JP2005142118A - 基板装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気光学装置等において、導電膜上の所定部分を除いて、有機ＥＬ膜等の機能膜を効率的に成膜させる。
【解決手段】 導電膜の表面における電気的接続がなされる接続用部分を有する基板装置の製造方法であって、基板上に導電膜を形成する工程と、接続用部分のうち少なくとも一部分を覆う撥液膜を成膜する工程と、導電膜上における撥液膜が成膜されていない領域に、直接又は層間膜を介して原料液体より機能膜を成膜する工程と、撥液膜を除去する工程とを含む。
【選択図】 図４

Description

本発明は、例えば有機ＥＬ（Electro-Luminescence）装置等の電気光学装置、半導体装置一般、ＥＬプリンタヘッドなどに用いられる基板装置の製造方法の技術分野に関する。

この種の基板装置の製造方法によれば、基板上に電極や配線、或いは端子として形成された導電膜上に、スピンコート法等により原料液体から、例えば有機ＥＬ膜等の機能膜が成膜される（例えば特許文献１参照）。その後、機能膜に対してパターニングが施されて、例えば端子として形成された導電膜の表面を覆う機能膜の一部分が除去される。該パターニングは、フォトリソグラフィ法によって行われるか、或いは溶剤を塗布した綿棒により前記表面部分を覆う機能膜の一部分を拭き取る等の手作業により行われる。

特開２００２−１２４３７６号公報

しかしながら、フォトリソグラフィ法は多数の工程を含む手法であり、また綿棒を用いる手作業は手間が煩雑となることにより、上述したパターニングの手法はいずれも効率的であるとはいえない。また、特にフォトリソグラフィ法を採用する場合には、例えば端子として形成された導電膜の大きさがある程度大きい場合に限られる他、機能膜へのウエット処理やプラズマ暴露などにより機能膜特性を劣化させる恐れがある。更には、フォトリソグラフィ法を行うための装置台数や工場ユーティリティ、加えて該工場の敷地面積も大きくなるというような問題を招くこととなる。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、導電膜上の所定部分を除いて、例えば有機ＥＬ膜等の機能膜を効率的に成膜させることが可能な基板装置の製造方法を提供することを課題とする。

本発明の基板装置の製造方法は上記課題を解決するために、導電膜の表面における電気的接続がなされる接続用部分を有する基板装置の製造方法であって、基板上に前記導電膜を形成する工程と、前記接続用部分のうち少なくとも一部分を覆う撥液膜を成膜する工程と、前記導電膜上における前記撥液膜が成膜されていない領域に、直接又は層間膜を介して原料液体より機能膜を成膜する工程と、前記撥液膜を除去する工程とを含むことを特徴とする。

本発明の基板装置の製造方法では、先ず、基板上に、例えば導電性の材料を用いてスパッタにより導電膜を形成する。これにより、基板上には、平面的に見て、一つの或いは分断された複数の導電膜が形成される。そして、該導電膜にフォトリソグラフィ法によりパターニングを施して、該導電膜より端子や配線、或いは電極を形成する。

ここに、導電膜上に、例えば該導電膜と、該導電膜より上層に形成される機能膜等の膜とを層間絶縁するための層間絶縁膜として、層間膜を形成するのが好ましい。この場合、層間膜をパターニングして、層間膜を貫通する開口部、より具体的には層間膜表面から導電膜の表面における接続用部分に至る開口部を形成する。

そして、導電膜、或いは該導電膜に加えて層間膜を形成した後、撥液膜を、例えば端子として形成された導電膜の表面や、導電膜の表面のうち、機能膜より上層に成膜される別の導電膜等との電気的接続がなされる部分を覆うように成膜する。撥液膜の形成領域は、前述した表面部分に対応する局所的な領域としてもよいし、該表面部分の他更に機能膜の形成が不要な部分を含む領域としてもよい。撥液膜は、機能膜の原料液体に対して撥液性を有する、例えばフッ素樹脂重合膜として形成されるのが好ましい。

機能膜は、例えばそれ自体が発光することにより電気光学装置の動作に寄与することが可能な発光材料や、半導体装置等の動作時に電気的導通に寄与することが可能な導電材料を用いて構成される。また、機能膜を多層に形成してもよい。このような機能膜は、例えば発光層や正孔注入層等を含む多層膜からなる有機ＥＬ膜として構成される。

撥液膜の成膜後、前述したような材料を含む液体、即ち原料液体を用いてスピンコート法やスリットコータ、或いはスプレーなどで原料液体を噴射させる、例えばインクジェット法によって、機能膜を導電膜上に成膜する。

ここでは特に、撥液膜が成膜されると、該撥液膜によって「撥液領域」と「親液領域」が規定される。ここに「撥液領域」とは撥液膜が形成されている領域であって、機能膜の原料液体に対して撥液性を有する領域である。即ち、撥液膜の表面は原料液体をはじくため、撥液領域には機能膜が成膜されない。

これに対して、「親液領域」は、撥液領域を除いた全域であり、機能膜の原料液体に対して親液性を有する領域であって、撥液膜が形成されていない導電膜の表面や導電膜上に形成されていると共に撥液膜が形成されていない層間膜の表面である。即ち、このような親液領域における成膜処理の被処理面にのみ原料液体が付着して、機能膜が成膜される。尚、機能膜が多層膜として形成される場合は、各層の原料液体を用いて前述した手法を行って順次成膜させる。

その後、撥液膜を次のような方法により除去する。撥液膜に対して、熱処理を施すか或いは紫外線やレーザー光を照射して、撥液膜を分解除去する。若しくは、真空装置を用いて撥液膜を物理的に除去してもよい。このように撥液膜を除去することにより、例えば端子として形成される導電膜の表面において電気的接続を行うことが可能となる。

よって、本発明の基板装置の製造方法によれば、機能膜は、親液領域にのみ成膜されるため、パターニング済みの状態で形成される。従って、例えばフォトリソグラフィ法により機能膜に対してパターニングを行う必要がないため、該パターニングに要する工程数分だけ、当該基板装置の製造に要する工程数を少なくすることが可能となる。更に、例えば有機ＥＬ膜として形成される機能膜に対するパターニングにより、該機能膜を劣化させる事態を防ぐことができる。加えて、フォトリソグラフィ法によりパターニングを行う場合と比較して、より微細なパターンとして形成された導電膜の前記表面部分上の領域を除いた領域に機能膜を成膜させることが可能である。

よって、基板装置の製造に要するコストやエネルギーを削減することが可能となるほか、製造時間の短縮を実現することができる。その結果、本発明の基板装置の製造方法によれば、基板装置を効率的に製造することが可能となる。

本発明の基板装置の一態様では、前記導電膜を形成する工程の後であり且つ前記撥液膜を成膜する工程の前に、前記導電膜上における前記接続用部分と異なる所定領域に前記層間膜を形成する工程を更に含み、前記機能膜を成膜する工程は、前記層間膜と前記導電膜の前記層間膜が形成されていない領域とのうち少なくとも一方上に、前記機能膜を形成する。

この態様によれば、層間膜を例えば層間絶縁膜として形成する。そして、層間絶縁膜をパターニングして、層間絶縁膜表面から導電膜の表面における接続用部分に至る開口部を形成する。

例えば、該開口部のうち少なくとも一つに対して、機能膜は、その開口内から層間絶縁膜の表面に連続して形成される。この場合、層間絶縁膜によって、機能膜における、導電膜との電気的接続がなされる部分が規定されると共に、それ以外の部分では該導電膜に対して層間絶縁されることとなる。

本発明の基板装置の製造方法の他の態様では、前記撥液膜を成膜する工程は、前記撥液膜をインクジェット法により成膜する。

この態様によれば、導電膜における前記表面部分に対して局所的に撥液膜を形成させることが可能となる。更に、撥液膜を簡易な装置により形成することが可能となる。よって、撥液膜の成膜を効率的に且つ容易に行うことができる。

本発明の基板装置の製造方法の他の態様では、前記機能膜を成膜する工程は、前記機能膜をスピンコート法により成膜する。

この態様によれば、インクジェット法やスピンコータ等により成膜された機能膜と比較して、平坦性や均一性に優れた機能膜を成膜させることが可能となる。

本発明の基板装置の製造方法の他の態様では、前記撥液膜を除去する工程は、前記撥液膜に紫外線を照射することで前記撥液膜を除去する。

この態様によれば、機能膜や基板を劣化させる事態を防ぐことができる。但し、熱処理や物理的手法に対する耐性に相対的に優れている機能膜や基板を採用する場合には、熱処理や物理的手法により撥液膜を除去してもよい。

また、機能膜の除去における紫外線照射は、例えば露光装置において行われる露光と比較して、照射位置を厳密に調整する必要が無いため、簡易な装置によって行うことが可能である。よって、撥液膜の除去を効率的に且つ容易に行うことができる。

本発明の基板装置の製造方法の他の態様では、前記機能膜を成膜する工程は、前記機能膜として前記有機ＥＬ膜を成膜する。

この態様では、有機ＥＬ膜は発光層よりなる単層膜として、或いは発光層の他正孔注入層等を含む多層膜として形成される。スピンコート法により有機ＥＬ膜を成膜させれば、該有機ＥＬ膜を平坦性や均一性に優れた膜とすることが可能となる。このように有機ＥＬ膜を形成することにより、該有機ＥＬ膜を初期の膜特性等に優れた膜とすることができる。

また、例えば導電膜を陽極として形成すると共に、有機ＥＬ膜上に、該有機ＥＬ膜を陽極との間で挟持する陰極を別の導電膜によって形成する。これにより、複数の有機ＥＬ素子を基板上に形成することができる。

更に、配線として形成された導電膜を、有機ＥＬ素子の陽極及び陰極に接続すると共に、該配線に、端子として形成された導電膜を接続する。これにより、基板上に有機ＥＬ素子より引き出された配線、及び該配線に有機ＥＬ素子を点灯させるための信号が印加される端子を形成することができる。ここで、有機ＥＬ膜の成膜前に、撥液膜は、有機ＥＬ膜の上層に形成される陰極と電気的に接続される配線の表面部分、及び信号が印加される端子の表面を覆うように成膜される。

従って、この態様によれば、基板上に有機ＥＬ素子をセグメント配置した表示装置の他、プリンタヘッド等を製造することが可能となる。また、上述したように、スピンコート法により有機ＥＬ膜を成膜させれば、発光効率に優れた有機ＥＬ素子を備える表示装置等を実現することが可能となる。

本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、基板装置を用いて構成される表示装置の製造方法について説明する。

＜１：表示装置の構成＞
先ず、本実施形態に係る表示装置の構成について図１及び図２を参照して説明する。ここに、図１は、透明基板をその上面側から見た表示装置の平面図であり、図２は、図１のＡ−Ａ’断面図である。本実施形態に係る表示装置は、ガラス基板等の透明基板上に有機ＥＬ素子がセグメント配置されてなる基板装置を備えている。

図１及び図２に示すように、表示装置１において、透明基板１２上には、７つの有機ＥＬ素子３０がセグメント配置されている。該７つの有機ＥＬ素子３０は夫々、数字「８」を表示するための所定位置に配置されて形成されている。尚、該７つの有機ＥＬ素子３０は夫々、異なる色に相当する光を発光することが可能な構成としてもよいし、同一の色に相当する光を発光することが可能な構成としてもよい。以下においては、７つの有機ＥＬ素子３０が、同一の色に相当する光を発光することが可能なように形成されている場合の構成について説明する。

各有機ＥＬ素子３０の配置位置には、該有機ＥＬ素子３０の陽極２３に電気的に接続される接続電極として、陽極コンタクト部２０が設けられている。図２に示すように、各陽極コンタクト部２０上に、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：例えばＩｎ_２Ｏ_３−ＳｎＯ_２）を用いて構成される陽極２３が積層されて形成されている。

また、透明基板１２上には、その一辺に沿って配列された７つの端子１４、及び７つの陽極コンタクト部２０から夫々引き出された７つの配線１６が設けられている。図１に示すように、これら７つの配線１６は、７つの端子１４に接続される。

更に、透明基板１２上には、陰極２２と電気的に接続される接続電極として、陰極コンタクト部１８が設けられている。図１に示すように、透明基板１２上には、陰極コンタクト部１８より引き出される配線１７、及び該配線１７に接続される端子１９が形成されている。

尚、７つの陽極コンタクト部２０、７つの端子１４、及び７つの配線１６、並びに陰極コンタクト部１８、該陰極コンタクト部１８より引き出される配線１７、及び該配線１７に接続される端子１９の各々を構成する導電膜は、例えばアルミニウム（Ａｌ）を含む材料を用いて構成される。或いは、互いに異なる導電性の材料から構成されるようにしてもよい。

そして、７つの陽極２３と、７つの端子１４並びに７つの配線１６の各々を構成する導電膜と、陰極コンタクト部１８、該陰極コンタクト部１８より引き出される配線１７、及び該配線１７に接続される端子１９とを構成する導電膜上には、層間絶縁膜１３が例えばシリコン酸化膜（ＳｉＯ_２）として形成されている。図２に示すように、各端子１４の表面或いはその一部、及び各陽極２３の表面或いはその一部と、陰極コンタクト部１８の表面において陰極２２との接続用部分とには、夫々の表面又は表面部分から層間絶縁膜１３の表面に至る開口部が開口されている。

層間絶縁膜１３によって、端子１４又は１９等を構成する導電膜は夫々互いに絶縁される。尚、図２には図示しないが、図１に示す端子１９の表面上にも前述したような開口部が開口される。

更に層間絶縁膜１３上には、７つの有機ＥＬ素子３０の有機ＥＬ膜を構成する正孔注入層３２及び発光層３４、並びに陰極２２が順次積層されて形成されている。正孔注入層３２及び発光層３４は、７つの陽極２３における層間絶縁膜１３から露出した表面を全て覆う形状のパターンとして構成される。また、正孔注入層３２及び発光層３４は、各端子１４又は１９の層間絶縁膜１３より露出する表面上、及び陰極コンタクト部１８の表面において陰極２２と接続用部分上には形成されない。

陰極２２は、陰極コンタクト部１８の表面において陰極２２との接続用部分上の開口部内から層間絶縁膜１３上及び発光層３４上に連続して形成されている。図１及び図２において、陰極２２は、端子１４又は１９の層間絶縁膜１３より露出する表面上には形成されない。また、図１に示すように陰極２２は一つのパターンとして形成される。正孔注入層３２及び発光層３４は、７つの陽極２３と陰極２２との間に挟持される。尚、陰極２２は例えばカルシウム含む材料からなる層及びアルミニウム（Ａｌ）を含む材料からなる層の２層構造として形成されている。このような２層構造について図２では図示を省略する。

そして、図１及び図２に示すように、透明基板１２上における、端子１４又は１９が形成された部分を除いた領域に、エポキシ樹脂等の封止材２４が形成され、該封止材２４が形成された領域は、ガラス板等の透明封止板２６によって封止されている。この封止領域には、７つの有機ＥＬ素子３０が形成されている。

以上説明したような表示装置１では、陽極２３用に設けられた端子１４及び陰極２２用に設けられた端子１９に夫々外部から信号が印加されると、配線１６及び１７を介して有機ＥＬ素子３０には印加された信号に応じた電流が供給される。そして、各有機ＥＬ素子３０は供給された電流に応じて発光する。例えば、表示装置１では、透明基板１２上に設けられた端子１４のいずれかを選択して外部より信号を供給することによって、数字「０」から数字「８」までの９種類の数字を表示することができる。

＜２：表示装置の製造方法＞
次に、図１及び図２を参照して説明した表示装置１の製造プロセスについて図３から図５を参照して説明する。ここに図３から図５は、製造プロセスの各工程における図２に対応する断面の構成を、順を追って示す工程図である。

図３（ａ）において、先ず、透明基板１２上に、例えばスパッタにより導電膜を成膜し、該導電膜に対してフォトリソグラフィ法によりパターニングを施して、陽極コンタクト部２０や端子１４及び配線１６、並びに陰極コンタクト部１８を形成する。この際、透明基板１２上には、図３（ａ）には図示しない、陰極コンタクト部１８より引き出される配線１７、及び該配線１７に接続される端子１９も形成される。

続いて、図３（ｂ）において、陽極２３を、好ましくは、スパッタにより成膜すると共にフォトリソグラフィ法によりパターニングを施して形成する。

続いて、図３（ｃ）において、層間絶縁膜１３を、例えばスパッタにより成膜すると共にフォトリソグラフィ法によりパターニングを施して形成する。この際、各端子１４の表面或いはその一部、及び各陽極２３の表面或いはその一部と、陰極コンタクト部１８の表面において陰極２２との接続用部分とには、夫々の表面又は表面部分から層間絶縁膜１３の表面に至る開口部が開口される。また、図３（ａ）に図示しない端子１９の表面上にも前述したような開口部が開口される。

その後、図４（ａ）において、各端子１４の層間絶縁膜１３より露出する表面及び陰極コンタクト部１８の表面において陰極２２との接続用部分を覆う撥液膜１００を、例えばインクジェット法により、局所的に成膜させる。この際、図４（ａ）に示すように、撥液膜１００は、有機ＥＬ膜の形成が不要な部分として層間絶縁膜１３上の領域も含むように、例えば端子１４上の開口部の開口内から該領域まで連続して形成されるのが好ましい。尚、図４（ａ）には図示しない端子１９の層間絶縁膜１３より露出する表面を覆うように、撥液膜１００が局所的に形成される。

撥液膜１００が成膜されると、該撥液膜１００によって撥液領域２０２と親液領域２００が規定される。図４（ａ）において、撥液領域２０２は撥液膜１００が成膜された領域であり、該領域には各端子１４の表面上及び陰極コンタクト部１８の表面上の領域が含まれる。また、親液領域２００は、撥液領域２０２を除いた全域となる。よって、図４（ａ）には図示しない端子１９の表面上の領域も撥液領域２０２に含まれることとなる。

続いて、図４（ｂ）において、正孔注入層３２及び発光層３４の各々の原料液体を用いて、例えばスピンコート法により、該正孔注入層３２及び発光層３４を陽極２３上に順次形成して、有機ＥＬ膜を成膜する。この際、撥液膜１００の表面は原料液体をはじくため、撥液領域２０２には有機ＥＬ膜が成膜されず、親液領域２００における、有機ＥＬ膜の成膜処理の被処理面にのみ原料液体が付着して、有機ＥＬ膜が成膜される。

続いて、図４（ｃ）において、例えば撥液膜１００に対して紫外線を照射することにより、撥液膜１００を分解除去する。撥液膜１００は、抵抗値の大きい、例えばフッ素樹脂重合膜により構成されているため、該撥液膜１００を除去することにより、各端子１４の表面や陰極コンタクト部１８の表面において電気的接続を行うことが可能となる。

その後、図５（ａ）において、陰極２２を例えば蒸着により形成する。これにより有機ＥＬ素子３０が透明基板１２上に形成される。続いて、図５（ｂ）において、封止材２４を塗布して、透明封止板２６を載せ、封止材２４を硬化させる。

本実施形態によれば、図４を参照して説明したように、有機ＥＬ膜は親液領域２００にパターニング済みの状態で形成される。従って、例えばフォトリソグラフィ法により有機ＥＬ膜に対してパターニングを行う必要がないため、該パターニングに要する工程数分だけ、表示装置１の製造に要する工程数を少なくすることが可能となる。更に、例えば有機ＥＬ膜に対するパターニングにより、該有機ＥＬ膜を劣化させる事態を防ぐことができる。加えて、フォトリソグラフィ法によりパターニングを行う場合と比較して、より微細なパターンとして形成された端子１４等の表面上の撥液領域２０２を除いた親液領域２００に有機ＥＬ膜を成膜させることが可能である。

また、撥液膜１００はインクジェット法により形成することが可能であると共に、紫外線を照射することで容易に分解除去できる。従って、撥液膜１００を簡易な装置により形成及び除去することが可能となる。また、撥液膜１００を除去する際、有機ＥＬ膜や透明基板１２を劣化させる事態を防ぐことができる。

更に、有機ＥＬ膜をスピンコート法により成膜させれば、インクジェット法等の他の手法によって成膜された有機ＥＬ膜と比較して、有機ＥＬ膜を平坦性や均一性に優れた膜として成膜させることが可能となる。このように有機ＥＬ膜を形成することにより、該有機ＥＬ膜を初期の膜特性等に優れた膜とすることができ、発光効率に優れた有機ＥＬ素子３０を透明基板１２上に形成させることが可能となる。

よって、本実施形態では、表示装置１の製造に要するコストやエネルギーを削減することが可能となるほか、製造時間の短縮を実現することができる。その結果、表示装置１を効率的に製造することが可能となる。

尚、以上説明した表示装置の他にも、基板装置は例えばプリンターヘッドにも適用することができる。

本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う基板装置の製造方法もまた、本発明の技術的範囲に含まれるものである。

表示装置の平面図である。 図１のＡ−Ａ’断面図である。 表示装置の製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その１）である。 表示装置の製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その２）である。 表示装置の製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その３）である。

符号の説明

１２…透明基板
１３…層間絶縁膜
１４…端子
１６…配線
１８…陰極コンタクト部
２０…陽極コンタクト部
２３…陽極
３２…正孔注入層
３４…発光層
１００…撥液膜

Claims (6)

1. 導電膜の表面における電気的接続がなされる接続用部分を有する基板装置の製造方法であって、
   基板上に前記導電膜を形成する工程と、
   前記接続用部分のうち少なくとも一部分を覆う撥液膜を成膜する工程と、
   前記導電膜上における前記撥液膜が成膜されていない領域に、直接又は層間膜を介して原料液体より機能膜を成膜する工程と、
   前記撥液膜を除去する工程と
   を含むことを特徴とする基板装置の製造方法。
2. 前記導電膜を形成する工程の後であり且つ前記撥液膜を成膜する工程の前に、前記導電膜上における前記接続用部分と異なる所定領域に前記層間膜を形成する工程を更に含み、
   前記機能膜を成膜する工程は、前記層間膜と前記導電膜の前記層間膜が形成されていない領域とのうち少なくとも一方上に、前記機能膜を形成することを特徴とする請求項１に記載の基板装置の製造方法。
3. 前記撥液膜を成膜する工程は、前記撥液膜をインクジェット法により成膜することを特徴とする請求項１又は２に記載の基板装置の製造方法。
4. 前記機能膜を成膜する工程は、前記機能膜をスピンコート法により成膜することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。
5. 前記撥液膜を除去する工程は、前記撥液膜に紫外線を照射することで前記撥液膜を除去することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。
6. 前記機能膜を成膜する工程は、前記機能膜として前記有機ＥＬ膜を成膜することを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の基板装置の製造方法。
   

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