JP2008192450A - 電気光学装置および電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数の画素領域が隔壁によって区画されてなる電気光学装置である。複数の画素領域は、第1画素領域と第2画素領域とを有し、第1画素領域は第1機能膜を有し、第2画素領域は第1機能膜とは異なる第2機能膜を有し、隔壁は第1画素領域を区画する第1隔壁と、第2画素領域を区画する第2隔壁とを有し、第1隔壁の表面状態と第2隔壁の表面状態とは異なっている。
【選択図】図3
Description
ところで、前記インクジェット法を用いて有機EL装置を製造する場合には、配列形成された各画素(発光素子)の発光特性(輝度、色純度等)を均一化することが重要であり、このような発光特性の均一化が、有機EL装置の製造歩留まりに大きく影響している。発光特性を均一化するためには、各発光層を画素間で均一かつ平坦に形成することが必要である。特に膜厚の均一性及び平坦性は、インクの塗布法やその乾燥条件など、成膜条件によって大きく変動するため、この成膜条件が発光素子の均一性を向上させるために重要となっている。
この技術(製造方法)は、基板上に第1隔壁部と第2隔壁部とを形成する工程と、各隔壁部の各開口に対し電気光学層を構成する各機能材料を含む液状体(液体材料)を液滴吐出法にて吐出する工程と、を備えて構成されている。そして、吐出する液状体は、各電気光学層毎にそれぞれ異なる粘度を有している。また、隔壁部形成工程においては、相対的に低粘度の液状体を吐出する位置では、第1隔壁部のうち第2隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に小さくし、相対的に高粘度の液状体を吐出する位置では、第1隔壁部のうち第2隔壁部から突き出した部分の表面積を相対的に大きくしている。
そして、前記構成に基づき、この特許文献1の製造方法によれば、液状体の粘度に応じて第1隔壁部の突出部の面積を好適に調整することにより、各電気光学層の膜厚をそれぞれ均一且つ平坦にすることができる、とされている。
このようにすれば、単に材料を適宜に選択するだけで、隔壁の表面状態を制御することが可能になる。
また、溶質の分子量が大きい液体材料は、溶質の分子量が相対的に小さい液体材料に比べて粘性が高く、したがって、乾燥時において、増粘する過程で固形分である溶質が径を縮めて中央に集まることなく、そのままの状態に保持され易くなる。すると、中央部に比べて周縁部で乾燥が速く進むことにより、溶質は周縁部側に流動する。その結果、隔壁内においても、乾燥後得られる膜は周縁部で盛り上がり、中央部で凹んだ状態になり易くなる。そこで、隔壁の濡れ性を相対的に低くしておき、乾燥時、隔壁側面の撥液作用によって溶質(固形分)を隔壁の側面からはじいて隔壁開口内の中央部に寄せるようにし、溶質が必要以上に周縁部に集まるのを防止することにより、乾燥後得られる機能膜の平坦性をより良好にすることができる。
このようにすれば、本発明の電気光学装置は、有機EL発光層の平坦性がより良好になり、したがって発光特性が均一化した優れた有機EL装置となる。
このようにすれば、表面処理の条件等を適宜に設定することにより、隔壁を所望の濡れ性に制御することが可能になる。
このようにすれば、前記したように乾燥時の増粘過程を制御することができ、これにより乾燥後得られる機能膜の平坦性をより良好にすることができる。
このようにすれば、隔壁内に液体材料をより選択的に配することが可能になる。
(有機EL装置)
図1〜図3は、本発明の電気光学装置を有機EL装置に適用した場合の一実施形態を説明するための図であり、図1は有機EL装置の配線構造を示す説明図、図2は、図1に示した有機EL装置の平面模式図、図3は、図1に示した有機EL装置の要部の断面模式図である。
なお、陽極(画素電極)111と陰極(対向電極)12と発光機能層110とを備えてなることにより、有機EL素子が構成されている。
図3に示すように基板2上に形成される有機EL素子3は、画素電極111と、正孔注入層60と発光層70からなる発光機能層110と、陰極12とによって構成されている。また、基板2の厚さ方向において、前記有機EL素子3を含むEL素子部10と基板2との間には、回路素子部14が形成されている。この回路素子部14には、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ123等が形成されている。
また、前記シリコン層241のうち、ゲート絶縁層282を挟んでゲート電極242と重なる領域が、チャネル領域241aとされている。なお、このゲート電極242は、図示しない走査線の一部である。一方、シリコン層241を覆い、ゲート電極242を形成したゲート絶縁層282の表面には、SiO2を主体とする第1層間絶縁層283が形成されている。
また、この陰極12上には、接着層51を介して封止基板(図示せず)が貼着されている。
このような構成の有機EL装置1を製造するには、従来と同様にして基板2上に回路素子部14を形成する。そして、基板2の全面を覆うように画素電極111となる透明導電膜を、ITOによって形成する。次いで、この導電膜をパターニングすることにより、図4(a)に示すように平坦化膜284のコンタクトホール111aを介してドレイン電極244と導通する画素電極111を形成する。
続いて、この第2隔壁層を公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いてパターニングし、図4(c)に示すように第1隔壁部25上の所定位置、詳しくは画素領域を囲む位置に隔壁層221(基礎隔壁)を残す。
また、表面処理(紫外線照射処理)がなされずに元のポリシロキサン硬化体の状態に保持された部分は、元の撥液性のままとなり、濡れ性が相対的に低い第2隔壁部221Bとなり、後述する青色発光層用の液体材料に対する濡れ性、すなわちこの液体材料の第2隔壁部221Bに対する静的接触角が、90°となった。
このとき、前記液体材料において、特にその溶質(発光材料)の分子量が相対的に小さい赤色発光層用の液体材料および緑色発光層用の液体材料と、溶質(発光材料)の分子量が相対的に大きい青色発光層用の液体材料とは、その増粘過程が異なるものの、それぞれの分子量の対応して第2隔壁部221の濡れ性が異なっているので、共に平坦性に優れた良好な膜となる。
その後、前記陰極12上に接着層51を形成し、さらにこの接着層51によって封止基板(図示せず)を接着し、封止を行う。これにより、本実施形態の有機EL装置1を得る。
すなわち、この実施形態では、図3に示した第2隔壁部221R、221Gと、第2隔壁部221Bとを、異なる材料で形成し、これによって液体材料に対する濡れ性を異ならせている。
続いて、この第2隔壁層を公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いてパターニングし、図6(a)に示すように第1隔壁部25上の所定位置(画素領域を囲む位置)で、かつ、赤色発光層70Rと緑色発光層70Gとを形成するための画素領域を囲む隔壁部分を形成し、これらを第2隔壁部221R、221Gとする。
続いて、この第2隔壁層を公知のホトリソグラフィー技術、エッチング技術を用いてパターニングし、図6(b)に示すように第1隔壁部25上の所定位置(画素領域を囲む位置)で、かつ、青色発光層70Bを形成するための画素領域を囲む隔壁部分を形成し、これを第2隔壁部221Bとする。
したがって、このような発光層70R、70G、70Bを有してなる本実施形態の有機EL装置は、各発光層70R,70G、70Bの平坦性がいずれも良好なものとなり、したがって発光特性が均一化した優れたものとなる。
前記の、表面処理によって第2隔壁部221R、221Gと第2隔壁部221Bとの濡れ性を異ならせた実施形態の、有機EL装置1を発光させたところ、R、G、Bのいずれも均一な発光が観測された。
(実施例2)
前記の、異なる材料を用いることで第2隔壁部221R、221Gと第2隔壁部221Bとの濡れ性を異ならせた実施形態の、有機EL装置を発光させたところ、R、G、Bのいずれも均一な発光が観測された。
実施例1において、紫外線照射処理による表面処理を行う際、マスクを用いて選択的に紫外線照射を行うのに代えて、基板温度を50℃に加温した状態で、全ての隔壁部に紫外線照射を行った。これにより、第2隔壁部221R、221G、221Bの全てを、濡れ性が高いもの(親液性のもの)とした。得られた発光層70R、70G、70Bを観察したところ、発光層70R、70Gは、実施例1と同様に平坦性が良好な膜となっていた。一方、発光層70Bは、その多くが第2隔壁部221Bに付着していることにより、中央部が凹んだ凹形状のものとなっていた。
このようにして得られた有機EL装置を発光させたところ、第2隔壁部221R、221G内の発光層70R、70Gでは、実施例1と同様、共に均一な発光が観測された。また、発光層70Bでは、中央部の輝度が高くなる不均一な発光が観測された。
実施例1において、紫外線照射処理を行うことなく、したがって第2隔壁部221R、221G、221Bの全てを、濡れ性が低いもの(撥液のもの)とした。得られた発光層70R、70G、70Bを観察したところ、発光層70R、70Gは、その中央部が盛り上がる凸形状のものとなっていた。一方、発光層70Bは、実施例1と同様に平坦性が良好な膜となっていた。
このようにして得られた有機EL装置を発光させたところ、第2隔壁部221R、221G内の発光層70R、70Gでは、中央部の輝度が低くなる不均一な発光が観測された。また、発光層70Bでは、実施例1と同様、均一な発光が観測された。
実施例2において、全ての第2隔壁の221R、221G、221Bの材料をアクリル系樹脂材料に統一して、これら第2隔壁の221R、221G、221Bを形成した。得られた発光層70R、70G、70Bを観察したところ、発光層70R、70Gは、実施例2と同様に平坦性が良好な膜となっていた。一方、発光層70Bは、その多くが第2隔壁部221Bに付着していることにより、中央部が凹んだ凹形状のものとなっていた。
このようにして得られた有機EL装置を発光させたところ、第2隔壁部221R、221G内の発光層70R、70Gでは、実施例2と同様、共に均一な発光が観測された。また、発光層70Bでは、中央部の輝度が高くなる不均一な発光が観測された。
実施例2において、全ての第2隔壁の221R、221G、221Bの材料をフッ素系樹脂材料添加アクリル系樹脂材料に統一して、これら第2隔壁の221R、221G、221Bを形成した。得られた発光層70R、70G、70Bを観察したところ、発光層70R、70Gは、その中央部が盛り上がる凸形状のものとなっていた。一方、発光層70Bは、実施例1と同様に平坦性が良好な膜となっていた。
このようにして得られた有機EL装置を発光させたところ、第2隔壁部221R、221G内の発光層70R、70Gでは、中央部の輝度が低くなる不均一な発光が観測された。また、発光層70Bでは、実施例2と同様、均一な発光が観測された。
次に、前記実施形態の有機EL装置を備えた電子機器の具体例について説明する。
図7(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図7(a)において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は前記有機EL装置からなる表示部を示している。
図7(b)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図7(b)において、符号1100は時計本体を示し、符号1101は前記有機EL装置からなる表示部を示している。
図7(c)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7(c)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は前記有機EL装置からなる表示部を示している。
図7(d)は、薄型大画面テレビの一例を示した斜視図である。図7(d)において、薄型大画面テレビ1300は、薄型大画面テレビ本体(筐体)1302、スピーカーなどの音声出力部1304、前記有機EL装置からなる表示部1306を備える。
例えば、前記実施形態では、本発明の機能膜を有機EL発光層とすることで、本発明を有機EL装置に適用した場合について説明したが、例えば本発明の機能膜をカラーフィルタとすることで、本発明を液晶装置などの電気光学装置に適用することもできる。もちろん、カラーフィルタを備える有機EL装置にも適用可能である。
また、本発明の隔壁(第2隔壁)についても、その濡れ性を変えるため、前記実施形態で示した表面処理法や材料に限定されることなく、種々の表面処理法や材料が採用可能である。
さらに、発光層の形成材料(液体材料)についても、前記実施形態のものに限定されることなく、従来公知の種々の材料が使用可能である。
Claims (8)
- 複数の画素領域が隔壁によって区画されてなる電気光学装置であって、
前記複数の画素領域は、第1画素領域と第2画素領域とを有し、
前記第1画素領域は第1機能膜を有し、
前記第2画素領域は前記第1機能膜とは異なる第2機能膜を有し、
前記隔壁は前記第1画素領域を区画する第1隔壁と、前記第2画素領域を区画する第2隔壁とを有し、
前記第1隔壁の表面状態と前記第2隔壁の表面状態とは異なることを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1隔壁と前記第2隔壁とは、それぞれ異なる材料からなることで、互いに表面状態が異なって形成されていることを特徴とする請求項1記載の電気光学装置。
- 前記第1機能膜と前記第2機能膜とは、互いに溶質が異なる液体材料によって形成されており、
前記第1機能膜は、前記第2機能膜を形成する液体材料よりも溶質の分子量が大きい液体材料によって形成され、
前記第2隔壁の表面状態は前記第1隔壁の表面状態よりも濡れ性が高いことを特徴とする請求項1又は2に記載の電気光学装置。 - 前記第1機能膜及び前記第2機能膜は、有機EL発光層を構成する膜であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 複数の画素領域が隔壁によって区画されてなる電気光学装置の製造方法であって、
前記複数の画素領域を区画する前記隔壁として、前記複数の画素領域のうち第1画素領域を区画する第1隔壁と、前記複数の画素領域のうち第2画素領域を区画し、かつ前記第1隔壁とは表面状態が異なる第2隔壁とを形成する工程と、
前記第1隔壁内の前記第1画素領域に第1液体材料を配する工程と、
前記第2隔壁内の前記第2画素領域に第2液体材料を配する工程と、
前記第1液体材料及び前記第2液体材料をそれぞれ乾燥して第1機能膜及び第2機能膜を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記第1隔壁及び前記第2隔壁を形成する工程は、基礎隔壁を形成する工程と、前記基礎隔壁の前記第2隔壁となる領域に対して選択的に表面処理を行うことにより、前記第1隔壁の表面状態に対して濡れ性を異ならせる工程と、を備えることを特徴とする請求項5記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記第1液状材料と前記第2液体材料とは、互いに溶質が異なって形成されており、
前記第1液体材料は前記第2液体材料よりも溶質の分子量が大きい液状材料によって形成され、
前記第2隔壁の表面状態は前記第1隔壁の表面状態よりも濡れ性が高くなるように形成されていることを特徴とする請求項5又は6に記載の電気光学装置の製造方法。 - 前記第1液状材料を前記第1隔壁内の前記第1画素領域に配する工程では、液滴吐出法によって前記第1液状材料を配することを特徴とする請求項5〜7のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
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