JP2005166526A

JP2005166526A - 有機ｅｌパネルの製造方法

Info

Publication number: JP2005166526A
Application number: JP2003405630A
Authority: JP
Inventors: Minoru Kumagai; 稔熊谷; Tomoyuki Shirasaki; 友之白嵜
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2003-12-04
Filing date: 2003-12-04
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】発光特性の劣化要因を軽減すると共に、高精細な画素の効率的なパターニングを可能とする有機ＥＬパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の有機ＥＬパネルの製造方法は、複数の電極を基板上に間隔を空けて形成する電極形成工程と、前記複数の電極をまとめて被覆するように、活性光線の被照射によって有機化合物含有液に対する濡れ性が向上する濡れ性可変層を形成する濡れ性可変層形成工程と、前記複数の電極のうちの第一電極を被覆する前記濡れ性可変層に対して活性光線を照射する活性光線照射工程と、活性光線を照射した前記濡れ性可変層に対して有機化合物含有液を塗布することで、前記第一電極上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、前記有機ＥＬ層を被覆するキャップ層を形成するキャップ層形成工程と、を含む。
【選択図】図１２

Description

本発明は、複数の有機ＥＬ素子が配列されてなる有機ＥＬパネルの製造方法に関する。

有機ＥＬ（Electroluminescence：エレクトロルミネッセンス）素子はアノード、有機化合物からなる有機ＥＬ層、カソードの順に積層された積層構造を為しており、アノードとカソードの間に正バイアス電圧が印加されると有機ＥＬ層において発光する。このような複数の有機ＥＬ素子を赤、緑、青の何れかに発光させるサブピクセルとして基板上にマトリクス状に配列して多色画像表示を行う有機ＥＬ表示パネルが実現化されている。

アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示パネルでは、アノード又はカソードのうちの一方の電極を全てのサブピクセルに共通する共通電極とすることができるが、少なくとも他方の電極及び有機ＥＬ層をサブピクセルごとにパターニングする必要がある。アノードやカソードをサブピクセルごとにパターニングする手法は従来の半導体装置製造技術を適用できる。つまり、ＰＶＤ法又はＣＶＤ法等による成膜工程、フォトリソグラフィー法等によるマスク工程、エッチング法等による薄膜の形状加工工程を適宜行うことで、アノードやカソードをサブピクセルごとにパターニングすることができる。

一方、インクジェット技術を応用することでサブピクセルごとに有機ＥＬ層をパターニングする技術が提案されており、これは、例えば、赤、緑及び青の各色の有機発光層形成のため、有機発光層になる発光材料を液滴として画素ごとにノズルから吐出することで、画素ごとに有機発光層をパターニングするものである（例えば、特許文献１参照）。
特開平１０−１２３７７号公報

しかし、特許文献１のようなインクジェット方式では、液状の発光材料が吐出口で乾きやすいために吐出口を塞いでしまい、発光材料の吐出量が不安定になり易いおそれがあった。そのため、画素内に成膜された有機ＥＬ層の膜厚が不均一となってしまい、膜厚が十分薄すぎると電気的に短絡を引き起こして画素欠陥を発生するおそれがあった。また、インクジェット方式は、スピンコートやロールコート等の方式と比べて、各画素毎にインクジェットヘッドから液滴を吐出するので製造時間が長くなるというおそれがあった。このため、インクジェット方式よりも容易に、赤、緑及び青の各色の高分子発光層をパターニングする方式が模索されている。

本発明の課題は、上述の問題を考慮したものであり、発光特性の劣化要因を軽減すると共に、高精細な画素の効率的なパターニングを可能とする有機ＥＬパネルの製造方法を提供することである。

以上の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、それぞれ異なる色に発光する複数の有機ＥＬ層が配列されてなる有機ＥＬパネルの製造方法において、
複数の電極を基板上に間隔を空けて形成する電極形成工程と、
前記複数の電極をまとめて被覆するように、活性光線の被照射によって有機化合物含有液に対する濡れ性が向上する濡れ性可変層を形成する濡れ性可変層形成工程と、
前記第一電極を被覆する前記濡れ性可変層に対して活性光線を照射する活性光線照射工程と、
活性光線を照射した前記濡れ性可変層に対して有機化合物含有液を塗布することで、前記第一電極上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
前記有機ＥＬ層を被覆するキャップ層を形成するキャップ層形成工程と、
を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記第一電極に対する前記キャップ層形成工程後に、前記複数の電極のうちの第二電極に対して前記活性光線照射工程、前記有機ＥＬ層形成工程、及び前記キャップ層形成工程を行い、前記第一電極と前記第二電極との前記キャップ層を一括除去するキャップ層一括除去工程、を含むことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記有機ＥＬ層形成工程における有機化合物含有液の塗布を、ディップコート又はダイコートにより行うことを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記キャップ層の構成材料にポリビニルアルコールを含むことを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記キャップ層一括除去工程において、前記キャップ層が形成された基板を水蒸気に曝す又は水洗することにより前記キャップ層を一括除去することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、複数の電極のうちの第一電極を被覆している濡れ性可変層に対して活性光線を照射することで、第一電極の表面のみに親液性を持たせ、他の領域を撥液性のままとする。従って、親液性領域のみに確実に有機化合物含有液を塗布することが可能となるが、このとき、有機化合物含有液によって成膜された有機化合物膜が親液性であり、且つ引き続き複数の電極のうちの第二電極にのみ第二有機化合物含有液によって第二有機化合物膜を形成したい場合に、キャップ層形成工程において第一電極上方にキャップ層を形成するので、このキャップ層を除去するだけで、第一電極の上方に成膜された、第二電極のための第二有機化合物膜を除去することができる。このため、各有機ＥＬ層を均等な厚さで成膜できると共に、有機化合物含有液が撥液性領域に滲むことがなく、複数の有機ＥＬ層において色純度の高い発色が可能となる。
また、請求項２に記載の発明のように、第一電極の表面に有機ＥＬ層を形成し、この有機ＥＬ層をキャップ層で被覆した後に、第二電極に対する有機ＥＬ層の形成を順次行っていくことが可能なので、つまり、成膜が完了した有機ＥＬ層をキャップ層で保護しながら他の有機ＥＬ層を順次形成していくことになるので、既に形成した有機ＥＬ層が、他の有機ＥＬ層を形成する際に損傷を受ける事態を防止でき、欠陥の少ない有機ＥＬパネルを得られることができ、第一電極と第二電極とのキャップ層を一括除去すると、より生産性を向上することができる。

また、請求項３に記載の発明のように、有機ＥＬ層形成工程における有機化合物含有液の塗布を、ディップコート又はダイコートにより行うものとすれば、例えば、従来のインクジェット方式と比較して、画素欠陥の発生度を抑えることができると共に、有機ＥＬパネルの製造工程を簡略化できる。
キャップ層の構成材料としては、請求項４に記載の発明のように、水に溶解すると共に耐油性が極めて高い特性を有するポリビニルアルコールを用いることが好ましい。これにより、請求項５に記載の発明のように、キャップ層が形成された基板を水蒸気に曝す又は水洗することによりキャップ層を一括除去することが可能となり、有機ＥＬパネル製造作業の作業性を向上できる。

請求項６記載の発明は、請求項２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、前記第一電極及び前記第二電極はそれぞれ複数あり、前記第一電極上に形成される有機ＥＬ層と前記第二電極上に形成される有機ＥＬ層とは発光色が異なることを特徴とする。
請求項６記載の発明によれば、各色の複数の画素毎に有機ＥＬ層をパターニングできるので、インクジェットのように一つ一つの画素毎に有機ＥＬ層をパターニングすることなく生産性を向上することができる。

本発明によれば、発光特性の劣化要因を軽減すると共に、高精細な画素の効率的なパターニングを可能とする有機ＥＬパネルの製造方法を得られる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、『平面視して』とは、『透明基板５（後述）の面方向に対して垂直な方向から見て』という意味である。

図１は、本発明の製造方法により製造された有機ＥＬ表示パネル１の平面図であり、図２は、図１に示された切断線II−IIに沿った断面図である。図１においては、隣り合う６画素を示している。

有機エレクトロルミネセンス表示パネル１は、平面視してマトリクス状に配列された画素を用いて、アクティブマトリクス駆動方式によりドットマトリクス表示を行うものである。この有機エレクトロルミネセンス表示パネル１は、トランジスタアレイ基板２と、トランジスタアレイ基板２を被覆した平坦化膜３と、平坦化膜３上にマトリクス状に配列された複数の有機ＥＬ（Electro Luminescence：エレクトロルミネッセンス）素子４，４，…と、を備える。

トランジスタアレイ基板２は、透明基板５と、透明基板５上に行方向に形成された複数の第一走査線６，６，…と、第一走査線６，６，…に直交するように列方向に配列された複数の信号線７，７，…と、第一走査線６，６，…それぞれの間に行方向に配設された第二走査線８，８，…と、透明基板５上に形成された複数のトランジスタ９，９’，…と、これらトランジスタ９，９’，…を被覆した保護絶縁膜１０と、を具備する。ここでは、一つの画素（サブピクセル）につき一つの有機ＥＬ素子４と二つのトランジスタ９，９’が設けられているが、一つの画素につき一つのトランジスタが設けられている場合でも、更には一つの画素につき三つ以上のトランジスタが設けられている場合でも、本発明を適用することができる。

図３に示すように、いずれのトランジスタ９も、ゲート電極１１、ゲート絶縁膜１２、真性な半導体膜１３、不純物半導体膜１４，１５、ドレイン電極１６、ソース電極１７、ブロッキングレイヤ１８から構成されており、これらが積層されてなるＭＯＳ型電界効果薄膜トランジスタである。ゲート絶縁膜１２は、透明基板５一面に成膜されており、全てのトランジスタ９，９’，…に共通した層となっている。これらトランジスタ９，９’，…は、共通の保護絶縁膜１０によって被覆されている。ゲート絶縁膜１２及び保護絶縁膜１０は、透明な電気的絶縁体であり、酸化シリコン（ＳｉＯ₂）及び窒化シリコン（ＳｉＮ、Ｓｉ₃Ｎ₄）といった無機珪素化物で形成されている。

第一走査線６，６，…及び第二走査線８，８，…の何れも、透明基板５上に形成されており、更に、ゲート絶縁膜１２に被覆されている。信号線７，７，…の何れも、ゲート絶縁膜１２上に形成されており、更に保護絶縁膜１０によって被覆されている。なお、隣り合う第一走査線６及び第二走査線８の一組にはそれぞれ適宜走査信号が出力され、信号線８に階調信号が出力される。有機エレクトロルミネセンス表示パネル１では、選択期間に、所定の第一走査線６に走査信号が出力され、この第一走査線６に接続された複数のトランジスタ９が選択され、この間に各信号線８，８…に階調信号が出力されると、その第一走査線６と各信号線８との交差部に配置された画素の他方のトランジスタ９’に階調信号が書き込まれ、その画素の有機ＥＬ素子４は、階調信号に応じた輝度で発光する。そして上記動作が各行の第一走査線６毎に順次行われて有機エレクトロルミネセンス表示パネル１全体で画像が表示される。

以上のように構成されたトランジスタアレイ基板２の表面、つまり保護絶縁膜１０の表面には、平坦化膜３がべた一面に成膜されている。平坦化膜３は、例えばＰＭＭＡ、ポリカーボネート、エポキシ樹脂、ポリイミド、その他の透明な樹脂から形成されたものである。平坦化膜３は、可視光領域の光透過率が８０％以上であるのが望ましく、更に液状の前駆体を紫外線照射により重合させた（硬化させた）ものが望ましい。この平坦膜３の厚さは保護絶縁膜１０の表面に生じた段差の高さよりも十分に厚く、平坦化膜３が形成されることによって保護絶縁膜１０の表面に生じた段差が解消され、平坦化膜３の表面がほぼ平坦な面となっている。

有機ＥＬ素子４は、平坦化膜３上に成膜された画素電極２１と、画素電極２１を被覆したパターン膜２２と、パターン膜２２を介して画素電極２１上に成膜されたエレクトロルミネセンス層２３と、エレクトロルミネセンス層２３上に成膜された対向電極２４と、を具備する。

画素電極２１及びエレクトロルミネセンス層２３は有機ＥＬ素子４ごとに独立しており、対向電極２４及びパターン膜２２は全ての有機ＥＬ素子４，４，…に共通している。つまり、画素電極２１，２１，…が平坦化膜３上にマトリクス状となって配列されており、これら画素電極２１，２１，…をまとめて被覆するようにパターン膜２２が成膜されている。また、エレクトロルミネセンス層２３はパターン膜２２を挟んで各画素電極２１上に形成されている。対向電極２４は、エレクトロルミネセンス層２３，２３，…をまとめて被覆するように成膜されている。

画素電極２１は、有機ＥＬ素子４のアノードとして機能する電極であり、透明な金属酸化物で形成されている。具体的には、画素電極２１は、酸化インジウム、酸化亜鉛若しくは酸化スズ又はこれらのうちの少なくとも一つを含む混合物（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）、亜鉛ドープ酸化インジウム、カドミウム−錫酸化物（ＣＴＯ））で形成されている。また、画素電極２１は、平坦化膜３及び保護絶縁膜１０に形成されたコンタクトホール２５を介して、その画素の２つのトランジスタ９，９’のうちの一方のソース電極１７に接続されている。

パターン膜２２は、画素電極２１，２１，…それぞれに重なっている親液性領域２２ａ，２２ａ，…と、画素電極２１，２１，…間において平坦化膜３に重なっている撥液性領域２２ｂと、にパターン化されている。つまり、平面視して、親液性領域２２ａ，２２ａ，…は、画素電極２１，２１，…と同様にマトリクス状に点在しており、撥液性領域２２ｂは、親液性領域２２ａ，２２ａ，…それぞれを囲繞するように網目状を呈している。

親液性領域２２ａ，２２ａ，…は、有機化合物含有液に対してなじんで有機化合物含有液が４０°以下の接触角で濡れる性質（以下、「親液性」という。）を有する。撥液性領域２２ｂは、有機化合物含有液をはじいて有機化合物含有液が５０°以上の接触角で濡れる性質（以下、「撥液性」という。）を有する。ここで、有機化合物含有液とは、エレクトロルミネセンス層２３を構成した有機化合物又はその前駆体を含有した液であり、エレクトロルミネセンス層２３を構成した有機化合物又はその前駆体が溶質として溶媒に溶けてなる溶液であっても良いし、エレクトロルミネセンス層２３を構成した有機化合物又はその前駆体が分散媒である液体に分散してなる分散液であっても良い。

パターン膜２２は、親液性領域２２ａ，２２ａ，…において非常に薄く、その厚さは０．０ｎｍより厚く且つ１ｎｍ以下であり、厚さ方向に電界が加わることによって容易に厚さ方向に電流を流れる。

エレクトロルミネセンス層２３は、有機化合物である発光材料で形成された層であって、画素電極２１から注入された正孔と対向電極２４から注入された電子を再結合させることで励起子を生成して発光する層である。また、エレクトロルミネセンス層２３には、電子輸送性の物質が適宜混合されていても良いし、正孔輸送性の物質が適宜混合されても良いし、電子輸送性の物質及び正孔輸送性の物質が適宜混合されていても良い。

また、エレクトロルミネセンス層２３は、画素電極２１側から順に正孔輸送層、狭義の発光層、電子輸送層となる三層構造であっても良いし、画素電極２１側から順に正孔輸送層、狭義の発光層となる二層構造であっても良いし、狭義の発光層からなる一層構造であっても良いし、これらの層構造において適切な層間に電子或いは正孔の注入層が介在した積層構造であっても良い。ここでは、エレクトロルミネセンス層２３は、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン）及びドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）からなる正孔注入層、ポリフルオレン系発光材料からなる電子輸送層を兼ねた狭義の発光層の順に積層した二層構造である。エレクトロルミネセンス層２３は、有機化合物含有液を塗布すること（つまり、湿式塗布法）によって成膜される。

対向電極２４は、有機ＥＬ素子４のカソードとして機能する電極であり、少なくとも仕事関数の低い材料を含む。具体的には、対向電極２４は、マグネシウム、カルシウム、リチウム若しくはバリウムや希土類からなる単体又はこれらの単体を少なくとも一種を含む合金で形成されている。更に、対向電極２４が積層構造となっていても良く、例えば、上述のような低仕事関数材料で形成された膜上にアルミニウム、クロム等高仕事関数で且つ低抵抗率の材料で被膜した積層構造でも良い。

なお、画素電極２１が透明電極である場合には、透明基板５側が表示面となり、対向電極２４が透明電極である場合には、対向電極２４側が表示面となる。

次に、図４〜図１４を用いて有機エレクトロルミネセンス表示パネル１の製造方法について説明する。ここで、図１に示された切断線II−IIに沿った断面の状態が、図４〜図１４の順に示されている。
まず、スパッタ法、ＰＶＤ法及びＣＶＤ法等といった成膜工程、フォトリソグラフィー法等といったマスク工程、エッチング法等といった薄膜の形状加工工程を適宜行うことによって、第一走査線６，６，…、第二走査線８，８，…及び信号線７，７，…を形成してパターニングするとともに、１つの画素につき２つのトランジスタ９，９’を透明基板５上に形成してパターニングする（図４参照。）。なお、アルミニウムからなる第一走査線６，６，…、第二走査線８，８及びトランジスタ９，９’，…のゲート電極１１を形成した後、それらに対して陽極酸化を行うことによって酸化被膜を形成する。

次に、保護絶縁膜１０をべた一面にＣＶＤ法等により成膜し、第一走査線６，６，…、第二走査線８，８，…、信号線７，７，…及びトランジスタ９，９’，…を保護絶縁膜１０によって被覆する。

次に、平坦化膜３の前駆体である液状の紫外線重合性樹脂を保護絶縁膜１０上に塗布又は散布することにより、紫外線重合性樹脂の膜を成膜し、紫外線重合性樹脂の膜に紫外線を照射することによりその膜を硬化させる。これにより、平坦化膜３が形成される（図５参照。）。紫外線重合性樹脂を塗布して成膜する方法は、スピンコート法であっても良いし、ディップコート法であっても良いし、ダイコート法であっても良い。

次に、フォトグラフィ法により平坦化膜３上にマスクを形成し、そのマスクをした状態でエッチング法を行うことにより、各画素のトランジスタ９’のソース電極１７に通じるコンタクトホール２５を平坦化膜３に形成する（図６参照。）。ここで、平坦化膜３に形成されたコンタクトホール２５は、先に形成された保護絶縁膜１０のコンタクトホール２５に通じ更にソース電極１７まで通じる。

次に、スパッタリング法、ＥＢ蒸着法、その他の気相成長法により透明な金属酸化物膜（例えば、ＩＴＯ）をべた一面に成膜し、フォトリソグラフィー法により金属酸化物膜上にマスクを形成し、そのマスクをした状態で金属酸化物膜に対してエッチング法を行うことにより、複数の画素電極２１，２１，…をマトリクス状にパターニングする（図７参照。）。なお、形成した画素電極２１はコンタクトホール２５を介して、ソース電極１７に接続される。

次に、画素電極２１，２１，…を形成した面を洗浄する。洗浄としては、大気圧未満の減圧下における酸素プラズマ洗浄であっても良いし、紫外線／オゾン洗浄であっても良い。その後、画素電極２１，２１，…、平坦化膜３、透明基板５、その他全体を純水で洗浄する。次に、全体に例えば窒素ガスといった不活性ガスを吹き付けて、全体を乾燥させる。

次に、図８に示すように、パターン膜２２の前駆体となる濡れ性可変膜３０を成膜し、濡れ性可変膜３０によって画素電極２１，２１，…をまとめて被覆する。この濡れ性可変膜３０の成膜方法について具体的に説明する。

まず、撥液性を示し、活性光線を入射されることによって親液性に可変する化合物としてフッ素を含む官能基を有したシラザン化合物を含有した溶液（以下、シラザン系溶液という。）に平坦化膜３、画素電極２１，２１，…等を形成したトランジスタアレイ基板２を浸漬し、その後トランジスタアレイ基板２を引き上げることによって、画素電極２１，２１，…が形成された平坦化膜３の表面一面にシラザン化合物の溶液の膜を成膜する（ディップコート法）。

ここで、「フッ素を含む官能基を有したシラザン化合物」とは、Ｓｉ−Ｎ−Ｓｉ結合を有し、Ｎ又は／及びＳｉにフッ素を含む官能基が結合したものであり、例えば次の一般式（１）で表すオリゴマー又はポリマーが挙げられる。
ＲｆＳｉ（ＮＨ）_3/2 …（１）
一般式（１）においてＲｆは、撥液性を示すフッ素を含む官能基である。
「フッ素を含む官能基」としては、フルオロアルキル基があり、例えば、次の一般式（２）〜（１９）で表す官能基が挙げられる。
−（ＣＨ₂）_a（ＣＦ₂）_bＣＦ₃ …（２）
−（ＣＨ₂）_a（ＣＦ₂）_bＣＦ（ＣＦ₃）₂ …（３）
−（ＣＨ₂）_a（ＣＦ₂）_bＣ（ＣＦ₃）₃ …（４）
−（ＣＦ₂）_aＣＦ₃ …（５）
−（ＣＦ₂）_aＣＦ（ＣＦ₃）₂ …（６）
−（ＣＦ₂）_aＣ（ＣＦ₃）₃ …（７）
−（ＣＦ₂）_a（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_bＣＦ₃ …（８）
−（ＣＦ₂）_a（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_bＣＦ（ＣＦ₃）₂ …（９）
−（ＣＦ₂）_a（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_bＣ（ＣＦ₃）₃ …（１０）
−（ＣＦ₂）_a（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_b（ＣＦ₂）_cＣＦ₃ …（１１）
−（ＣＦ₂）_a（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_b（ＣＦ₂）_cＣＦ（ＣＦ₃）₂ …（１２）
−（ＣＦ₂）_a（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_b（ＣＦ₂）_cＣ（ＣＦ₃）₃ …（１３）
−（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_aＣＦ₃ …（１４）
−（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_aＣＦ（ＣＦ₃）₂ …（１５）
−（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_aＣ（ＣＦ₃）₃ …（１６）
−（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_a（ＣＦ₂）_bＣＦ₃ …（１７）
−（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_a（ＣＦ₂）_bＣＦ（ＣＦ₃）₂ …（１８）
−（Ｃ（ＣＦ₃）₂）_a（ＣＦ₂）_bＣ（ＣＦ₃）₃ …（１９）
一般式（２）〜（１９）においてａ，ｂ，ｃはいずれも整数である。

シラザン系溶液の溶媒としては、フッ素系溶剤が挙げられる。

ここでは、シラザン化合物として、次の一般式（２０）及び化学構造式（２１）で表せるシラザンオリゴマー（ＫＰ−８０１Ｍ：信越化学工業株式会社製）を用いる。そして、上述のディップコート工程においては、このシラザンオリゴマーを溶質としてｍ−キシレンヘキサフロライド溶媒に溶かしたシラザン系溶液（濃度３wt％）にトランジスタアレイ基板２を約一分間浸漬する。
Ｃ₈Ｆ₁₇Ｃ₂Ｈ₄Ｓｉ（ＮＨ）_3/2 …（２０）

次に、トランジスタアレイ基板２に例えば窒素ガスといった不活性ガスを吹き付けて、シラザン系溶液の溶媒を蒸発させることで、シラザン化合物が画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３の表面に堆積した状態となる。

次に、トランジスタアレイ基板２を１０〜３０分間放置すると、雰囲気中の水分によってシラザン化合物が加水分解・縮合をともない重合する。これにより、図８に示すように、フッ素を含む官能基が結合した重合体からなる濡れ性可変膜３０が、画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３全体を覆うように一面に成膜される。濡れ性可変膜３０に含まれる縮合体は、次の一般式（２２）で表される。

一般式（２２）において、Ｒｆは上述したようにフッ素を含む官能基であって撥液性を示す官能基であり、Ｘはシラザン化合物と結合した画素電極２１の原子若しくは原子団、平坦化膜３の原子若しくは原子団、画素電極２１若しくは平坦化膜３の表面と結合したシラザン化合物の一部の原子若しくは原子団、又は、化学構造式（２１）におけるＮＨ基を置換した基を構成する原子若しくは原子団のいずれかであり、ｎは１００以上の整数である。シラザン化合物が一般式（２０）で表されるシラザンオリゴマーの場合には、ＲｆはＣ₈Ｆ₁₇Ｃ₂Ｈ₄となり、ＸがＯとなる。シラザン化合物は活性が高く、画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３にも吸着しやすいから、濡れ性可変膜３０が画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３の表面に化学吸着した状態で成膜される。従って、濡れ性可変膜３０においては、シラザン化合物の単分子ユニットにおける主鎖であるＲｆ−Ｓｉ−Ｘ−基又はＲｆ−Ｓｉ−基が、画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３の表面に対して略垂直方向に配列するとともに隣接する単分子ユニットのＳｉが、画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３の表面に沿った方向に対して加水分解により酸素をエーテル結合の状態で縮合されている。つまり、シラザン化合物は、画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３の表面の面方向に縮合されるとともに、画素電極２１，２１，…及び平坦化膜３の表面に形成された、単分子ユニットにおける主鎖であるＲｆ−Ｓｉ−Ｘ−基又はＲｆ−Ｓｉ−基の上方に、更に単分子ユニットにおける主鎖Ｒｆ−Ｓｉ−Ｘ−基又はＲｆ−Ｓｉ−基が積み重なるということが殆どなくなる。このため、濡れ性可変膜３０の厚さは、実質的に単分子ユニットにおける主鎖（ここでは縮合体としての側鎖に相当。）であるＲｆ−Ｓｉ−Ｘ−基又はＲｆ−Ｓｉ−基の長さに等しくなる。またこの濡れ性可変膜３０は、各単分子ユニットにおける主鎖の中のフッ素を含む官能基Ｒｆが濡れ性可変膜３０の表面側に配置するように縮合されているから、表面では各官能基Ｒｆの撥液性によって有機化合物含有液に対して撥液性を示す。

以上のように濡れ性可変膜３０を成膜したら、濡れ性可変膜３０をｍ−キシレンヘキサフロイド液（シラザン系溶液の溶媒と同じ液）ですすぐことで、堆積した未反応のシラザン化合物を洗い流す。

次いで、図９に示すように、トランジスタアレイ基板２にフォトマスク基板４０を対向させて更にフォトマスク基板４０に活性光線を透過させて濡れ性可変膜３０に活性光線を部分的に照射することで、図１０に示すように、濡れ性可変膜３０がパターン膜２２となる。このときフォトマスク基板４０を濡れ性可変膜３０に当接させて状態で活性光線を照射しても良いし、フォトマスク基板４０を濡れ性可変膜３０から離した状態で活性光線を照射しても良いが、フォトマスク基板４０を濡れ性可変膜３０にできる限り近づけて軽く当接させると良い。活性光線としては、可視光線、紫外線、赤外線等があるが、後述する光触媒膜４３を励起するものである。

ここで、フォトマスク基板４０について説明する。フォトマスク基板４０は活性光線を透過する透明基板４１を有し、この透明基板４１の一方の面４１ａには、赤、緑、青色に対応する３種の複数の画素電極２１のうちのいずれか一種の複数の画素電極２１（例えば赤）に対応する位置にのみそれぞれ複数の開口部４２ａを有し、他の二種の画素電極２１（例えば緑及び青）に対応する位置に開口部４２ａを持たないマスク４２が形成されている。そして、マスク４２全体を被覆するように約０．２μｍ厚の光触媒膜４３が面４１ａ全体に成膜されている。開口部４２ａの開口面積は対応する画素電極２１の面積よりやや大きくなっている。

マスク４２は活性光線を反射したり、吸収するものであって、少なくとも活性光線を透過しない遮光性のものである。光触媒膜４３は、酸化チタン（ＴｉＯ₂）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ₂）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）、酸化タングステン（ＷＯ₃）、酸化ビスマス（Ｂｉ₂Ｏ₃）及び酸化鉄（Ｆｅ₂Ｏ₃）の中から選ばれる一種又は二種以上の物質で形成されている。ここでは、酸化チタンを光触媒膜４３として用いる。酸化チタンは、アナターゼ型とルチル型があり本発明では何れも使用することができるが、アナターゼ型の酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下であるからより好ましい。

以上のようなフォトマスク基板４０を用いて、透明基板４１の裏面４１ｂに活性光線として紫外線を入射させる。図９に矢印で示すように、マスク４２では活性光線が遮蔽されるが、マスク４２の無い開口部４２ａでは光触媒膜４３を透過する。そして、活性光線が光触媒膜４３を透過する際に活性酸素種（・ＯＨ）が生成され、この活性酸素種が濡れ性可変膜３０と化学反応を引き起こす。
光触媒膜４３に活性光線が入射することによって活性酸素種が発生し、発生した活性酸素種が開口部４２ａの下方に位置する濡れ性可変膜３０に到達し、活性酸素種によって濡れ性可変膜３０の化学構造が変化する。なお、開口部４２ａの開口面積が画素電極２１の面積よりもやや大きいため、画素電極２１よりもやや外側の領域にも活性酸素種が到達する。

濡れ性可変膜３０のうち開口部４２ａに重なる領域は、光触媒の作用により生成された活性酸素種（・ＯＨ）により撥液性を示すＲｆ基が、親水性を示す水酸基に置換され、一般式（２３）に示すようになる。

この領域が親液性領域２２ａである（図１０を参照）。
親液性領域２２ａは、フッ素を含む官能基（上記Ｒｆ）が分解・離脱し、水酸基に置換されるために、有機化合物含有液に対して親液性を示し、後述するエレクトロルミネセンス層２３を構成する材料が含まれる液体をはじくことなくこの液体を親液性領域２２ａの表面に均一に成膜することが可能になる。

更に、親液性領域２２ａにおいては、珪素と酸素からなる縮合体における主鎖が画素電極２１，２１，…の表面に沿った状態で形成され、且つ、撥液性を示すフッ素を含む官能基が親液性である水酸基に置換されるため、膜厚も単分子ユニットにおける主鎖（ここでは縮合体としての側鎖に相当。）であるＨＯ−Ｓｉ−Ｘ−基又はＨＯ−Ｓｉ−基の長さに等しく、１ｎｍ以下と非常に薄くすることができる。そのため、活性酸素種が生成された領域である画素電極２１，２１，…上では、パターン膜２２の膜厚が非常に薄くなり、親液性領域２２ａ自体が正孔等の電荷の注入、輸送に支障をきたすことはほとんどない。
そして、濡れ性可変膜３０のうちマスク４２と重なる領域には、活性酸素種が到達しないから化学変化が起きず、エレクトロルミネセンス層２３を構成する材料が含まれる液体に対して依然撥液性を示す。この領域が、撥液性領域２２ｂである。撥液性領域２２ｂは、親液性領域２２ａと連続して形成されているとともに親液性領域２２ａよりもほぼフッ素を含む官能基Ｒｆの分だけ厚い。

以上のように濡れ性可変膜３０のうち開口部４２ａに重なる領域のみを部分的に露光することによってパターン膜２２を形成した後、親液性領域２２ａにエレクトロルミネセンス層２３（図１１を参照。）を成膜する。
エレクトロルミネセンス層２３が積層構造である場合には、それぞれの層について有機化合物含有液を準備し、親液性領域２２ａにそれぞれの有機化合物含有液を塗布することで各層を積層していく。

例えば、エレクトロルミネセンス層２３が正孔注入層、狭義の発光層からなる二層構造の場合には、まず、正孔注入層の有機化合物含有液（正孔注入層を構成する有機化合物（例えば、導電性高分子であるＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン））と、ドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）系分散媒に分散した分散液）を、ディップコートあるいはダイコートによりパターン膜２２上に展開すると、撥液性領域２２ｂでは弾かれ、親液性領域２２ａのみに付着される。その後、ホットプレート上で１００℃以上の温度で乾燥させることで親液性領域２２ａのみに正孔注入層を成膜する。
上述のように、画素電極２１よりも広い領域に親液性領域２２ａが形成されているので、正孔注入層は、画素電極２１の表面だけでなくその周囲にも形成される。

次に、狭義の発光層の赤、緑、青色用の発光材料、つまり有機化合物含有液（ポリフルオレン系発光材料が例えばトルエン、キシレン、テトラリンといった有機溶媒に溶解した溶液）のうち、ある一色（例えば赤色）の有機化合物含有液を、ディップコートあるいはダイコートによりトランジスタアレイ基板２上に展開すると、撥液性領域２２ｂでは弾かれ、親液性領域２２ａ上に形成された正孔注入層上にのみ付着する。発光材料含有液は、窒素雰囲気中でのホットプレートによる乾燥、あるいは真空中でのシーズヒータによる乾燥を行い、残留溶媒の除去を行う。これにより、正孔注入層及び狭義の発光層から成るエレクトロルミネンセンス層２３が、親液性領域２２ａに対応する画素電極２１上に形成される。
ここで、画素電極２１よりも広く親液性領域２２ａが形成されているので、有機化合物含有液が確実に画素電極２１全体にいきわたる。そのため、エレクトロルミネセンス層２３が均等な厚さで成膜されるとともに、エレクトロルミネセンス層２３とパターン膜２２との間に剥離が生じることない。さらに、それぞれの親液性領域２２ａの周囲は撥液性領域２２ｂとなっているため、有機化合物含有液が撥液性領域２２ｂに滲むことがない。そのため、隣り合う二つの画素の有機化合物含有液同士が混ざり合うことがない。したがって、常に均等な厚さでエレクトロルミネセンス層２３，２３，…を成膜することができ、隣り合う二つの画素が互いに異なる発光色の有機化合物含有液の場合に色純度の高い発色ができる。

次に、ポリビニルアルコール水溶液をディップコートあるいはダイコートによりトランジスタアレイ基板２上に展開すると、撥液性領域２２ｂでは弾かれ、エレクトロルミネンセンス層２３上にのみ付着する。これをホットプレート上で１００℃以上の温度で乾燥させることにより、エレクトロルミネンセンス層２３の表面を被膜して保護するためのキャップ層５０（図１２を参照。）が形成される。この場合でも、エレクトロルミネンセンス層２３が形成された領域以外の表面には撥液性領域２２ｂが形成されているため、この領域にキャップ層５０が形成されることはない。
ポリビニルアルコールは水に溶解し、且つ溶解速度は水温の上昇に伴って速くなるという特性を有する一方で、耐油性が極めて高く、ほとんどの有機溶剤には溶解しないという特性を有する材料である。キャップ層用のポリビニルアルコールとしては、例えば、株式会社クラレのＰＶＡ−５０５ＣやＰＶＡ−４０５を用いることができる。

そして、上述した一連の工程、つまり、フォトマスク基板を用いた活性光線照射によるパターニング工程、エレクトロルミネンセンス層形成工程及びキャップ層形成工程を、他の２色に対応する画素電極２１に対しても同様に行うことにより、図１３に示すような、赤、緑、青の各色に対応した３つのキャップ層５０を形成する。
つまり引き続き、例えば緑色発光用の画素電極２１に対応する位置にのみそれぞれ複数の開口部４２ａを有し、他の二種の画素電極２１（赤色び青色）に対応する位置に開口部４２ａを持たないマスク４２を有するフォトマスク基板４０を用いて活性光線を照射して緑色発光用の画素電極２１上のパターン膜２２を親液性領域２２ａに変性してから、この上に正孔注入層、緑色発光層、キャップ層５０をこの順に成膜し、次いで、例えば青色発光用の画素電極２１に対応する位置にのみそれぞれ複数の開口部４２ａを有し、他の二種の画素電極２１（赤色び緑色）に対応する位置に開口部４２ａを持たないマスク４２を有するフォトマスク基板４０を用いて活性光線を照射して青色発光用の画素電極２１上のパターン膜２２を親液性領域２２ａに変性してから、この上に正孔注入層、青色発光層、キャップ層５０をこの順に成膜する。
そして、キャップ層５０を加熱した水蒸気に曝す又は熱湯で水洗することにより、キャップ層を一括して溶解除去し、図１４に示すような、赤、緑、青の各色に対応したエレクトロルミネセンス層２３を形成する。なお、キャップ層５０が撥液性を示す材料でない場合、図１３の状態で、赤色発光層上のキャップ層５０上には、２番目に成膜された正孔注入層、狭義の発光層（例えば緑色発光層）、緑色発光層用のキャップ層５０、並びに３番目に成膜された正孔注入層、狭義の発光層（例えば青色発光層）、青色発光層用のキャップ層５０が成膜されることになり、２番目に成膜された（例えば緑色発光層用）のキャップ層５０上には、３番目に成膜された正孔注入層、狭義の発光層（例えば青色発光層）、青色発光層用のキャップ層５０が成膜されることになるが、上述の通り加熱された純水等に接触させることによってキャップ層５０をリフトオフするとともにその上層の膜も除去することが可能となり、結果として図１４に示す構造となる。
次いで、蒸着やスパッタ等のＰＶＤ法及びＣＶＤ法といった成膜方法によって、各色のエレクトロルミネセンス層２３，２３，…を被覆するようにして対向電極２４（図２を参照。）を一面に成膜する。エレクトロルミネセンス層２３は画素電極２１全体にいきわたって形成されているから、対向電極２４が直接画素電極２１に接触することもなく、対向電極２４と画素電極２１がショートすることがない。対向電極２４の成膜後、封止樹脂、封止ガラスといった封止材でこれら有機ＥＬ素子４，４，…を封止するが、特にメタルキャップ、ガラス等の封止基板に紫外線硬化樹脂又は熱硬化性接着剤を塗布して、その封止基板を対向電極２４側に貼り合わせるのが望ましい。

以上のように製造された有機エレクトロルミネセンス表示パネル１では、トランジスタ９，９’を介して入力した信号に従って有機ＥＬ素子４に電流を流す。有機ＥＬ素子４では、画素電極２１からエレクトロルミネセンス層２３へ正孔が注入され且つ対向電極２４からエレクトロルミネセンス層２３へ電子が注入されることで、電流が流れる。そして、エレクトロルミネセンス層２３において正孔及び電子が輸送されて、エレクトロルミネセンス層２３にて正孔及び電子が再結合することによってエレクトロルミネセンス層２３で発光する。

以上のように、本実施の形態では、ディップコートあるいはダイコートによりエレクトロルミネセンス層２３を形成するため、例えば、各画素毎に成膜するインクジェット等の液滴吐出法による場合と比較して、各色の全画素に一括してエレクトロルミネセンス層２３を成膜するので効率がよい。
また、濡れ性可変膜３０のうち活性光線の照射された領域が親液性領域２２ａになるから、親液性領域２２ａでは有機化合物含有液が濡れやすい。そのため、有機化合物含有液が親液性領域２２ａ全体にいきわたって滲みやすい。これによりエレクトロルミネセンス層２３が親液性領域２２ａ全体にいきわたって均一な厚さに成膜される。画素電極２１と対向電極２４との間にエレクトロルミネセンス層２３の成膜不良が起こらないから、画素電極２１と対向電極２４の間でショートが生じず、画素面内で均一な輝度で発光することができる。また、エレクトロルミネセンス層２３とパターン膜２２との間に剥離が生じにくいから、発光したエレクトロルミネセンス層２３にダークスポットが発生しにくい。このようにエレクトロルミネセンス層２３を構成する各層の膜厚の均一化や画素欠陥の発生度を抑えることができる。

なお、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態の有機エレクトロルミネセンス表示パネル１は自発光式であるため、ページプリンタといった画像形成装置の線走査機構に用いることができる。
また、上述の説明では、対向電極２４が全ての有機有機ＥＬ素子４，４，…について共通しているが、対向電極を有機ＥＬ素子４ごとに独立して形成しても良い。
また、板状の透明基板５の代わりにシート状の透明なフィルム基板であっても良い。
また、エレクトロルミネセンス層２３の成膜については、ディップコートやダイコート法以外にも、スピンコート法や刷毛塗り法を用いてもよい。

また、上述の説明では濡れ性可変膜３０に光触媒が含まれていないが、光触媒を含有したシラザン系溶液を塗布することによって濡れ性可変膜３０に光触媒を含有させても良い。この場合には、フォトマスク基板４０に光触媒膜４３を設けても設けなくても良い。

また、フッ素を含む官能基を有するシラン化合物として、シラザン化合物を挙げたが、シランカップリング剤（加水分解縮合可能なフルオロアルキル基含有珪素化合物）といった他のシラン化合物やその他の撥液性を示す官能基でもよく、置換される官能基は水酸基以外の親液性の官能基であっても良い。

また、図１５に示すように、透明基板５の表面に各電極の周囲を覆う仕切り壁６０を形成してもよい。仕切り壁６０の幅は、透明基板５に近づくにつれて大きくなる略台形状になっている。仕切り壁６０は、絶縁性を有しており、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂又はノボラック樹脂等の感光性樹脂といった有機化合物で形成されている。なお、仕切り壁６０の表面に撥液性を有した膜（例えば、フッ素樹脂膜）が形成されていても良いし、仕切り壁６０の表層が撥液性を有するようにしても良い。仕切り壁６０を設けることにより、エレクトロルミネセンス層２３及びキャップ層５０を親液性領域２２ａのみに確実に形成できる。

有機ＥＬ表示パネルの平面図である。有機ＥＬ表示パネルの断面図である。有機ＥＬ表示パネルの拡大図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。有機ＥＬ表示パネルの製造方法を説明するための断面図である。仕切り壁の構造を示す断面図である。

符号の説明

１有機ＥＬパネル
５基板
２１画素電極
２３有機ＥＬ層
３０濡れ性可変層
５０キャップ層
６０仕切り壁

Claims

それぞれ異なる色に発光する複数の有機ＥＬ素子が配列されてなる有機ＥＬパネルの製造方法において、
複数の電極を基板上に間隔を空けて形成する電極形成工程と、
前記複数の電極をまとめて被覆するように、活性光線の被照射によって有機化合物含有液に対する濡れ性が向上する濡れ性可変層を形成する濡れ性可変層形成工程と、
前記複数の電極のうちの第一電極を被覆する前記濡れ性可変層に対して活性光線を照射する活性光線照射工程と、
活性光線を照射した前記濡れ性可変層に対して有機化合物含有液を塗布することで、前記第一電極上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
前記有機ＥＬ層を被覆するキャップ層を形成するキャップ層形成工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
請求項１に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記第一電極に対する前記キャップ層形成工程後に、前記複数の電極のうちの第二電極に対して前記活性光線照射工程、前記有機ＥＬ層形成工程、及び前記キャップ層形成工程を行い、前記第一電極と前記第二電極との前記キャップ層を一括除去するキャップ層一括除去工程、を含むことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
請求項１又は２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記有機ＥＬ層形成工程における有機化合物含有液の塗布を、ディップコート又はダイコートにより行うことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
請求項１〜３のいずれか一項に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記キャップ層の構成材料にポリビニルアルコールを含むことを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
請求項２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記キャップ層一括除去工程において、前記キャップ層が形成された基板を水蒸気に曝す又は水洗することにより前記キャップ層を一括除去することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。
請求項２に記載の有機ＥＬパネルの製造方法において、
前記第一電極及び前記第二電極はそれぞれ複数あり、前記第一電極上に形成される有機ＥＬ層と前記第二電極上に形成される有機ＥＬ層とは発光色が異なることを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。