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍがよい。

次に、基板１００、透明電極１０１、無機物バンク層１０２ａの全面に、有機物バンク層１０２ｂを形成する。また、有機物バンク層１０２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を溶媒に溶かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して形成する。そして、有機物バンク層１０２ｂをフォトリソグラフィ技術等によりエッチングして開口部１０３ｂを設ける。この有機物バンク層１０２ｂの開口部１０３ｂは、図１に示すように、無機物バンク層１０２ａの開口部１０３ａよりやや広く形成することが好ましい。これにより、透明電極１０１上に、無機物バンク層１０２ａおよび有機物バンク層１０２ｂを貫通する開口部１０３が形成される。なお、開口部１０３の平面形状は、円形、楕円、四角、ストライプいずれの形状でも構わないが、インク組成物には表面張力があるため、四角形等の場合には、角部に丸みを持たせる方が好ましい。

（２）プラズマ処理工程
次にプラズマ処理工程では、バンク部１０２の表面に、親インク性を示す領域と、撥インク性を示す領域を形成する。このプラズマ処理工程は、予備加熱工程と、全面を親インク性にする親インク化工程と、有機物バンク層１０２ｂを撥インク性にする撥インク化工程と、冷却工程とに大別される。

予備加熱工程では、バンク部１０２を含む基板１００を所定の温度まで加熱する。加熱は、例えばプラズマ処理室内にて基板１００を載せるステージにヒータを取り付け、このヒータで当該ステージごと基板１００を、例えば７０〜８０℃に加熱することにより行う。予備加熱を行うことにより、多数の基板にプラズマ処理を連続的に行った場合でも、処理開始直後と処理終了直前でのプラズマ処理条件をほぼ一定にすることができる。これにより、基板１００間のバンク部１０２のインク組成物に対する親和性を均一化することができ、一定の品質を有する表示装置を製造することができる。また、基板１００を予め予備加熱しておくことで、後のプラズマ処理における処理時間を短縮することができる。

親インク化工程では、大気雰囲気中で酸素を反応ガスとするプラズマ処理（Ｏ₂プラズマ処理）を行う。具体的には、バンク部１０２を含む基板１００は加熱ヒータ内蔵の試料ステージ上に載置され、これにプラズマ状態の酸素が照射される。Ｏ₂プラズマ処理の条件は、例えば、プラズマパワー１００〜８００ｋＷ、酸素ガス流量５０〜１００ｃｃ／ｍｉｎ、基板搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度７０〜９０℃の条件で行われる。このＯ₂プラズマ処理により、透明電極１０１および無機物バンク層１０２ａの露出面、並びに有機物バンク層１０２ｂの全面に水酸基が導入されて親インク性が付与される。

つぎに、撥インク化工程では、大気雰囲気中でテトラフルオロメタン（四フッ化炭素）を反応ガスとするプラズマ処理（ＣＦ₄プラズマ処理）を行う。具体的には、バンク部１２を含む基板１００は加熱ヒータ内蔵の試料ステージ上に載置され、これにプラズマ状態のテトラフルオロメタン（四フッ化炭素）が照射される。ＣＦ₄プラズマ処理の条件は、例えば、プラズマパワー１００〜８００ｋＷ、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）ガス流量５０〜１００ＳＣＣＭ、基板搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度７０〜９０℃の条件で行われる。なお、試料ステージによる加熱は、上記プラズマ処理室の場合と同様に、主として予備加熱された基板１００の保温のために行われる。なお、処理ガスは、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることができる。ＣＦ₄プラズマ処理により、先の工程で親インク性が付与された有機物バンク層にフッ素基が導入されて撥インク性が付与される。有機物バンク層１０２ｂを構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物は、プラズマ状態のフルオロカーボンを照射することで容易に水酸基がフッ素基で置換され、撥インク化させることができるものである。一方、透明電極１０１および無機物バンク層１０２ａの露出面もこのＣＦ₄プラズマ処理の影響を多少受けるが、親和性に影響を与えることはない。

次に冷却工程として、プラズマ処理のために加熱された基板１００を室温まで冷却する。具体的には、例えば、プラズマ処理後の基板１００を、水冷プレート上に載置して冷却する。プラズマ処理後の基板１００を室温、または所定の温度（例えばインクジェット工程を行う管理温度）まで冷却することにより、次の正孔注入／輸送層形成工程を一定の温度で行うことができる。これにより、インクジェット法で正孔注入／輸送層材料を含むインク組成物を吐出させる際に、インク滴を一定の容積で連続して吐出させることができ、正孔注入／輸送層を均一に形成することができる。

上記のプラズマ処理工程では、材質が異なる有機物バンク層１０２ｂおよび無機物バンク層１０２ａに対して、Ｏ₂プラズマ処理とＣＦ₄プラズマ処理とを順次行うことにより、バンク部１０２に親インク性の領域と撥インク性の領域を容易に設けることができる。

（３）正孔注入／輸送層形成工程
次に、正孔注入／輸送層形成工程では、正孔注入／輸送層材料として高分子系材料を使用し、その原料であるモノマーと、その重合触媒（重合開始剤）とを基板１００上に印字し、当該基板１００上で重合反応を行わせて、正孔注入／輸送層を形成する。正孔注入／輸送層材料としては、ＰＥＤＴ（poly（3,4-ethylendioxy-thiophene［化１］）を使用し、そのモノマーとしてＥＤＴ（3,4-ethylendioxy-thiophene［化２］）を使用する。ＥＤＴに対して、重合触媒は６〜２０ｗｔ％であることが好ましい。ＥＤＴは低粘度であるので、液滴吐出ヘッド１２での印字が容易であり、また、溶媒で希釈しなくても良いため、溶媒使用量を低減することができる。

具体的には、まず、図４−２に示すように、インクジェット装置１の液滴吐出ヘッド１２に、正孔注入／輸送層材料ＰＥＤＴのモノマーＥＤＴを重合させるめの重合触媒（ｐ−トルエンスルホン酸鉄塩）のＮブタール溶液１０５ａを充填し、液滴吐出ヘッド１２のノズル３７を開口部１０３に対向させ、液滴吐出ヘッド１２と基板１００とを相対移動させながら、液滴吐出ヘッド１２から１滴当たりの液量が制御された重合触媒の溶液をインク組成物１０５ａとして透明電極１０１上に吐出する。

つぎに、図４−３に示すように、インクジェット装置１０の液滴吐出ヘッド１２に、正孔注入／輸送層材料の原料ＥＤＴを充填し、液滴吐出ヘッド１２のノズル３７を開口部１０３に対向させ、液滴吐出ヘッド１２と基板１００とを相対移動させながら、液滴吐出ヘッド１２から１滴当たりの液量が制御されたＥＤＴをインク組成物１０５ｂとして、透明電極１０１上に吐出されたインク組成物（重合触媒の溶液）１０５ａの上に重ねて吐出する。これにより、ＥＤＴは、常温・常圧で酸化重合が進行し、一定時間放置すると、ＰＥＤＴ膜１５が形成される。

ここで用いる正孔注入／輸送層材料のモノマーとしては、ＥＤＴのようなチオフェン誘導体以外に、ピロール誘導体、アニリン誘導体等の酸化重合するモノマーを使用することができる。ここで目的としているポリマーは誘導性高分子である。また、重合触媒としては、ｐ−トルエンスルホン酸鉄の他に、ｐ−トルエンスルホン酸金属塩、ｐ−トルエンスルホン酸、ポリ（４−スチレンスルホン酸）、ポリ（４−スチレンスルホン酸金属塩）、塩化鉄ＦｅＣｌ₃、Ｆｅ（Ｃｌ₄）₃：有機酸および有機基を含む無機酸の第二鉄塩、さらに、Ｈ₂Ｏ₂、Ｋ₂Ｃｒ₂Ｏ₇、アルカリ金属塩酸塩、過硫酸アンモニウム、アルカリ金属過ホウ酸塩、過マンガン酸カリウム等を使用することができる。また、これらの溶媒としては、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ヘキサメチルホスソルアミド（ＨＭＰＡ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）およびその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類、水等を挙げることができる。

尚、インク組成物１０５ａ、１０５ｂの粘度は２〜２０Ｐｓ程度が好ましく、特に７〜１０ｃＰｓ程度がより好ましい。かかる粘度とすることにより、液滴吐出ヘッド１２のノズル３７に詰まりが生じることがなく安定吐出できる。また、インク組成物１０５ａ（ＥＤＴ）、１０５ｂ（重合触媒）を複数回印字することにしても良い。この場合、各回におけるインク組成物１０５ａ、１０５ｂの量は同一でも良く、各回毎にインク量を変えても良い。また、モノマーを溶媒で希釈させて印字することにしても良い。重合触媒とＥＤＴ（モノマー）の印字順序を逆にして、ＥＤＴ（モノマー）を透明電極１０１上に印字した後に、重合触媒の溶液を印字することにしても良い。重合触媒を印字した後に、モノマーを印字する場合には、重合触媒が再溶解する溶媒でモノマーを希釈するのが好ましい。また、ＰＥＤＴを成膜後、触媒や未反応のモノマーを除去するために、水や触媒の溶媒等で洗浄（リンス）しても良い。また、正孔注入／輸送層１０６の材料は、Ｒ・Ｇ・Ｂの各発光層に対して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良い。インク組成物１０５ａ、１０５ｂの吐出量は、開口部１０３の大きさ、形成しようとする正孔注入／輸送層の厚さ、インク組成物中１０５ａ、１０５ｂの正孔注入／輸送層材料の濃度等により決定される。

次に、図４−５に示すように、重合後のＰＥＤＴ膜１０５を乾燥処理してＰＥＤＴ膜１５に含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、正孔注入／輸送層１０６を形成する。この乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度にして行う。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、正孔注入／輸送層１０６内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。

上記の正孔注入／輸送層形成工程では、吐出されたインク組成物１０５ａ、１０５ｂが、親インク性の透明電極１０１および無機物バンク層１０２ａの露出面部になじむ一方で、撥インク処理された有機物バンク層１０２ｂにはほとんど付着しないので、インク組成物１０５ａ、１０５ｂが有機物バンク層１０２ｂの上に誤って吐出された場合でも、インク組成物１０５ａ、１０５ｂがはじかれて透明電極１０１および無機物バンク層１０２ａの露出面部に転がり込む。これにより、透明電極１０１上に正孔注入／輸送層１０６を確実に形成することができる。

（４）表面改質工程
次に、発光層形成工程に先立ち表面改質工程を行う。すなわち、発光層形成工程では、正孔注入／輸送層１０６の再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いるインク組成物の溶媒として、正孔注入／輸送層１０６に対して不溶な非極性溶媒を用いる。しかしその一方で正孔注入／輸送層１０６は、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む発光層のインク組成物を正孔注入／輸送層１０６上に吐出しても、正孔注入／輸送層１０６によりインク組成物がはじかれ、正孔注入／輸送層１０６と発光層とを密着させることができなくなるか、あるいは発光層を均一に塗布できないおそれがある。そこで、非極性溶媒に対する正孔注入／輸送層１６の表面の親和性を高めるために、発光層形成の前に表面改質工程を行うことが好ましい。

表面改質工程は、発光層形成の際に用いるインク組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒である表面改質用溶媒を、インクジェット法、スピンコート法またはディップ法により正孔注入／輸送層１０６上に塗布した後に乾燥することにより行う。インクジェット法による塗布は、液滴吐出ヘッド１２に表面改質用溶媒を充填し、液滴吐出ヘッド１２のノズル３７を正孔注入／輸送層１０６に対向させ、液滴吐出ヘッド１２と基板１００とを相対移動させながら、表面改質用溶媒を正孔注入／輸送層１０６上に吐出することにより行う。また、スピンコート法による塗布は、基板１００を例えば回転ステージ上に載せ、上方から表面改質用溶媒を基板１００上に滴下した後、基板１００を回転させて表面改質用溶媒を基板１００上の正孔注入／輸送層１０６の全体に広げることにより行う。なお、表面改質用溶媒は撥インク処理された有機物バンク層１０２ｂ上にも一時的に広がるが、回転による遠心力で飛ばされてしまい、正孔注入／輸送層１０６上のみに塗布される。更にディップ法による塗布は、基板１００を例えば表面改質用溶媒に浸積させた後に引き上げて、表面改質用溶媒を正孔注入／輸送層１０６の全体に広げることにより行う。この場合も表面改質用溶媒が撥インク処理された有機物バンク層１０２ｂ上に一時的に広がるが、引き上げの際に表面改質用溶媒が有機物バンク層１０２ｂからはじかれて正孔注入／輸送層１０６のみに塗布される。

ここで用いる表面改質用溶媒としては、インク組成物の非極性溶媒と同一なものとして例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を例示でき、インク組成物の非極性溶媒に類するものとして例えば、トルエン、キシレン等を例示できる。特に、インクジェット法により塗布する場合には、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、またはこれらの混合物、特にインク組成物と同じ溶媒混合物等を用いることが好ましく、スピンコート法またはディップ法による場合は、トルエン、キシレン等が好ましい。

乾燥は、インクジェット法で塗布した場合はホットプレート上に基板１００を載せて２００℃以下の温度で加熱して表面改質用溶媒を乾燥させることが好ましく、スピンコート法またはディップ法による場合は、基板１００に窒素を吹き付けるか、あるいは基板を回転させて基板１００表面に気流を発生させることで乾燥させることが好ましい。

尚、表面改質用溶媒の塗布を、正孔注入／輸送層形成工程の乾燥処理の後に行い、塗布後の表面改質用溶媒を乾燥させた後に、正孔注入／輸送層形成工程の熱処理を行っても良い。このような表面改質工程を行うことで、正孔注入／輸送層１０６の表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層材料を含むインク組成物を正孔注入／輸送層１６に均一に塗布することができる。

尚、上記の表面改質用溶媒に、正孔輸送層材料として一般に用いられるアリールアミン系化合物等を溶解してインク組成物とし、このインク組成物をインクジェット法により正孔注入／輸送層上に塗布して乾燥させることにより、正孔注入／輸送層上に極薄の正孔輸送層を形成しても良い。正孔輸送層の大部分は、後の工程で塗布する発光層に溶け込むが、一部が正孔注入／輸送層１０６と発光層の間に薄膜状に残存し、これにより正孔注入／輸送層１６と発光層との間のエネルギー障壁を下げて正孔の移動を容易にし、発光効率を向上させることができる。

（５）発光層形成工程
次に発光層形成工程では、インクジェット法により、有機エレクトロルミネッセンス材料等の溶質成分と溶媒とからなるインク組成物１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ（１０７ｃは図示を省略）を、後述する順番に従って、表面改質後の正孔注入／輸送層１０６上に吐出した後に乾燥処理および熱処理して、発光層１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃを順次形成する。

有機エレクトロルミネッセンス材料としては、フルオレン系高分子誘導体や、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、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、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、その他ベンゼン誘導体に可溶な低分子有機ＥＬ材料、高分子有機ＥＬ材料等も用いることができる。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、キナクリドン等を用いることができる。

非極性溶媒としては、正孔注入／輸送層１０６に対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。このような非極性溶媒を発光層のインク組成物に用いることにより、正孔注入／輸送層１６を再溶解させることなくインク組成物を塗布できる。なお、溶質成分としては、有機エレクトロルミネッセンス材料の他に、バインダー、界面活性剤、粘度調整剤等が適宜含まれていても差し支えない。

図４−６に示すように、液滴吐出ヘッド１２に、インク組成物１０７ａを充填し、液滴吐出ヘッド１２の吐出ノズルを正孔注入／輸送層１０６に対向させ、液滴吐出ヘッド１２と基板１００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ク滴として吐出し、インク組成物１０７ａを正孔注入／輸送層１０６上に吐出する。この場合、吐出されたインク組成物１０７ａは、正孔注入／輸送層１０６上に広がってなじむ一方で、撥インク処理された有機物バンク層１０２ｂにはほとんど付着しないので、インク組成物１０７ａが有機物バンク層１０２ｂの上に誤って吐出された場合でも、インク組成物１０７ａがはじかれて正孔注入／輸送層１０６上に転がり込む。これにより、正孔注入／輸送層１０６に密着してインク組成物１０７ａの層を形成することができる。

インク組成物１０７ａの量は、形成しようとする発光層１０８ａの厚さ、インク組成物中の発光層材料の濃度等により決定される。また、インク組成物１０７ａの滴下は１回のみならず、数回に分けて同一の正孔注入／輸送層１０６上に吐出しても良い。この場合、各回におけるインク滴の量は同一でも良く、各回毎にインク量を変えても良い。更に正孔注入／輸送層１０６の同一箇所のみならず、各回毎に正孔注入／輸送層１０６内の異なる箇所にインク滴を吐出しても良い。

次に、吐出後のインク組成物１０７ａを乾燥処理することによりインク組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させて、図４−７に示すような発光層１０８ａが形成される。乾燥条件は、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧力を１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度として５〜１０分行う条件としたり、４０℃で窒素の吹き付けを５〜１０分行う条件としたりすることができる。その他の乾燥の手段としては、遠赤外線照射法、高温窒素ガス吹付法等を例示できる。

続けて、図４−８に示すように、インク組成物１０７ａの場合と同様にして、インク組成物１０７ｂを滴下、乾燥して発光層１０８ｂを形成し、最後にインク組成物１０７ｃを滴下、乾燥して、発光層１０８ｃを形成し、図４−９に示すように、３種類の発光層１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃが形成された基板とする。

（６）陰極形成工程
次に陰極形成工程では、発光層１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃおよび有機物バンク層１０２ｂの全面に、陰極１０９を形成する。陰極１０９は、複数の材料を積層して形成しても良い。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料で形成することが好ましく、例えばＣａ、Ｂａ等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にＬｉＦを薄く形成した方がよい場合もある。また、上部側（封止側）には下部側（発光層側）の陰極層よりも仕事関数が高いものが好ましく、例えばＡｌ膜、Ａｇ膜、Ｍｇ／Ａｇ積層膜等からなることが好ましい。また、その厚さは、例えば１００〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、特に２００〜５００ｎｍ程度がよい。これらの陰極（陰極層）は、例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特に蒸着法で形成することが、発光層１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃの熱による損傷を防止できる点で好ましい。また、フッ化リチウムは、発光層１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ上のみに形成しても良く、特定の何れかの発光層上のみに形成しても良い。この場合、他の発光層には、カルシウムからなる陰極が接することとなる。また反射層上に、酸化防止のためにＳｉＯ、ＳｉＯ₂、ＳｉＮ等の保護層を設けても良い。

（７）封止工程
最後に封止工程では、陰極１０９上の全面に熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封止材を塗布し、封止層２００を形成する。さらに、封止層２００上に封止用基板（図示せず）を積層する。封止工程は、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大気中で行うと、反射層にピンホール等の欠陥が生じていた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極１０９に侵入して陰極１０９が酸化されるおそれがあるので好ましくない。このようにして、図４−１０に示すような有機エレクトロルミネッセンス装置が得られる。

本実施例によれば、基板１００に、正孔注入／輸送層１６を形成する場合に、高分子系材料（ＰＥＤＴ）の原料であるモノマー（ＥＤＴ）と、その重合開始剤もしくは重合触媒とを印字し、当該基板１００上で重合反応を行わせて高分子系材料（ＰＥＤＴ）の膜を形成することとしたので、低粘度であるモノマーと、重合開始剤とを別々に印字して高分子系材料の膜を形成することができ、インクジェット法を使用した場合のその吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することができる。この結果、インクジェット法により高分子系材料で膜形成する場合に、その吐出安定性を確保でき、かつ、使用する溶剤量を削減することが可能な電気光学装置の製造方法を提供できる。また、本実施例によれば、基板１０上に、重合開始剤もしくは重合触媒を印字した後、当該印字された重合開始剤もしくは重合触媒上にモノマー（ＥＤＴ）を印字することとしたので、モノマーが乾燥するのを防止できる。

［有機ＴＦＴ表示装置の製造方法］
次に、有機ＴＦＴ表示装置の有機ＴＥＴ電極を本発明の製造方法で形成する場合を説明する。図５は、実施例にかかる有機ＴＦＴ表示装置の断面構造を示す図である。同図において、１００は基板、２０１は基板１００上に形成されたＩＴＯ等による画素電極、２０２はソースライン、２０３は絶縁膜、２０４ａはソース電極、２０４ｂはドレイン電極、２０５はゲート電極、２０６はゲート電極２０５等のＴＦＴ部分を保護するために保護フィルム、２０７は孔、２０８は半導体層、２０９は絶縁膜、２１０は電気泳動インクが封入されたマイクロカプセルである。

ソース電極２０４ａ、ドレイン電極２０４ｂ、およびゲート電極２０５は、上述した有機エレクトロルミネッセンス装置の正孔注入／輸送層形成工程と同様な方法で形成することができる。具体的には、インクジェット装置１０の液滴吐出ヘッド１２からＰＥＤＴの原料ＥＤＴを重合させるための重合触媒（ｐ−トルエンスルホン酸鉄塩）のＮブタール溶液を吐出した後に、ＥＤＴを重ねて印字した後、一定時間放置してＥＤＴを重合させてＰＥＤＴ膜を形成して、ソース電極２０４ａ、ドレイン電極２０４ｂ、およびゲート電極２０５を形成することができる。

上記構成の有機ＴＦＴ表示装置では、ゲート電極２０５に電圧を与えることにより、半導体層２０５にチャネルが形成されてトランジスタがオン状態になる。これにより、ソース電極２０４ａとドレイン電極２０４ｂとの間が導通し、画素電極２０１と図示せぬ透明電極との間に所定電圧が印加される。この電圧印加により、孔２０７内の電気泳動インクが電気分極状態となり、所望の表示がなされる。

（電気光学装置への適用）
本発明の電気光学装置の製造方法は、上記有機ＥＬエレクトロルミネッセンス装置や有機ＴＦＴ表示装置の他、各種の電気光学装置の製造に用いることができ、例えば、液晶表示装置、有機ＴＦＴ表示装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電子放出表示装置（Field Emission DisplayおよびSurface-Conduction Electoron-Emitter Display等）、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置、エレクトロミック調光ガラス装置、電子ペーパー装置等に広く適用することができる。

（電子機器への適用）
次に、本発明に係る電気光学装置を適用可能な電子機器の具体例について図６を参照して説明する。図６−１は、本発明に係る電気光学装置を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）３００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ３００は、キーボード３０１を備えた本体部３０２と、本発明に係る電気光学装置を適用した表示部３０３とを備えている。図６−２は、本発明に係る電気光学装置を携帯電話機４００の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４００は、複数の操作ボタン４０１のほか、受話口４０２、送話口４０３とともに、本発明に係る電気光学装置を適用した表示部４０４を備えている。

本発明に係る電気光学装置は、上述した携帯電話機やノートパソコン以外にも、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、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、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く適用することができる。

本発明に係る電気光学装置の製造方法は、電気光学装置に搭載されるプラスチックフィルム基板に製膜する場合に広く利用可能である。また、本発明に係る電気光学装置は、有機ＥＬエレクトロルミネッセンス、液晶表示装置、有機ＴＦＴ表示装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電子放出表示装置（Field Emission DisplayおよびSurface-Conduction Electoron-Emitter Display等）、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置、エレクトロミック調光ガラス装置、および電子ペーパー装置の電気光学装置に広く利用可能である。また、本発明に係る電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、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、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。

実施例に係る液滴吐出装置の全体構成を示す概略斜視図。 実施例に係る液滴吐出ヘッド分解斜視図。 実施例に係る液滴吐出ヘッドの断面図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例に係るＥＬ基板の製造工程を説明するための説明図。 実施例にかかる有機ＴＦＴ表示装置の断面構造を示す図。 実施例に係る電気光学装置を備えたパソコンの斜視図。 実施例に係る電気光学装置を備えた携帯電話機の斜視図。

符号の説明

１０ インクジェット装置、１１ 塗布液、１２ 液滴吐出ヘッド、１３ 液滴吐出手段、１４ 移動手段、１５ 制御手段、１６ 基板ステージ、１７ ヘッド支持部 １８ ステージ、１９ ステージ駆動部、２０ θ軸ステージ、２１ ステージ、２２ チューブ、２３ タンク、３１ ノズルプレート、３２ 振動版、３３ 仕切り部材（リザーバプレート）、３４ 空間、３５ 液溜まり、３６ 供給口、３７ ノズル、３７ａ ノズル孔、３８ 圧電素子（ピエゾ素子）、３９ 電極、１００ 基板、１０１ 透明電極、１０２ バンク部（隔壁）、１０２ａ 無機物バンク層、１０２ｂ 有機物バンク層、１０３，１０３ａ、１０３ｂ 開口部、１０５ａ、１０５ｂ インク組成物、１０５ ＰＥＤＴ膜、１０６ 正孔注入／輸送層、１０７ａ、１０７ｂ、１０７ｃ インク組成物、１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ 発光層、１０９ 陰極、２００ 封止層、２０１ 画素電極、２０２ ソースライン、２０３ 絶縁膜、２０４ａ ソース電極、２０４ｂ ドレイン電極、２０５ ゲート電極、２０６ 保護フィルム、２０７ 孔、２０８ 半導体層、２０９ 絶縁膜、２１０ マイクロカプセル、３００ パーソナルコンピュータ、３０１ キーボード、３０２ 本体部、３０３ 表示部、４００ 携帯電話機、４０１ 操作ボタン、４０２ 受話口、４０３ 送話口、４０４ 表示部

Claims (7)

1. インクジェット法により、基板上に高分子系材料の膜を形成する膜形成工程を有する電気光学装置の製造方法において、
   前記基板上に、前記高分子系材料の原料であるモノマーと、その重合開始剤もしくは重合触媒とを印字し、当該基板上で重合反応を行わせて前記高分子系材料の膜を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
2. 前記基板上に、前記重合開始剤もしくは重合触媒を印字した後、当該印字された重合開始剤上に前記モノマーを印字することを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置の製造方法。
3. 前記電気光学装置は、有機エレクトロルミネッセンス装置であり、
   前記膜形成工程は、正孔注入／輸送層を形成する工程であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学装置の製造方法。
4. 前記電気光学装置は、有機ＴＦＴ表示装置であり、
   前記膜形成工程は、有機ＴＦＴ電極を形成する工程であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電気光学装置の製造方法。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか１つに記載の電気光学装置の製造方法を使用して製造されたことを特徴とする電気光学装置。
6. 請求項５に記載の電気光学装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
7. 液滴吐出ヘッドから液滴を吐出させて基板上に膜形成を行う液滴吐出装置において、
   基板上に、高分子系材料の原料であるモノマーと、その重合開始剤もしくは重合触媒とを印字し、当該基板上で重合反応を行わせて前記高分子系材料の膜を形成することを特徴とする液滴吐出装置。
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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