JP2006313652A - 表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 表示画素の画素形成領域に膜厚が比較的均一な有機ＥＬ層を簡易な手法により形成することができる表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 絶縁性基板１１上の有機ＥＬ素子形成領域Ａel（画素電極１２上）に形成された撥液性分子膜３１に対してのみ、（３８０ｎｍ以下の）短波長のレーザー光を直接スポット照射することにより当該領域のみを親液化して、絶縁性基板１１上に親液−疎液パターン（濡れ性の異なるパターン）を形成し、有機ＥＬ素子形成領域Ａelにおいてのみ有機材料（正孔輸送材料及び電子輸送性発光材料）の塗布液（有機化合物含有液）が均一に広がりやすくして、均一な膜厚を有する有機ＥＬ層１３（正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂ）を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、表示装置の製造方法に関し、特に、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示画素が複数配列された表示パネルを備えた表示装置の製造方法に関する。

近年、パーソナルコンピュータや映像機器、携帯情報機器等のモニタ、ディスプレイとして多用されている液晶表示装置（ＬＣＤ）に続く次世代の表示デバイスとして、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、「有機ＥＬ素子」と略記する）や発光ダイオード（ＬＥＤ）等のような自発光素子を２次元配列した発光素子型の表示パネルを備えたディスプレイ（表示装置）の研究開発が盛んに行われている。

特に、アクティブマトリックス駆動方式を適用した発光素子型ディスプレイにおいては、液晶表示装置に比較して、表示応答速度が速く、視野角依存性もなく、また、高輝度・高コントラスト化、表示画質の高精細化、低消費電力化等が可能であるとともに、液晶表示装置のようにバックライトを必要としないので、一層の薄型軽量化が可能であるという極めて優位な特徴を有している。

ここで、発光素子型ディスプレイに適用される自発光素子の一例として、有機ＥＬ素子について簡単に説明する。
図６は、有機ＥＬ素子の概略構成及び動作原理を示す概略断面図である。
図６に示すように、有機ＥＬ素子は、ガラス基板等の透明な絶縁性基板１１１の一面側（図面上方側）に、概略、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ；Indium Thin Oxide）等の透明電極材料からなるアノード（陽極）電極１１２、有機化合物等（有機材料）からなる有機ＥＬ層１１３、及び、金属材料からなり反射特性を有するカソード（陰極）電極１１４を順次積層した構成を有している。

ここで、有機ＥＬ層１１３は、例えば、有機高分子系のホール（正孔）輸送材料からなるホール輸送層（正孔注入層）１１３ａと、有機高分子系の電子輸送性発光材料からなる電子輸送性発光層（発光層）１１３ｂとが積層して構成されている。なお、図示を省略したが、このような有機ＥＬ素子は、絶縁性基板１１１の一面側（図面上方側）を、例えばエポキシ系樹脂等の封止層や封止基板（封止ガラス又は封止フィルム）により封止、密閉することにより、外気から遮断された構成を有している。

このような素子構造を有する有機ＥＬ素子において、図６に示すように、直流電圧源１１５からアノード電極１１２に正電圧、カソード電極１１４に負電圧を印加することにより、ホール輸送層１１３ａに注入されたホールと電子輸送性発光層１１３ｂに注入された電子が有機ＥＬ層１１３内で再結合する際に生じるエネルギーに基づいて光ｈνが放射される。

そして、この光ｈνは、透明電極材料からなるアノード電極１１２を透過して、あるいは、反射特性を有するカソード電極１１４で反射して、絶縁性基板１１１の他面側（図面下方側；視野側）に放出される。このとき、光ｈνの発光強度は、アノード電極１１２とカソード電極１１４間に流れる電流量に応じて制御される。

ところで、上述したような有機ＥＬ素子においては、上記有機ＥＬ層１１３を構成するホール輸送層１１３ａ及び電子輸送性発光層１１３ｂを形成する製造プロセスとして種々の方法が考案されているが、その一例として、上述した有機高分子系のホール（正孔）輸送材料や電子輸送性発光材料を溶媒に分散又は溶解させた液状材料を液滴状にして吐出させ、各表示画素の発光領域（すなわち、有機ＥＬ素子形成領域）に塗布する液滴吐出方式（いわゆる、インクジェット方式）が有効であると考えられている。

図７及び図８は、従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの第１の例を示す工程断面図であり、図９は、従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの第２の例を示す工程断面図である。ここで、上述した有機ＥＬ素子の素子構造と同等の構成については、同一の符号を付して説明する。

有機ＥＬ素子の製造プロセスの第１の例は、まず、図７（ａ）に示すように、透明な絶縁性基板１１１の一面側（図面上方側）の、各表示画素が形成される領域（画素形成領域）Ａpxごとに、少なくともＩＴＯ等の透明電極材料からなるアノード電極１１２を形成した後、図７（ｂ）に示すように、隣接する表示画素との境界領域Ａbdに絶縁性の樹脂材料等からなる隔壁（バンク）１２１を形成する。ここで、隔壁１２１に囲まれた画素形成領域Ａpxには、上記アノード電極１１２が露出している。

次いで、図７（ｃ）に示すように、酸素ガス雰囲気で上記絶縁性基板１１１表面に紫外線ＵＶを照射することにより、活性酸素ラジカルが発生して、アノード電極１１２を構成するＩＴＯ表面の有機物を分解除去して親水化（又は、親液化）するとともに、隔壁１２１表面においてもラジカルを発生して親水化する。
次いで、上述した親水化処理を施した絶縁性基板１１１に対して、フッ化物ガス雰囲気で紫外線ＵＶを照射することにより、隔壁１２１表面においてはフッ素が結合して撥水化し、一方、アノード電極（ＩＴＯ）１１２表面は親水性を保持する。

次いで、図７（ｄ）に示すように、インクジェット装置を用いて、インクヘッドＩＨＨから有機高分子系の正孔注入材料ＨＭＣを液滴状にして吐出させ、上記親水性を有するアノード電極１１２上に塗布した後、乾燥処理を行い、図７（ｅ）に示すように、アノード電極１１２上に正孔注入材料ＨＭＣを定着させて正孔注入層１１３ａを形成する。

次いで、同様に、図７（ｆ）に示すように、インクヘッドＩＨＥから高分子系の発光材料ＥＭＣを液滴状にして吐出させ、上記正孔注入層１１３ａ上に塗布した後、乾燥処理を行い、図８（ｇ）に示すように、発光材料ＥＭＣを定着させて発光層１１３ｂを形成する。なお、上記正孔注入材料ＨＭＣ及び発光材料ＥＭＣの塗布処理においては、隔壁１２１表面が撥水性を有しているので、仮に正孔注入材料ＨＭＣや発光材料ＥＭＣの液滴が隔壁１２１上に着弾してもはじかれて、各画素形成領域Ａpxのアノード電極１１２上の親水性領域（すなわち、有機ＥＬ素子形成領域Ａel）にのみ塗布されることになる。

次いで、図８（ｈ）に示すように、少なくとも上記有機ＥＬ層１１３（正孔注入層１１３ａ及び発光層１１３ｂ）を介してアノード電極１１２に対向するように、リチウムやバリウム等を含み反射特性を有する電極材料からなるカソード電極１１４を形成した後、図８（ｉ）に示すように、各画素形成領域Ａpxのカソード電極１１４を含む絶縁性基板１１１上に、保護絶縁膜や封止樹脂層１１５を形成し、さらに封止基板１１６を接合することにより、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）が完成する。
このような有機ＥＬ素子の製造方法については、例えば、特許文献１等に詳しく説明されている。

また、有機ＥＬ素子の製造プロセスの第２の例は、まず、図９（ａ）に示すように、透明な絶縁性基板１１１の一面側の各画素形成領域Ａpxに、少なくとも第１電極１１２を形成した後、図９（ｂ）に示すように、第１電極１１２を含む絶縁性基板１１１上に、酸化チタン（ＴｉＯ_２）等の光触媒材料を含む、撥水性の光触媒含有層１３１を形成する。

次いで、図９（ｃ）に示すように、第１電極１１２上の光触媒含有層１３１を、パターン形成されたフォトマスクＰＭＫを用いて紫外線ＵＶ等により選択的に露光することにより、第１電極１１２上の光触媒含有層１３１を改質して濡れ性を変化させる（親水化、又は、親液化する）。ここで、露光処理されなかった光触媒含有層１３１は撥水性を保持するので、絶縁性基板１１１上に濡れ性の異なるパターンが形成される。

次いで、上述した第１の例と同様に、図９（ｄ）に示すように、インクジェット装置を用いて、上記親水性を有する第１電極１１２上の領域（具体的には、光触媒含有層１３１）に導電性塗布液及び発光層用塗布液を塗布して、正孔注入層１１３ａ及び発光層１１３ｂを順次形成する。なお、この場合においても、第１電極１１２上の領域以外の光触媒含有層１３１は、撥水性を有しているので、導電性塗布液及び発光層用塗布液がはじかれて塗布されることはない。

次いで、図９（ｅ）に示すように、少なくとも第１電極１１２に対向するように第２電極１１４を形成した後、絶縁性基板１１１上に保護絶縁膜や封止樹脂層１１５を積層し、さらに封止基板１１６を接合して封止することにより、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）が完成する。
このような有機ＥＬ素子の製造方法については、例えば、特許文献２等に詳しく説明されている。

特開２００３−２５７６５６号公報 （第４頁〜第６頁、図２〜図５、図８） 特開２００１−２３７０６９号公報 （第７頁、図２）

上述したような有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）の製造方法においては、以下に示すような問題点を有している。
すなわち、上述した第１及び第２の各製造プロセスにおいては、各表示画素（画素形成領域Ａpx）の電極１１２上のみを親水化（又は、親液化）することにより、有機ＥＬ素子が形成される領域（有機ＥＬ素子形成領域Ａel）にのみ電荷輸送材料を塗布して、有機ＥＬ層を形成することができる。

しかしながら、例えば、画像表示の高精細化のために、表示パネルに配列される表示画素数を増加させて、各表示画素（画素形成領域）のサイズを微細化した場合、有機ＥＬ素子形成領域に電荷輸送材料を、薄く均一に塗布して、膜厚の均一な有機ＥＬ層を形成することが困難になるという問題を有していた。

これは、上述した第１の製造プロセスにおいては、各表示画素（画素形成領域Ａpx）間の境界領域に突出して設けられた隔壁１２１に施された撥水化処理が不十分であることに加え、電荷輸送材料の塗布液ＬＱＤの表面張力に起因して、図１０（ａ）に示すように、当該隔壁１２１の側面に沿って、塗布液ＬＱＤの液面端部が迫り上がるため、当該塗布液ＬＱＤの液面端部近傍の膜厚が厚くなり、液面中央付近が薄くなるという膜厚の不均一が生じる。

また、第２の製造プロセスにおいては、上述したような隔壁を設けていないため、電荷輸送材料の塗布液の液面端部が隔壁の側面に沿って迫り上がる現象を防止することができるものの、画素形成領域の周囲が撥水性の領域に囲まれていることにより、図１０（ｂ）に示すように、表面張力により塗布液ＬＱＤの液面端部が立ち下がるため、当該塗布液ＬＱＤの液面端部近傍の膜厚が薄くなり、液面中央付近が厚くなるという膜厚の不均一が生じる。なお、図１０は、従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの問題点を説明するための概略図である。

このように、画素形成領域内に形成される有機ＥＬ層の膜厚が均一にならないため、発光動作時に供給される発光駆動電流が膜厚の薄い領域に集中して流れ、当該領域においてのみ励起光が放出される（発光動作が行われる）ことになり、画素形成領域における発光面積の比率を示す開口率が低下して、表示画質が劣化するという問題を有していた。

さらに、上述した第２の製造プロセスにおいては、画素形成領域（第１電極）の光触媒含有層を親水化するために紫外線ＵＶ等を選択的に照射する露光工程を有しているが、このような露光処理のために、表示パネル（絶縁性基板１１１）上の各表示画素の位置に対応した高精度のフォトマスクＰＭＫを必要とする上、高エネルギーの短波長光を発生させるための露光装置を必要とする。
さらに、画像表示の高精細化のために微細化された各表示画素（画素形成領域）に対応するフォトマスクを精度よく形成するためには、工数やコストの増加を招くという問題を有していた。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑み、表示画素の画素形成領域に膜厚が比較的均一な有機ＥＬ層を簡易な手法により形成することができる表示装置の製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示画素が複数配列された表示パネルを備えた表示装置の製造方法において、
少なくとも、
前記表示パネルを構成する絶縁性基板の一面側に、撥液性膜を形成する工程と、
前記各表示画素の形成領域にのみ、レーザー光を照射して、当該画素形成領域の前記撥液性膜を改質して親液化する工程と、
前記画素形成領域に電荷輸送層を形成する工程と、
を含むことを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の表示装置の製造方法において、前記画素形成領域の前記撥液性膜を親液化する工程は、前記レーザー光の照射経路中に介在させた光触媒透過膜を介して、前記各表示画素の形成領域の前記撥液成膜にのみ、前記レーザー光を照射することにより、当該画素形成領域の前記撥液性膜を改質して親液化することを特徴とする。

ここで、上記一連の表示装置の製造方法において、前記絶縁性基板の一面側に、前記撥液性膜を形成する工程に先立って、前記画素形成領域に少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する一対の電極のうち、一方の電極層を所定のパターン形状で形成する工程を含み、さらに、前記画素形成領域に前記正孔注入層及び前記発光層を積層形成する工程の後に、少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する一対の電極のうち、他方の電極層を所定のパターン形状で形成する工程を含むものであってもよい。

また、前記絶縁性基板の一面側に、前記撥液性膜を形成する工程に先立って、前記各表示画素の前記画素形成領域周囲に隔壁を形成する工程を含み、
前記画素形成領域の前記撥液性膜を親液化する工程は、前記隔壁に囲まれた前記画素形成領域にのみ、前記レーザー光を照射することにより、当該画素形成領域の前記撥液性膜を改質して親液化するものであってもよい。

なお、前記画素形成領域に電荷輸送層を形成する工程は、インクジェット法を用いて塗布することにより、電荷輸送層を形成することができる。
また、前記画素形成領域の前記撥液性膜を改質するための前記レーザー光は、概ね３８０ｎｍ以下の波長を有するように設定されたものを適用することができる。ここで、前記画素形成領域の前記撥液性膜を改質するための前記レーザー光は、前記画素形成領域の面積と同等の照射面積を有するように設定されているものであってもよいし、前記画素形成領域の面積よりも狭い照射面積を有するように設定されているものであってもよい。

後者の場合、前記レーザー光は、前記画素形成領域を走査することで前記画素形成領域のほぼ全域を改質することができる。前記レーザー光の照射時間や照射強度を制御することによって画素形成領域の微細な特性改善をすることができる。
また、前記画素形成領域に対応するようなマスクパターンが形成されていない光触媒膜を介して前記画素形成領域に前記レーザー光を照射することによって精度の高い親液−疎液パターンを形成することができる。

本発明に係る表示装置の製造方法は、絶縁性基板上に形成された撥液性分子膜のうち、画素形成領域（有機ＥＬ素子形成領域）の撥液性分子膜に対してのみ、レーザー光を直接スポット照射することにより、当該領域のみを親液化して、絶縁性基板上に親液−疎液パターン（濡れ性の異なるパターン）を形成することができるので、均一な膜厚を有する有機ＥＬ層（正孔輸送層及び電子輸送性発光層）を形成することができる。

以下、本発明に係る表示装置の製造方法について、実施の形態を示して詳しく説明する。
＜第１の実施形態＞
図１及び図２は、本発明に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の第１の実施形態を示す工程断面図である。なお、上述した従来技術と同等の構成については、同等の用語又は符号を付して説明する。

本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法は、まず、図１（ａ）に示すように、ガラス等の透明な絶縁性基板１１の一面側の各画素形成領域Ａpxに、少なくとも、有機ＥＬ素子のアノード電極であって、透明電極材料からなる画素電極（一方の電極層）１２、及び、当該画素電極１２への発光駆動電流の供給状態を制御する薄膜トランジスタＴＦＴ、アノード側配線層（図示を省略）等を形成した後、図１（ｂ）に示すように、当該画素形成領域Ａpxを含む絶縁性基板１１上に撥液分子膜（撥液性膜）３１を形成する。撥液分子膜３１は極めて薄いので、後述する有機ＥＬ層１３（例えば正孔輸送層１３ａ）に対して、画素電極１２の電荷注入性をほとんど損なうものではない。

ここで、画素電極１２は、例えば、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズのうちの少なくとも一つを含む化合物または混合物等の透明電極材料（例えば、錫ドープ酸化インジウム（ＩＴＯ）や、亜鉛ドープ酸化インジウム等）を、電子ビーム蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等を用いて成膜した後、有機ＥＬ素子の平面形状に対応させてパターニングすることにより形成される。

また、薄膜トランジスタＴＦＴは、各画素形成領域Ａpx（有機ＥＬ素子形成領域Ａel）の縁辺部であって、隣接する表示画素との境界領域近傍に設けられる。図１において、Ｇｐは、薄膜トランジスタＴＦＴのゲート電極であり、Ｓｐは、画素電極に電気的に接続するように形成された薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極、Ｄｐは、有機ＥＬ素子に供給される発光駆動電流の供給源に接続するように形成された薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極、ＩＳｇは、ゲート電極Ｇｐとソース電極Ｓｐ及びドレイン電極Ｄｐ間に形成されたゲート絶縁膜、ＳＭＣは、チャネル領域を形成する半導体層である。なお、ゲート絶縁膜ＩＳｇは、薄膜トランジスタＴＦＴの形成領域から有機ＥＬ素子形成領域Ａelの画素電極１２の下層にまで延在するように設けられている。また、ＩＳｐは、薄膜トランジスタＴＦＴを被覆するように設けられた保護絶縁膜である。

したがって、上記撥液分子膜３１は、有機ＥＬ素子形成領域Ａelにおいては画素電極上に形成され、有機ＥＬ素子形成領域Ａel以外の領域では、薄膜トランジスタＴＦＴの保護絶縁膜ＩＳｐ（又は、当該保護絶縁膜ＩＳｐと同時に表示画素間の境界領域に形成される素子間絶縁膜ＩＳｅ）上に形成される。また、撥液分子膜３１は、例えば、撥液性を示すフッ素等を含む官能基を有するシラン化合物（特に、シラザン化合物）の溶液中に絶縁性基板１１を浸漬した後、溶媒を蒸発させることにより、撥液性を有するシラザン化合物からなる薄膜が、画素電極１２及び保護絶縁膜ＩＳｐ表面に化学吸着した状態で形成される。

次いで、図１（ｃ）に示すように、絶縁性基板１１上に形成された撥液分子膜３１のうち、有機ＥＬ素子形成領域Ａel（すなわち、画素電極１２上の領域）上にレーザー光発振源ＬＳを配置させ、レーザー光発振源ＬＳが有機ＥＬ素子形成領域Ａelの撥液分子膜３１に対して、レーザー光ＬＳＲを（マスクを用いることなく）直接照射して、当該撥液分子膜を改質して親液化する。ここで、レーザー光ＬＳＲは、例えば、３８０ｎｍ以下の波長を有するように設定され、所定の照射面積（又は、ビーム径）を有するようにスポット状に収束されている。

このようなレーザー光ＬＳＲが照射されることにより、撥液分子膜３１表面においてオゾンが発生して撥液性を示す官能基水酸基（−ＯＨ）に置換され、親液化される。これにより、有機ＥＬ素子形成領域Ａelのみが親液性を有し、他の領域は撥液性を保持することになる。このような親液化処理は、例えば、絶縁性基板１１上の各画素形成領域Ａpxの有機ＥＬ素子形成領域Ａelごとに個別に実行され、このような処理を各画素形成領域Ａpxについて順次繰り返し実行することにより、全ての画素形成領域Ａpxの撥液分子膜３１が親液化される（親液層３１ｗが形成される）。

ここで、有機ＥＬ素子形成領域Ａelへのレーザー光ＬＳＲの照射方法としては、レーザー光発振源ＬＳにおけるレーザー光の照射面積（ビーム径）を、照射対象となる有機ＥＬ素子形成領域Ａelと同等の面積又は形状になるように設定して、各画素形成領域Ａpxの有機ＥＬ素子形成領域Ａelに対して１回の照射処理のみで当該領域の親液化を行うものであっても良いし、レーザー光の照射面積（ビーム径）を、有機ＥＬ素子形成領域Ａelよりも小さい面積又は形状になるように設定して、各画素形成領域Ａpxの有機ＥＬ素子形成領域Ａelに対して当該レーザー光ＬＳＲを走査するように連続的に照射することにより当該領域の親液化を行うものであっても良い。このように、レーザー光ＬＳＲによって撥液分子膜３１の任意の位置を親液性に変えることができるので、レーザー光ＬＳＲを選択的に露光するフォトマスクなしに高精度に親液−撥液パターニングを行うことができる。

次いで、図１（ｄ）に示すように、従来技術に示した場合と同様に、インクジェット装置を用いて、有機高分子系の正孔輸送材料を含む有機化合物含有液として、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホン酸水溶液（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ；導電性ポリマーであるポリエチレンジオキシチオフェンＰＥＤＯＴと、ドーパントであるポリスチレンスルホン酸ＰＳＳを水系溶媒に分散させた分散液）を液滴状にして吐出させ、上記親液性を有する画素電極１２上の親液化された撥液分子膜３１（親液層３１ｗ）に塗布した後、窒素雰囲気中で乾燥処理を行って溶媒を除去することにより、画素電極１２上に有機高分子系の正孔輸送材料を定着させて、電荷輸送層である正孔輸送層１３ａを形成する。

ここで、画素電極１２上の親液層３１ｗに塗布された有機化合物含有液（正孔輸送材料）は、親液層３１ｗに対して当該液滴が濡れやすいので、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの全域に行き渡り、均一な膜厚を有する正孔輸送層１３ａを形成することができる。一方、親液化処理されなかった撥液分子膜３１上に塗布された有機化合物含有液は、はじかれて当該膜上には定着しない。

次いで、同様に、インクジェット装置を用いて、有機高分子系の電子輸送性発光材料を含む有機化合物含有液として、例えば、ポリフルオレン系やポリパラフェニレンビニレン系等の発光材料を、テトラリン、テトラメチルベンゼン、メシチレン、キシレン等の有機溶媒に溶解した溶液）を液滴状にして吐出させ、上記正孔輸送層１３ａ上に塗布した後、窒素雰囲気中で乾燥処理を行って溶媒を除去することにより、正孔輸送層１３ａ上に有機高分子系の電子輸送性発光材料を定着させて、電荷輸送層である電子輸送性発光層（発光層）１３ｂを形成する。

ここで、撥液分子膜３１の撥液部分は正孔輸送層１３ａよりも撥液性が強いために、乾燥した正孔輸送層１３ａ上に塗布された有機化合物含有液（電子輸送性発光材料）は、撥液分子膜３１の撥液部分に比べて正孔輸送層１３ａの方が濡れやすいので、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの全域に行き渡り、均一な膜厚を有する電子輸送性発光層１３ｂを形成することができる。一方、撥液分子膜３１上に塗布された有機化合物含有液は、はじかれて当該膜上には定着しない。また、有機化合物含有液中の溶媒が親油性（疎水性）のため、この溶媒によって正孔輸送層１３ａの材料が溶解することはほとんどない。

次いで、図２（ｅ）に示すように、上記画素形成領域Ａpxを含む絶縁性基板１１上に、蒸着法やスパッタ法等により、リチウムやバリウム等の電子注入性に優れた材料を含む反射特性を有する導電性材料からなる電極層を形成し、少なくとも、上記正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂを介して画素電極１２に対向するように、有機ＥＬ素子のカソード電極である対向電極（他方の電極層）１４、及び、接地電位等の所定の電源電圧に接続された対向電極配線層（図示を省略）等を形成する。
次いで、図２（ｆ）に示すように、各画素形成領域Ａpxの対向電極１４及び対向電極配線層を含む絶縁性基板１１上に、保護絶縁膜や封止樹脂層１５を形成した後、封止基板１６を接合することにより、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）が完成する。

このように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）の製造方法は、絶縁性基板１１上の有機ＥＬ素子形成領域Ａel（画素電極１２上）に形成された撥液性分子膜３１に対してのみ、（３８０ｎｍ以下の）短波長のレーザー光を直接スポット照射することにより当該領域のみを親液化して、絶縁性基板１１上に親液−疎液パターン（濡れ性の異なるパターン）を形成し、有機ＥＬ素子形成領域Ａelにおいてのみ有機材料（正孔輸送材料及び電子輸送性発光材料）の塗布液（有機化合物含有液）が均一に広がりやすくして、均一な膜厚を有する有機ＥＬ層１３（正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂ）を形成することを特徴としている。

このような有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）の製造方法によれば、正孔輸送層や電子輸送性発光層を形成するための正孔輸送材料や電子輸送性発光材料に対して、良好な親液性（濡れ性）を有する親液層を画素電極上に形成することができるとともに、その他の領域（有機ＥＬ素子形成領域以外）において十分な撥液性を保持させることができるので、有機材料の塗布液の表面張力に起因する液面端部の立ち下がりを緩和して比較的膜厚の均一な有機ＥＬ層を形成できる。

したがって、有機ＥＬ素子の発光動作時に供給される発光駆動電流が、有機ＥＬ層の略全域に比較的均一に流れるので、画素形成領域（有機ＥＬ素子形成領域）の略全域において励起光が放出される（発光動作が行われる）ことになり、表示パネルの開口率を向上させて、表示画質が良好な表示装置を実現することができる。

また、本実施形態に係る製造方法においては、レーザー光を直接有機ＥＬ素子形成領域（画素電極上）の撥液分子膜に照射することにより、当該撥液分子膜を親液化する処理を行っているので、レーザー光の選択的な照射のために、高精度のフォトマスクを用いる必要がなく、また、上記親液化処理に用いる短波長光のレーザー光は、一般的なレーザー光発振源を用いて容易に生成することができるので、汎用又は既存の設備を流用して、簡易かつ安価な製造プロセスで良好な膜質を有する有機ＥＬ層（有機ＥＬ素子）を形成することができる。

なお、本実施形態においては、隣接する表示画素間（画素境界領域）に隔壁が形成されていない構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、従来技術に示した構成と同様に、隣接する表示画素間に隔壁が設けられた構成を有するものであっても良い。

図３及び図４は、本実施形態に係る表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の他の例を示す工程断面図である。
すなわち、図１（ａ）に示したように、画素電極１２及び薄膜トランジスタＴＦＴが形成された絶縁性基板１１の一面側全域に、絶縁性の樹脂材料を所定の膜厚（例えば、数μｍ）で形成した後、図３（ａ）に示すように、フォトリソグラフィ法により、少なくとも隣接する表示画素間（画素境界領域）に当該樹脂材料を残留させるようにパターニングして傾斜角が９０度未満（好ましくは６０度〜８０度）の隔壁（バンク）２１を形成する。これにより、隔壁２１に囲まれた画素形成領域Ａpx（すなわち、有機ＥＬ素子形成領域Ａel）には、上記画素電極１２が露出する。

次いで、上述した実施形態と同様に、図３（ｂ）に示すように、当該画素電極１２及び隔壁２１を含む絶縁性基板１１上に撥液分子膜３１を形成した後、隔壁２１に囲まれた有機ＥＬ素子形成領域Ａelに対してのみレーザー光ＬＳＲを選択的に照射することにより、当該領域の撥液分子膜３１を親液化する（親液層３１ｗを形成する）。

その後、図３（ｃ）に示すように、インクジェット法を用いて、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの親液層３１ｗ上に有機ＥＬ層１３（正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂ）を順次積層形成し、さらに、図４（ｄ）に示すように、当該有機ＥＬ層１３を介して対向するように対向電極１４を形成したのち、図４（ｅ）に示すように、封止樹脂層１５等を介して封止基板１６を接合することにより、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）が完成する。

このような有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）の製造方法においても、画素電極上に有機材料（正孔輸送材料や電子輸送性発光材料）に対して、良好な親液性（濡れ性）を有する親液層を形成することができるとともに、隔壁表面に十分な撥液性を保持させることができるので、有機材料の塗布液の表面張力に起因する液面の高さの不均一さを緩和して、比較的膜厚の均一な有機ＥＬ層（正孔輸送層や電子輸送性発光層）を形成できる。また、隔壁２１の傾斜角を９０度未満としたことによりさらに有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁の迫り上がりを緩和することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る表示装置の製造方法の第２の実施形態について説明する。
図５は、本発明に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の第２の実施形態を示す工程断面図である。なお、上述した実施形態と同等の工程については、その説明を簡略化する。

上述した第１の実施形態においては、各画素形成領域Ａpxに画素電極１２及び薄膜トランジスタＴＦＴを形成した絶縁性基板１１上に撥液分子膜３１を形成した後、各画素形成領域Ａpxの有機ＥＬ素子形成領域Ａel（画素電極１２上）の撥液分子膜３１に対してのみ、レーザー光ＬＳＲを選択的に照射して、当該領域の撥液分子膜３１を改質して親液化する（親液層３１ｗを形成する）製造プロセスについて説明したが、第２の実施形態においては、画素電極１２及び薄膜トランジスタＴＦＴを形成した絶縁性基板１１１上に撥液分子膜３１を形成した後、光触媒膜からなるフォトマスクを介してレーザー光ＬＳＲを選択的に照射して親液層３１ｗを形成する製造プロセスを有している。

本実施形態に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法は、具体的には、まず、図１（ａ）〜（ｂ）に示したように、画素電極１２及び薄膜トランジスタＴＦＴが形成された絶縁性基板１１の一面側全域に撥液分子膜３１を形成する。その後、図５に示すように、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）等の光触媒材料からなる光触媒膜３２（すなわち、マスクパターンが形成されていない単なる薄板からなるフォトマスク；光触媒透過膜）を、上記撥液分子膜３１が形成された絶縁性基板１１の一面側に、基板面から離間して配置し、上述した第１の実施形態と同様に、各画素形成領域Ａpxの有機ＥＬ素子形成領域Ａel（すなわち、画素電極１２上の領域）に対して、例えば、３８０ｎｍ以下の波長を有するレーザー光を選択的に照射する。

このように、有機ＥＬ素子形成領域Ａelに対応する領域の光触媒膜３２に対して、活性光線であるレーザー光ＬＳＲが照射されることにより、活性酸素種（フリーラジカルを含む）ＡＳが生成され、この活性酸素種ＡＳが下方に位置する領域の撥液分子膜３１と化学反応（触媒反応）を引き起こし、当該撥液分子膜３１の撥液性を示すフッ素を含む官能基が分離、離脱して親液性を示す水酸基（−ＯＨ）に置換されることにより、当該領域の撥液分子膜３１が親液化されて親液層３１ｗが形成される。これにより、有機ＥＬ素子形成領域Ａelのみが親液性を有し、他の領域は撥液性を保持することになる。

なお、光触媒膜３２に適用可能な光触媒材料は、上述した酸化チタン（ＴｉＯ_２）に限定されるものではなく、酸化亜鉛（ＺｎＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ_２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化鉄（Ｆｅ_２Ｏ_３）等から選択された一種以上の物質を適用することができる。特に、上記レーザー光の波長を３８０ｎｍ以下に設定した場合にあっては、励起波長が３８０ｎｍ以下である酸化チタン（ＴｉＯ_２）を光触媒膜に適用することが望ましい。

以下、上述した第１の実施形態と同様に、インクジェット法を用いて、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの親液層３１ｗ上に有機ＥＬ層１３（正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂ）を順次積層形成し、さらに、当該有機ＥＬ層１３を介して対向するように対向電極１４を形成したのち、封止樹脂層１５等を介して封止基板１６を接合することにより、有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）が完成する。

このように、本実施形態に係る有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）の製造方法は、絶縁性基板１１上の画素形成領域Ａpx（有機ＥＬ素子形成領域Ａel）に形成された撥液性分子膜３１に対してのみ、光触媒膜３２からなるフォトマスクを介して、（３８０ｎｍ以下の）短波長のレーザー光ＬＳＲをスポット照射することにより当該領域のみを親液化して、絶縁性基板１１上に親液−疎液パターン（濡れ性の異なるパターン）を形成することを特徴としている。

このような有機ＥＬ素子（有機ＥＬ表示パネル）の製造方法によれば、光触媒膜にレーザー光ＬＳＲが照射されることにより生成される活性酸素種ＡＳにより、撥液分子膜の親液化が促進されるので、簡易な手法により親液化処理を効率的に行うことができるとともに、有機材料（正孔輸送材料や電子輸送性発光材料）に対して、極めて良好な親液性（濡れ性）を有する親液層を画素電極上に形成することができ、膜厚の均一な有機ＥＬ層を有する有機ＥＬ素子を形成することができる。第２実施形態の表示装置の製造方法は、図３、図４においても同様に適用できる。

また、上記実施形態では、レーザー光ＬＳＲの照射方向を制御しているので、画素形成領域Ａpx全域に触媒活性光線を照射しても有機ＥＬ素子形成領域Ａelのみに活性酸素種ＡＳが発生するようなマスキングを光触媒膜３２に施す必要がないので、光触媒膜３２のマスクによる分解能の制限がなく、高精細な有機ＥＬ素子形成領域Ａelを形成することができる。

上記各実施形態では、保護絶縁膜ＩＳｐと有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁との間には段差があり、また、隔壁２１と有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁との間には段差があり、この段差のために、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁には比較的液体が集まりやすくなり、結果として有機ＥＬ層１３となる電荷輸送層材料が凝集しやすい。このため、有機ＥＬ層１３の膜厚を有機ＥＬ素子形成領域Ａel全域にわたってより均一化するために、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁でのレーザー光ＬＳＲの照射時間を有機ＥＬ素子形成領域Ａelの中央での照射時間より短くするか、有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁でのレーザー光ＬＳＲの照射強度を有機ＥＬ素子形成領域Ａelの中央での照射強度より弱くして有機ＥＬ素子形成領域Ａelの中央を有機ＥＬ素子形成領域Ａelの周縁よりも親液性を強くするようにしてもよい。

上記各実施形態では、画素電極１２を透明電極としたが、これに限らず、光反射性導電層からなる反射電極、或いは、反射導電層と透明導電層との積層構造であってもよい。このように画素電極１２を光反射性とした場合、対向電極１４を光透過性として対向電極１４側から有機ＥＬ層１３の発光を透過してもよい。
また上記各実施形態では、画素電極１２及び対向電極１４をそれぞれアノード、カソードとしたが、画素電極１２及び対向電極１４をそれぞれカソード、アノードとしてもよい。

上記実施形態では、ゲート絶縁膜ＩＳｇ上に画素電極１２を形成したが、これに限らず、有機ＥＬ素子形成領域Ａelにまで保護絶縁膜ＩＳｐを形成し、その後、保護絶縁膜ＩＳｐにソース電極Ｓｐが露出するようなコンタクトホールを形成してから、ソース電極Ｓｐと接続するように画素電極１２を形成するようにしてもよい。このとき、保護絶縁膜ＩＳｐは窒化シリコン等の保護膜に加えて感光性樹脂等の平坦化膜の積層構造であってもよい。

上記各実施形態において、レーザー光ＬＳＲの走査をする場合、レーザー光発振源ＬＳと撥液分子膜３１との間に、レンズやミラー等の光照射方向制御手段を配置させて行ってもよく、また、レーザー光発振源ＬＳ或いは絶縁性基板１１の少なくとも一方を相対的に平面的に移動させることによって行ってもよい。また、必要に応じて有機ＥＬ素子形成領域Ａelの同じ箇所に繰り返しレーザー光ＬＳＲを走査してもよい。

また、上記各実施形態では、正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂを順次成膜したが、これに限らず電子輸送性発光層１３ｂ、正孔輸送層１３ａの順に成膜してもよい。
上記各実施形態では、有機ＥＬ層１３を、正孔輸送層１３ａ及び電子輸送性発光層１３ｂで構成したが、発光層単層でもよく、また、正孔輸送層、発光層、電子輸送層でもよく、正孔輸送性発光層、電子輸送層でもよく、その他の電荷輸送層を適宜追加してもよい。
また、上記実施形態では、隔壁２１が絶縁性の樹脂材料で構成されたが、導電性隔壁の表面を絶縁膜でコーティングしたものであってもよい。

本発明に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の第１の実施形態を示す工程断面図（その１）である。 本発明に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の第１の実施形態を示す工程断面図（その２）である。 第１の実施形態に係る表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の他の例を示す工程断面図（その１）である。 第１の実施形態に係る表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の他の例を示す工程断面図（その２）である。 本発明に係る表示装置に適用される表示パネル（有機ＥＬ素子）の製造方法の第２の実施形態を示す工程断面図である。 有機ＥＬ素子の概略構成及び動作原理を示す概略断面図である。 従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの第１の例を示す工程断面図（その１）である。 従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの第１の例を示す工程断面図（その２）である。 従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの第２の例を示す工程断面図である。 従来技術における有機ＥＬ素子の製造プロセスの問題点を説明するための概略図である。

符号の説明

１１ 絶縁性基板
１２ 画素電極
１３ 有機ＥＬ層
１３ａ 正孔輸送層
１３ｂ 電子輸送性発光層
１４ 対向電極
２１ 隔壁
３１ 撥液分子膜
３１ｗ 親液層
３２ 光触媒膜
Ａpx 画素形成領域
Ａel 有機ＥＬ素子形成領域

Claims (9)

1. 有機エレクトロルミネッセンス素子からなる表示画素が複数配列された表示パネルを備えた表示装置の製造方法において、
   少なくとも、
   前記表示パネルを構成する絶縁性基板の一面側に、撥液性膜を形成する工程と、
   前記各表示画素の形成領域にのみ、レーザー光を照射して、当該画素形成領域の前記撥液性膜を改質して親液化する工程と、
   前記画素形成領域に電荷輸送層を形成する工程と、
   を含むことを特徴とする表示装置の製造方法。
2. 前記画素形成領域の前記撥液性膜を親液化する工程は、前記レーザー光の照射経路中に介在させた光触媒透過膜を介して、前記各表示画素の形成領域の前記撥液性膜にのみ、前記レーザー光を照射することにより、当該画素形成領域の前記撥液性膜を改質して親液化することを特徴とする請求項１記載の表示装置の製造方法。
3. 前記絶縁性基板の一面側に、前記撥液性膜を形成する工程に先立って、前記画素形成領域に少なくとも前記有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する一対の電極のうち、一方の電極層を所定のパターン形状で形成する工程を含むことを特徴とする請求項１又は２記載の表示装置の製造方法。
4. 前記絶縁性基板の一面側に、前記撥液性膜を形成する工程に先立って、前記各表示画素の前記画素形成領域周囲に隔壁を形成する工程を含み、
   前記画素形成領域の前記撥液性膜を親液化する工程は、前記隔壁に囲まれた前記画素形成領域にのみ、前記レーザー光を照射することにより、当該画素形成領域の前記撥液性膜を改質して親液化することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
5. 前記画素形成領域の前記撥液性膜を改質するための前記レーザー光は、概ね３８０ｎｍ以下の波長を有するように設定されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
6. 前記画素形成領域の前記撥液性膜を改質するための前記レーザー光は、前記画素形成領域の面積と同等の照射面積を有するように設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
7. 前記画素形成領域の前記撥液性膜を改質するための前記レーザー光は、前記画素形成領域の面積よりも狭い照射面積を有するように設定されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の表示装置の製造方法。
8. 前記画素形成領域の前記撥液性膜を改質するための前記レーザー光は、前記画素形成領域を走査することを特徴とする請求項７記載の表示装置の製造方法。
9. 前記画素形成領域に対応するようなマスクパターンが形成されていない光触媒膜を介して前記画素形成領域に前記レーザー光を照射することを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の表示装置の製造方法。

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