JP2009187681A - 有機薄膜の形成方法及び有機デバイス - Google Patents

Abstract

【課題】膜厚の限界まで薄膜化することのできる有機薄膜の形成方法を提供する。
【解決手段】先ず、導電性高分子材料とこの導電性高分子材料の溶解性を高めるための絶縁性の高分子材料からなるドーパントとを溶媒に溶解した溶液を基板Ｗの表面に供給すると共に、当該基板Ｗを回転させ、その遠心力により溶液を展伸させてコロイド粒子の凝集体を基板Ｗの外に飛散させ、前記基板Ｗの表面に１次コロイド粒子の単層からなる塗布膜６を形成する。続いて前記基板Ｗを加熱して前記塗布膜６中の溶媒を除去し、有機薄膜６１を形成する。また前記溶液を基板Ｗの中心部に供給する前に、当該溶液に対して基板Ｗの表面の濡れ性を高めるためにプリウエット液Ｓを供給すると共に、当該基板Ｗを回転させて前記プリウエット液Ｓを基板Ｗの表面に塗布してもよい。
【選択図】図７

Description

本発明は、導電性の有機薄膜を形成する方法、この方法を用いて製造された有機デバイスに関する。

一般に、有機電界発光素子（有機ＥＬ素子）は、陽極と陰極との間に有機発光材料からなる有機発光層を有し、陰極から注入された電子と陽極から注入された正孔とが前記有機発光層内で再結合し、励起したエネルギーが光として放出される素子である。この有機電界発光素子は、発光効率を上げるために、有機発光層と各電極との間に種々の有機薄膜層が設けられている。具体的には、陽極と有機発光層との間にはホール（正孔）注入層が設けられており、これにより陽極と有機発光層との接触抵抗を下げ、陽極から有機発光層への正孔の輸送を容易にしている。

このホール注入層の形成方法としては真空蒸着法や塗布法が挙げられるが、真空蒸着法ではエネルギーコスト及び材料コストが高く、成膜に長い時間を要するため、近年では塗布法、具体的にはスピンコート法による成膜が広く行われている。この塗布法においてホール注入層の形成材料としては、一般的に導電性高分子材料であるＰＥＤＯＴ（ポリ（３,４）−（エチレンジオキシ）チオフェン）とこの導電性高分子材料の溶解性を高めるための絶縁性の高分子材料であるドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）とを水に溶解した溶液が用いられる。

この塗布法によってホール注入層が形成されるまでを簡単に述べると、先ず、基板の表面に前記溶液を供給すると共に、当該基板を回転させ、その遠心力により前記溶液を展伸させて塗布膜を形成する。続いてこの塗布膜に対して加熱処理を行い、塗布膜中の溶媒を除去することでＰＥＤＯＴとＰＳＳとからなるコロイド粒子の層が何層も重なったホール注入層が形成される。

しかしこのホール注入層は、ＰＥＤＯＴとＰＳＳとからなるコロイド粒子の積層数が大きいと次のような不具合が生じる。つまり膜表面、層界面が平滑でなくなり、電気抵抗が増加するという不具合がある。

また加熱によって塗布膜中の溶媒を除去する際に、熱によって膜を構成する材料が影響を受け、膜の特性が劣化してしまうといった問題もある。

一方、特許文献１には、上述した塗布膜中の溶媒を加熱に拠らないで確実に除去する手法として、塗布膜内に超臨界流体を浸透させて、当該膜から超臨界流体を除去することにより塗布膜中の溶媒を超臨界流体と共に除去する手法が開示されているが、超臨界流体を用いるため装置が大掛かりとなり、また装置コストが高いため塗布膜中の溶媒を除去する手法としてはあまり得策ではない。従って装置コストを考えると基板の表面に前記溶液を塗布して塗布膜を形成した後、塗布膜中の溶媒を除去する手法としては、まだ加熱による手法に頼る必要がある。

特開２００５−２８５５９２号公報（請求項１、段落００８０）

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、有機薄膜を１次コロイド粒子の単層膜により形成することができ、いわば膜厚の限界まで薄膜化することのできる有機薄膜の形成方法を提供することにある。また他の目的は、１次コロイド粒子の単層からなる有機薄膜を備えた有機デバイスを提供することにある。

本発明の有機薄膜の形成方法において、導電性高分子材料とこの導電性高分子材料の溶解性を高めるための絶縁性の高分子材料からなるドーパントとを溶媒に溶解した溶液を基板の表面に供給すると共に、当該基板を回転させ、その遠心力により溶液を展伸させてコロイド粒子の凝集体を基板の外に飛散させ、前記基板の表面に１次コロイド粒子の単層からなる塗布膜を形成する工程と、
前記基板を加熱して前記塗布膜中の溶媒を除去し、有機薄膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。

上記有機薄膜の形成方法において、前記溶液を基板の中心部に供給する前に、当該溶液に対して基板の表面の濡れ性を高めるためにプリウエット液を供給すると共に、当該基板を回転させて前記プリウエット液を基板の表面に塗布する工程を行うことが好ましい。また前記基板を加熱する工程は、減圧雰囲気下で行われることが好ましい。

また前記導電性高分子材料としては例えばポリチオフェンが用いられ、ドーパントとしては例えばポリスチレンスルホン酸が用いられる。この場合、前記基板の回転数は例えば３０００ｒｐｍ以上であることが好ましい。

さらに前記有機薄膜は、有機デバイスの一部を構成する。前記有機デバイスにおいて前記有機薄膜は例えば有機電界発光素子のホール注入層、タッチパネルの透明電極あるいは有機トランジスタのチャンネル部または電極として用いられる。なお、有機トランジスタにおいてチャンネル部と電極との両方、あるいはどちらか一方に前記有機薄膜を用いることも本発明の権利範囲に含まれる。

本発明によれば、スピンコート法により基板の表面に導電性高分子材料とこの導電性高分子材料の溶解性を高めるための絶縁性の高分子材料からなるドーパントとを溶媒に溶解した溶液を塗布して塗布膜を形成し、この塗布膜に対して加熱して有機薄膜を形成するにあたり、前記基板を高速に回転させることで発生する大きな遠心力によって前記溶液中に含まれるコロイド粒子の凝集体を基板の外に飛散させているので、有機薄膜を１次コロイド粒子の単層膜により形成することができ、いわば膜厚の限界まで薄膜化することができる。従ってこの有機薄膜は有機デバイスの薄型化に寄与する。

先ず、本発明の有機薄膜の形成方法を実施するための塗布装置及び減圧乾燥装置について説明する。図１は塗布装置１であり、図１に示すように上部側が開口するカップ体１０内に、基板例えば直径が２００ｍｍ（８インチサイズ）のシリコンウエハ（以下、「ウエハ」という。）Ｗを水平に吸着保持するための基板保持部であるバキュームチャック１１が設けられている。前記バキュームチャック１１は軸部１２を介して駆動部１３により回転及び昇降できるように構成されている。前記カップ体１０の底部側には廃液口１４及び排気口１５が夫々設けられており、前記廃液口１４からカップ体１０内の廃液が排出されると共に、前記排気口１５からカップ体１０内の気体が排気されるようになっている。

また前記塗布装置１は、図１に示すようにバキュームチャック１１に載置されたウエハＷの表面に導電性高分子材料であるＰＥＤＯＴ（ポリ（３，４−（エチレンジオキシ））チオフェン）（poly(3,4-(ethylenedioxy)thiophene)）とこの導電性高分子材料の溶解性を高めるための絶縁性の高分子材料からなるドーパントであるＰＳＳ（ポリスチレンスルホン酸）(poly(styrenesulfonic acid))とを水に溶解した溶液を供給（塗布）するための塗布液供給ノズル２０と、ウエハＷの表面にプリウエット液である界面活性剤例えばエチレングリコールや溶剤等を供給（塗布）するためのプリウエット用ノズル３０とを備えている。このプリウエット液は、前記溶液に対してウエハＷの表面の濡れ性を高めるために用いられる。図２に示すように前記塗布液供給ノズル２０及びプリウエット用ノズル３０は支持部材２１,３１によって支持されており、前記支持部材２１,３１に接続された移動機構２２,３２により昇降自在及び回転自在であり、ウエハＷの表面中心部に塗布液及びプリウエット液を供給するようになっている。またウエハＷの表面中心部に塗布液を供給する時には、前記塗布液供給ノズル２０を支持部材２１によって所定の角度だけスイングさせるようになっている。つまり塗布液供給ノズル２０をスイングさせながら塗布液を供給することで、ウエハＷ表面における塗布液の面内均一性を高めている。さらに図２に示すようにウエハＷの表面中心部に塗布液及びプリウエット液を塗布しない場合には、前記塗布液供給ノズル２０及びプリウエット用ノズル３０は所定の位置に待機するようになっている。

図１に示すように前記塗布液供給ノズル２０には塗布液供給管２４の一端側が接続されており、前記塗布液供給管２４の他端側は、上述した導電性高分子材料であるＰＥＤＯＴとドーパントであるＰＳＳとを水に溶解した溶液（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液という。）が貯留されている塗布液タンク２５に挿入されている。前記塗布液供給管２４にはバルブＶ１,Ｖ２及びポンプＰが介設されている。また図１に示すように前記プリウエット用ノズル３０にはプリウエット用管３４の一端側が接続されており、前記プリウエット用管３４の他端側は上述したプリウエット液が貯留されているプリウエット液タンク３５に挿入されている。前記プリウエット用管３４にはバルブＶ３,Ｖ４及びポンプＰが介設されている。

前記塗布液タンク２５に貯留されているＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液について説明する。なお、このＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液としては、例えばH.C.Starck社製の「BAYTRON」（登録商標）等があげられる。このＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液中には図３のイメージ図に示すように長い帯状のポリスチレンスルホン酸（ＰＳＳ）に複数のポリチオフェン（ＰＥＤＯＴ）が合体したコロイド粒子（以下、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子という。）５が多数含まれている。このＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子５の構造式を図４に示す。図４に示すようにＰＳＳの−ＳＯ_２−Ｏ−基にＰＥＤＯＴのプラスの電荷を帯びたＳが結合することでＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子５が形成される。ここでＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液について動的光散乱法（Dynamic Light Scattering）を用いて当該溶液中のコロイド粒子の粒径分布を測定したところ図５に示すように当該溶液には粒径が３０〜５０ｎｍからなるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子（１次コロイド粒子）５と、粒径が４００〜６００ｎｍからなる当該１次コロイド粒子５の凝集体とが含まれていることが分かっている。また走査型透過電子顕微鏡法（Scanning Transmission Electron Microscopy）を用いてＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液中のコロイド粒子を観察したところ粒径が約５６ｎｍからなる１次コロイド粒子５と粒径が約３００ｎｍからなる当該１次コロイド粒子の凝集体とを観測している。つまり前記塗布液タンク２５に貯留されているＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液中には粒径が３０〜６０ｎｍからなるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子（１次コロイド粒子）５と、粒径が３００〜６００ｎｍからなる当該１次コロイド粒子５の凝集体とが含まれている。

次に図６に示す減圧乾燥装置４について説明する。図６中の４０はウエハＷを載置するための載置部であり、ウエハＷは載置台４０から僅かに突出する支持ピン４１にて保持されており、前記載置台４０の上部には蓋体４２が設けられている。この蓋体４２は保持アーム４３や駆動部４４等からなる昇降機構４５の働きにより昇降自在とされており、下降時には前記載置台４０の周縁部とシール材であるＯリング４６を介して気密に接合し、ウエハＷの置かれる雰囲気を密閉雰囲気とする密閉容器４７を構成するようになっている。

前記載置台４０の表面近傍には、減圧乾燥時にウエハＷを加熱するための例えば抵抗加熱体等により構成される加熱手段をなすヒータＨが埋設されており、載置台４０の内部には外部の搬送アームとの間でウエハＷの受け渡しができるように３本のリフトピン４８が貫通して設けられ、昇降板４９を介して例えばエアシリンダ等の昇降部５０により昇降できるようになっている。

また前記蓋体４２の天井部には開口部５１が形成されており、この開口部５１には排気管５２が接続されている。この排気管５２の他端側には開閉バルブＶ５を介して真空ポンプＰが接続されており、この真空ポンプＰによって密閉容器４７内の雰囲気を吸引するようになっている。

続いて上述した塗布装置２及び減圧乾燥装置４を用いて行われる本発明の有機薄膜の形成方法について説明する。先ず、直径が２００ｍｍのウエハＷが塗布装置２のバキュームチャック１１に吸着され、その後バキュームチャック１１は所定の位置まで降下される。そしてプリウエット用ノズル３０が移動機構３２によりカップ体１０内のウエハＷの中央部に案内される。そしてウエハＷを回転させて、図８に示すようにウエハＷが所定の回転速度例えば３０００ｒｐｍに達した後、プリウエット用ノズル３０から所定量のプリウエット液ＳがウエハＷ表面の中心部に供給される。図７（ａ）に示すようにウエハＷの表面中心部に供給されたプリウエット液Ｓは、遠心力によりウエハＷの中心部から周縁部に向かって広がり、そして周縁部に達したプリウエット液Ｓは外方にむかって飛散することになる。こうして塗布液に対して濡れ性の高いウエハＷ表面が形成される。

しかる後、ウエハＷが回転している状態でプリウエット用ノズル３０から塗布液供給用ノズル２０への入れ替えが行われる。そしてウエハＷの回転速度が３０００ｒｐｍにある状態で、前記塗布液供給ノズル２０から所定量例えば９ｍｌの塗布液ＲがウエハＷの表面中心部に供給される。なお、この例では塗布液供給ノズル２０はウエハＷの表面の中心部だけに塗布液Ｒを供給しているが、塗布液供給ノズル２０をスイングさせて塗布液Ｒの供給位置をウエハＷの中心部とウエハＷの中心から偏心した位置との間で移動させながら塗布液ＲをウエハＷの表面に供給してもよい。このように塗布液供給ノズル２０をスイングさせながら塗布液Ｒを供給することで、ウエハＷ表面における塗布液の面内均一性が向上する。図７（ｂ）に示すようにウエハＷの表面中心部に供給された塗布液Ｒは、遠心力によりウエハＷの中心部から周縁部に向かって広がり、そして周縁部に達した塗布液Ｒは外方に向かって飛散することになる。この飛散する塗布液Ｒの中には、１次コロイド粒子５は殆ど含まれておらず、１次コロイド粒子５よりも大きい当該１次コロイド粒子５の凝集体が含まれている。即ち、１次コロイド粒子５よりも質量が重い当該１次コロイド粒子５の凝集体が遠心力によって溶媒と共に飛散し、質量の小さい１次コロイド粒子５はウエハＷ表面に留まることになる。そして図８に示すようにウエハＷの表面中心部に所定量の塗布液Ｒを塗布してから３０００ｒｐｍの速度でウエハＷを所定の時間例えば６０秒間回転させた後、ウエハＷの回転速度を減速させてウエハＷを停止させる。ここで実施例でも述べるように、スピン回転数３０００ｒｐｍによってウエハＷの表面に形成された塗布膜６の膜厚は４４ｎｍである。図５から１次コロイド粒子５は粒径が３０〜６０ｎｍであることから、この膜厚４４ｎｍは１次コロイド粒子５の直径に相当しており、１次コロイド粒子５がウエハＷ表面において互いに接触する程度に密に且つほぼ同じ高さで並ぶことによって塗布膜６が形成されると考えられる。即ち、上述したスピンコート法によりウエハＷの表面に１次コロイド粒子５の単層からなる塗布膜６が形成される。

ウエハＷの表面に塗布膜６を形成した後、当該ウエハＷは減圧乾燥装置４の載置台４０に載置される。そして蓋体４２を下降させて密閉容器４７を構成した後、真空ポンプにより減圧を開始して密閉容器４７内を所定の圧力例えば１０^−１Ｐａ（約１０^−３ｔｏｒｒ）まで減圧し、次いでウエハＷをヒータＨにより所定の温度例えば１６０℃で加熱する。この減圧乾燥における加熱時間は、上述したようにウエハＷを高い速度で回転させることによって単層からなる塗布膜６が形成されていることから、従来の減圧乾燥における加熱時間よりも短い時間例えば１分である。この加熱により図７（ｃ）に示すように塗布膜Ｒ中の溶媒が蒸発し、有機薄膜６１が得られる。

上述の実施形態によれば、スピンコート法によりウエハＷの表面にＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液を塗布して塗布膜６を形成し、この塗布膜６に対して加熱して有機薄膜６１を形成するにあたり、８インチサイズのウエハＷを３０００ｒｐｍという高い速度で回転させることで、前記溶液中に含まれる粒径が３００〜６００ｎｍからなる１次コロイド粒子５の凝集体が飛散してウエハＷの表面から除去される程度の遠心力が作用するので、有機薄膜６１を粒径が３０〜６０ｎｍ、この例では４４ｎｍからなる１次コロイド粒子５の単層膜により形成することができ、いわば膜厚の限界まで薄膜化することができる。従ってこの有機薄膜６１は後述する有機電界発光素子及びタッチパネル並びに有機トランジスタの薄型化に寄与する。

また塗布膜６を形成した後の加熱処理では、塗布膜６が単層であることに起因して加熱時間を短縮できるため、有機薄膜６１に対する熱による悪影響が抑えられるため、熱によって有機薄膜６１の特性が劣化するといったおそれがない。

上述の実施形態では、塗布膜６を形成した後の加熱処理を減圧雰囲気下で行っているが、大気雰囲気下で加熱処理を行ってもよい。また上述の実施形態では、基板として直径が２００ｍｍのシリコンウエハＷを用いているが、対角線の長さが例えば２００ｍｍのガラス基板を用いても、当該ガラス基板に対して上述と同様にしてスピンコーティング及び加熱を行うことによって粒径が３０〜６０ｎｍからなる１次コロイド粒子５の単層の有機薄膜６１を形成することができる。

次に上述した有機薄膜の形成方法により形成された有機薄膜を有する有機電界発光素子について説明する。図９は本発明の実施形態に係る有機電界発光素子９の一例である。図９中の９０は透明なガラス基板であり、このガラス基板９０の上には、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる陽極９１と、上述したようにスピンコーティング及び加熱により形成した有機薄膜であるホール（正孔）注入層９２と、有機発光材料からなる有機発光層９３と、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）からなる陰極９４とがこの順に下から積層されている。前記ホール注入層９２は、陽極９１と有機発光層９３との接触抵抗を下げ、陽極９１から有機発光層９３への正孔の輸送を容易にするためのものである。そしてこの有機電界発光素子９は陽極９１と陰極９４との間に所定の電圧を印加することで、陽極９１から注入された正孔と陰極９４から注入された電子とが前記有機発光層９３内で再結合し、励起したエネルギーが光として前記ガラス基板９０側から放出されるようになっている。

この有機電界発光素子９は、ホール注入層９２を上述した形成方法によって形成しているため、つまりこのホール注入層９２は１次コロイド粒子５の単層からなるため、有機電界発光素子９を薄型にすることができる。また陽極９０とホール注入層９２との密着性の向上も期待できる。なお、この例では陽極９１及び陰極９４としてはスパッタリングにより形成した酸化インジウムスズが用いられているが、上述したようにスピンコーティング及び加熱により形成した有機薄膜を陽極９１及び陰極９４に用いてもよい。

次に上述した有機薄膜の形成方法により形成された有機薄膜を有するタッチパネルについて説明する。図１０は本発明の実施形態に係るタッチパネルの一例である。図１０中の１００は上部透明基板であり、この上部透明基板１００の下面には上述したようにスピンコーティング及び加熱により形成した有機薄膜である上部透明電極層１０１が形成されている。また図１０中の１０２は下部透明基板であり、この下部透明基板１０２の上面には上述と同様にして形成した有機薄膜である下部透明電極層１０３が形成されており、この下部透明電極層１０３の上面には絶縁性のドットスペーサ１０４が設けられている。そして前記上部透明電極層１０１と前記下部透明電極層１０３とを対向させた状態で前記上部透明基板１００と前記下部透明基板１０２とをシール部材１０５を介して貼り合わせることでタッチパネル１０６が形成される。このタッチパネル１０６は、上部透明基板１００の表面を指等で押圧することで上部透明基板１００が撓み、上部透明電極層１０１が下部透明電極層１０３に電気的に接触するようになっている。

このタッチパネル１０６は、上部透明電極層１０１及び下部透明電極層１０３を上述した形成方法によって形成しているため、つまり上部透明電極層１０１及び下部透明電極層１０３は１次コロイド粒子５の単層からなるため、タッチパネルを薄型にすることができると共に、高いと透明性が得られる。また上部（下部）透明基板１００,１０２と上部（下部）透明電極層１０１,１０３との密着性の向上も期待できる。

次に上述した有機薄膜の形成方法により形成された有機薄膜を有する有機トランジスタについて説明する。図１１は本発明の実施形態に係る有機トランジスタ１２５の一例である。図１１中の１２０はシリコンからなるゲート電極であり、このゲート電極１２０の上にはシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜１２１が形成されている。前記ゲート絶縁膜１２１の上にはソース電極１２２とドレイン電極１２３とが所定の間隔をあけて形成されている。このソース電極１２２及びドレイン電極１２３は例えば金（Ａｕ）からなる。また前記ゲート絶縁膜１２１の上には上述したようにスピンコーティング及び加熱により形成した有機薄膜１２４が前記ソース電極１２２及び前記ドレイン電極１２３を覆うようにして形成されている。そしてソース電極１２２は接地した状態で、ソース電極１２２とドレイン電極１２３との間に電圧Ｅ１を印加すると共に、ゲート電極１２０とソース電極１２２との間に電圧Ｅ２を印加することで、ソース電極１２２とドレイン電極１２３との間に形成されている有機薄膜１２４が導通してドレイン電極１２３とソース電極１２２との間に電流が流れるようになっている。またソース電極１２２とゲート電極１２０との間に印加する電圧Ｅ２を制御することで、ドレイン電極１２３とソース電極１２２との間に流れる電流を制御している。つまり前記有機薄膜１２４はトランジスタのチャンネル部として用いられることとなる。

この有機トランジスタ１２５は、トランジスタのチャンネル部を上述した形成方法によって形成しているため、このチャンネル部は１次コロイド粒子５の単層から形成され、有機トランジスタ１２５を薄型にすることができる。なお、この例ではソース電極１２２及びドレイン電極１２３としてはスパッタリングにより形成した金が用いられているが、上述したようにスピンコーティング及び加熱により形成した有機薄膜をソース電極１２２及びドレイン電極１２３に用いてもよい。またゲート電極１２０についても上述と同様にして形成した有機薄膜を用いてもよい。

図１に示す塗布装置１を用いて８インチサイズのウエハＷの表面にプリウエット液Ｓを供給して塗布液Ｒに対して濡れ性の高いウエハＷ表面を形成し、続いて当該ウエハＷの表面に９ｍｌの塗布液Ｒを供給して塗布膜６を形成するにあたって、塗布液Ｒ供給時のウエハＷの回転数（スピン回転数）を１０００ｒｐｍ、１５００ｒｐｍ、３０００ｒｐｍに夫々設定し、塗布液Ｒを塗布してから設定した速度でウエハＷを６０秒間回転させ、さらに低真空下で１６０℃の密閉容器で６０分間乾燥させた後の、これらのスピン回転数に対して得られる塗布膜６の膜厚を夫々測定した。スピン回転数１０００ｒｐｍでは塗布膜６の膜厚は１３２ｎｍであり、スピン回転数１５００ｒｐｍでは塗布膜６の膜厚は１０７ｎｍであり、スピン回転数３０００ｒｐｍでは塗布膜６の膜厚は４４ｎｍであった。スピン回転数３０００ｒｐｍでは塗布膜６の膜厚が４４ｎｍであることから、この膜厚４４ｎｍは、図５に示すようにＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液中に含まれる粒径が３０〜６０ｎｍからなるＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子（１次コロイド粒子）５の直径に相当する。即ち、スピン回転数３０００ｒｐｍでは１次コロイド粒子５がウエハＷ表面において互いに接触する程度に密に且つほぼ同じ高さで並ぶことによって塗布膜６が形成されると考えられる。

本発明の有機薄膜の形成方法を実施するための塗布装置の一例を示す構成図である。 上記塗布装置の概略上面図である。 ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子を示す模式図である。 ＰＳＳとＰＥＤＯＴとの共重合体の分子構造を示す図である。 ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ溶液中のコロイド粒子の粒径分布を示す説明図である。 本発明の有機薄膜の形成方法を実施するための減圧乾燥装置の一例を示す構成図である。 上記の製造方法において有機薄膜が形成されていく様子を示す模式図である。 上記塗布装置においてウエハの表面に塗布液を供給するタイミングを説明する説明図である。 本発明の実施の形態に係る有機電界発光素子の構図を示す概略斜視図である。 本発明の実施の形態に係るタッチパネルの構図を示す概略断面図である。 本発明の実施の形態に係る有機トランジスタの構図を示す概略断面図である。

符号の説明

Ｒ 塗布液
Ｓ プリウエット液
Ｗ ウエハ
１ 塗布装置
２０ 塗布液供給ノズル
３０ プリウエット用ノズル
４ 減圧乾燥装置
５ ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳコロイド粒子
６ 塗布膜
６１ 有機薄膜
９ 有機電界発光素子
９０ ガラス基板
９１ 陽極
９２ ホール注入層
９３ 有機発光層
９４ 陰極
１００ 上部透明基板
１０１ 上部透明電極層
１０２ 下部透明基板
１０３ 下部透明電極層
１０４ ドットスペーサ
１０５ シール部材
１０６ タッチパネル
１２０ ゲート電極
１２１ ゲート絶縁膜
１２２ ソース電極
１２３ ドレイン電極
１２４ 有機薄膜
１２５ 有機トランジスタ

Claims (13)

1. 導電性高分子材料とこの導電性高分子材料の溶解性を高めるための絶縁性の高分子材料からなるドーパントとを溶媒に溶解した溶液を基板の表面に供給すると共に、当該基板を回転させ、その遠心力により溶液を展伸させてコロイド粒子の凝集体を基板の外に飛散させ、前記基板の表面に１次コロイド粒子の単層からなる塗布膜を形成する工程と、
   前記基板を加熱して前記塗布膜中の溶媒を除去し、有機薄膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする有機薄膜の形成方法。
2. 前記溶液を基板の中心部に供給する前に、当該溶液に対して基板の表面の濡れ性を高めるためにプリウエット液を供給すると共に、当該基板を回転させて前記プリウエット液を基板の表面に塗布する工程を行うことを特徴とする請求項１に記載の有機薄膜の形成方法。
3. 前記基板を加熱する工程は、減圧雰囲気下で行われることを特徴とする請求項１または２に記載の有機薄膜の形成方法。
4. 前記導電性高分子材料はポリチオフェンであり、前記ドーパントはポリスチレンスルホン酸であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の有機薄膜の形成方法。
5. 前記基板の回転数は３０００ｒｐｍ以上であることを特徴とする請求項４に記載の有機薄膜の形成方法。
6. 前記有機薄膜は、有機デバイスの一部を構成することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一つに記載の有機薄膜の形成方法。
7. 前記有機薄膜は、有機電界発光素子のホール注入層であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜の形成方法。
8. 前記有機薄膜は、タッチパネルの透明電極であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜の形成方法。
9. 前記有機薄膜は、有機トランジスタのチャンネル部または電極であることを特徴とする請求項６に記載の有機薄膜の形成方法。
10. 請求項１ないし５のいずれか一つに記載の有機薄膜の形成方法により形成された有機薄膜を有することを特徴とする有機デバイス。
11. 前記有機薄膜は、有機電界発光素子のホール注入層であることを特徴とする請求項１０に記載の有機デバイス。
12. 前記有機薄膜は、タッチパネルの透明電極であることを特徴とする請求項１０に記載の有機デバイス。
13. 前記有機薄膜は、有機トランジスタのチャンネル部または電極であることを特徴とする請求項１０に記載の有機デバイス。

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