JP2010062111A - 薄膜形成方法、デバイス製造方法及び有機ｅｌ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上にインクジェット法などの液滴吐出法を用いて薄膜を形成する場合であっても、薄膜形成領域の全域で薄膜の形状を均一化することが可能な製造方法を提供する。
【解決手段】基板９上に形成された隔壁２０によって区画された複数の区画領域に、薄膜形成材料を含む液状体１０１を配置することにより薄膜を形成する薄膜形成方法であって、複数の区画領域に液状体１０１を配置する前に、複数の区画領域によって構成される薄膜形成領域の中央部Ｈに位置する隔壁２０の液状体１０１に対する濡れ性を、薄膜形成領域の外周部Ｌに位置する隔壁２０の液状体１０１に対する濡れ性よりも向上させる表面処理を行うことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、薄膜形成方法、デバイス製造方法及び有機ＥＬ装置に関するものである。

近年、自発光型の画像表示装置として有機物を発光素子に用いた有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ-Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｔ）素子の開発が盛んに行われている。有機ＥＬ素子の形成としては、マイクロオーダーの液滴を高解像度で塗布することが可能なインクジェット法が注目されている。しかしながら、基板上の塗布領域の周辺部では、塗布された液体から蒸発する溶媒分子の分圧が該塗布領域の中央部よりも低く、速く乾きはじめる場合がある。このような、基板上に塗布された液体の乾燥時間の差は機能層の薄膜ムラを引き起こし、これを表示装置等として用いた場合には、表示ムラを生じる原因となる惧れがある。

図１０は、インクジェット法を用いた薄膜形成方法により形成された有機層（薄膜）１０の概略断面図である。ここで、符号Ｌは薄膜形成領域の外周部であり、符号Ｈは、薄膜形成領域の中央部である。薄膜形成領域の中央部Ｈよりも薄膜形成領域の外周部Ｌのほうが蒸発する溶媒分子の分圧が低いことから、吐出された液体の乾燥の進行が速い。これにより、従来の薄膜形成方法では、隔壁２０の間に形成された有機層１０の特に中央部の膜厚は、薄膜形成領域の中央部Ｈに形成された有機層１０Ｌの膜厚ＴＨよりも、薄膜形成領域の外周部Ｌに形成された有機層１０Ｌの膜厚ＴＬのほうが小さくなる場合がある。

このような問題点を解決するための技術が各種検討されており、例えば特許文献１及び特許文献２では、表示領域の周囲に表示に寄与しないダミー領域を形成し、該ダミー領域にも有機層と同一のインクを塗布することで、表示領域の中央部と周辺部とにおいて有機層の薄膜ムラが生じることを防止する技術を開示している。

また、特許文献３では、表示領域の周囲に表示に寄与しないダミー領域を形成し、該ダミー領域にも有機層と同一のインクを塗布し、該ダミー領域に塗布される単位面積当たりの溶媒の量を有機層に塗布される許容量よりも多くすることで、表示領域の中央部と周辺部とにおいて均一で等しい膜厚の層を形成する技術を開示している。
特開２００２−２２２６９５号公報 特開２００２−２５２０８３号公報 特開２００６−３８７０号公報

しかしながら、これら特許文献１から特許文献３の技術では、十分な効果を得るためにはダミー領域が多く必要となり、パネル全体の面積のうちの非発光面積の割合が多くなり表示領域の大きさが限られてしまう場合がある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、基板上にインクジェット法などの液滴吐出法を用いて薄膜を形成する場合に、薄膜形成領域の全域で薄膜の形状を均一化することが可能な薄膜形成方法及びデバイス製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の薄膜成形方法は、基板上に形成された隔壁によって区画された複数の区画領域に、薄膜形成材料を含む液状体を配置することにより薄膜を形成する薄膜形成方法であって、前記複数の区画領域に前記液状体を配置する前に、前記複数の区画領域によって構成される薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性を、前記薄膜形成領域の外周部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性よりも向上させる表面処理を行うことを特徴とする。
この製造方法によれば、薄膜形成領域の中央部に位置する隔壁の液状体に対する濡れ性を、薄膜形成領域の外周部における濡れ性よりも向上させる表面処理を行うことで、薄膜形成領域の中央部と外周部の液状体に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。すなわち、薄膜形成領域の中央部の隔壁に対する液状体の接触角を薄膜形成領域の外周部における接触角よりも小さくすることで、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部とに吐出された液状体の乾燥による対流の移動変化を同じように操作することができる。従って、従来の技術では隔壁の間に形成された有機層の特に中央部の膜厚は、薄膜形成領域の中央部に形成された有機層の膜厚よりも、薄膜形成領域の外周部に形成された有機層の膜厚のほうが小さくなる場合があるが、本願ではその膜厚を同じ厚さにすることができる。すなわち、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部との間の乾燥ムラを防ぐことができる。また、薄膜形成領域の周囲にダミー領域を形成する必要がないので、基板全体を無駄なく使うことができる。

本製造方法においては、前記隔壁は、有機材料で形成された有機隔壁層を含み、前記表面処理は、前記有機隔壁層の表面を酸素プラズマ処理、ヘリウムプラズマ処理、アルゴンプラズマ処理若しくは窒素プラズマ処理することにより行われることが望ましい。
この製造方法によれば、前記表面処理が、有機隔壁層の表面を酸素プラズマ処理、ヘリウムプラズマ処理、アルゴンプラズマ処理若しくは窒素プラズマ処理することにより行われるので、有機隔壁層の表面の液状体に対する濡れ性を確実に向上させることができる。

本製造方法においては、前記表面処理は、プラズマガスを前記基板上の所定領域にスポット的に照射可能なスポット照射型プラズマ装置を用いて、前記薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁に対して選択的にプラズマガスを照射することにより行われることが望ましい。
この製造方法によれば、薄膜形成領域の中央部に位置する隔壁に対して部分的にプラズマガスを照射することができるので、薄膜形成領域の中央部と外周部の液状体に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。従って、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部との間の乾燥ムラをより防ぐことができる。

本製造方法においては、前記表面処理は、前記基板を挟持する一対の電極を有し、前記一対の電極の間に発生するプラズマガスにより前記基板の表面を処理する平行平板型のプラズマ装置を用いて行われ、前記プラズマ装置は、前記一対の電極の間の距離が、前記薄膜形成領域の中央部に位置する部分が前記薄膜形成領域の外周部に位置する部分よりも小さくなっており、これにより、前記薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁に対するプラズマ強度を、前記薄膜形成領域の外周部に位置する前記隔壁に対するプラズマ強度よりも向上させることが望ましい。
この製造方法によれば、薄膜形成領域の中央部と外周部の液状体に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。従って、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部との間の乾燥ムラをより防ぐことができる。

本製造方法においては、前記隔壁は、有機材料で形成された有機隔壁層を含み、前記表面処理は、ＵＶ光を前記基板上の所定領域にスポット的に照射し、前記紫外線によって発生したオゾンを前記基板の所定領域にスポット的に供給可能なヘッドオン型ＵＶオゾン装置を用いて行われることが望ましい。
この製造方法によれば、基板上の有機隔壁層の所定領域に対して選択的に狙った部分にＵＶ光を照射することができるので、薄膜形成領域の中央部と外周部の液状体に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。従って、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部との間の乾燥ムラをより防ぐことができる。

本製造方法においては、前記隔壁は、有機材料で形成された有機隔壁層を含み、前記表面処理は、低エネルギ電子線を前記基板上の所定領域にスポット的に照射可能な低エネルギ電子線照射装置を用いて行われることが望ましい。
この製造方法によれば、基板上の有機隔壁層の所定領域に対して低エネルギ電子線を打ち込んで表面改質をするので、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部に位置する隔壁に対してダメージを与えることなく、薄膜形成領域の中央部と外周部の液状体に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。

本発明のデバイス製造方法は、上述の方法により形成された薄膜を用いてデバイスを製造することが望ましい。
この製造方法によれば、上記薄膜形成方法によって薄膜を形成可能であることから、表示ムラの少ない信頼性に優れたデバイスを提供することが可能となる。

本発明の有機ＥＬ装置は、基板上に形成された隔壁によって区画された複数の区画領域を有し、前記複数の区画領域の各々には、第１電極と、第２電極と、前記第1電極と前記第２電極との間に狭持された発光層とを有する有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ装置であって、前記複数の区画領域によって構成される薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性は、前記薄膜形成領域の外周部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性よりも高いことが望ましい。
この構成によれば、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部との間の乾燥ムラを防ぐことができるので、高品質な有機ＥＬ装置を提供することが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。かかる実施の形態は、本発明の一態様を示すものであり、この発明を限定するものではなく、本発明の技術的思想の範囲内で任意に変更可能である。また、以下の図面においては、各構成をわかりやすくするために、実際の構造と各構造における縮尺や数等が異なっている。

図１は、本発明の薄膜形成方法により形成された薄膜を有する有機ＥＬ装置１が備えるサブ画素Ｇ周辺の拡大平面図である。有機ＥＬ装置１は、平面視左右方向に長手を有する矩形状の基板９と、平面視格子状の隔壁２０と、平面視上下方向に長手を有する矩形状の複数のサブ画素Ｇとを備えている。各々のサブ画素Ｇは、隔壁２０によって区画された複数の区画領域に形成されている。

本発明の薄膜形成方法は、有機ＥＬ素子５（図２参照）の形成材料を溶媒に溶解または分散させた液状体１０１（図３参照）をインクジェット法などの液滴吐出法を用いて基板９上の隔壁２０の複数の区画領域に吐出し、これを乾燥することによって膜化するものである。インクジェット法を用いて液状体１０１が吐出された薄膜形成領域Ｓのうち外周部（破線部外）では、液状体１０１の溶媒を乾燥させるときに蒸発する溶媒分子の分圧が薄膜形成領域Ｓの中央部（破線部内）よりも一般的に低くなる。ここで、液状体１０１より蒸発する溶媒分子の分圧が相対的に低くなる領域を薄膜形成領域の外周部Ｌ（薄膜形成領域Ｓの破線部外）とし、液状体１０１より蒸発する溶媒分子の分圧が相対的に高くなる領域を薄膜形成領域の中央部Ｈ（薄膜形成領域Ｓの破線部内）とする。

図２は、図１に示したＡ‐Ａ線に沿った断面構成を示している。有機ＥＬ装置１は、基板９と、基板９上に形成される画素電極としての第１電極１１と、第１電極１１と平面的に重なる区画領域を備えた隔壁２０と、隔壁２０に囲まれた領域に形成された有機層１０と、基板９上の隔壁２０及び有機層１０の露出する部位全面を覆って形成された共通電極としての第２電極１２と、第２電極１２上に形成された封止層３０とを備えている。第１電極１１と有機層１０と第２電極１２とで有機ＥＬ素子５を形成している。

なお、図２に示した有機ＥＬ装置１の断面構成の左側部は薄膜形成領域の外周部Ｌのうちの一部を示しており、右側部は薄膜形成領域の中央部Ｈのうちの一部を示している。後述する製造方法により、薄膜形成領域の外周部Ｌ及び薄膜形成領域の中央部Ｈにおける有機層１０の特に中央部の厚さは、その膜厚が同じになるように形成されている。また、有機層１０は、正孔注入層１３、正孔輸送層１４、発光層１５、電子注入層１６がこの順に積層されて形成されており、それぞれの特に中央部の膜厚が同じになるように形成され、薄膜形成領域Ｓの全域でその膜厚の形状が均一化されている。

基板９は、透明なガラスやプラスチック等の絶縁材料から形成され、その上面には複数の有機ＥＬ素子５が形成されている。有機ＥＬ素子５は、第１電極１１と第２電極１２の間に有機層１０を有し、注入された電子と正孔の再結合により励起して有機層１０の中の発光層１５を発光させる。発光層１５は、発光色により３種類に分類され、例えば、赤色の光を発生する発光層（図示略）と、緑色の光を発生する発光層（図示略）と、青色の光を発生する発光層（図示略）とを有している。基板９上では、これら３種類の発光層を有する複数の有機ＥＬ素子５がマトリクス状に規則的に配列されており、各有機ＥＬ素子５が図示略のＴＦＴにより独立に駆動されるようになっている。

基板９上には、絶縁性の隔壁２０が形成されている。この隔壁２０は、第１電極１１と平面的に重なる区画領域を備えた無機隔壁層２１と、無機隔壁層２１上に立設された有機隔壁層２２とを含んでおり、複数の有機ＥＬ素子５を独立させて区分するものである。基板９及び隔壁２０は凹部を形成しており、この凹部の底部を有機ＥＬ素子５が占めている。

有機ＥＬ素子５は、有機層１０を挟む第１電極１１及び第２電極１２を有する。第１電極１１及び第２電極１２は、有機層１０に正孔及び電子を注入するための電極である。第１電極１１は、正孔注入性の高いＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウム錫酸化物）からなる電極であり、基板９上に形成され上記のＴＦＴに接続されている。

また、基板９上には、第１電極１１の端部に一部が乗り上げるように、無機隔壁層２１が形成されている。無機隔壁層２１は第１電極１１に対応する区画領域を備えており、この区画領域に第１電極１１が露出している。無機隔壁層２１は、有機層１０の形成材料を溶媒に溶解または分散させた液状体に親液性を示すように形成されており、例えばＳｉＯ_２（酸化シリコン）等の絶縁性の無機材料で形成されている。

無機隔壁層２１上には、第１電極１１の周囲を囲む位置に有機隔壁層２２が立設されている。有機隔壁層２２は、有機層１０の形成材料を溶媒に溶解または分散させた液状体１０１に撥液性を示すように形成されており、例えば含フッ素樹脂や、表面がＣＦ_４プラズマ処理により撥液処理された光硬化性のアクリル樹脂等の絶縁性の有機材料で形成されている。

有機隔壁層２２に囲まれた領域の底面に露出した面（ここでは第１電極１１と無機隔壁層２１の一部）には、第１電極１１からの正孔の注入を容易にするための正孔注入層１３が厚さ５０ｎｍで形成されている。正孔注入層１３の形成材料は、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（３，４‐ポリエチレンジオチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸）を用いることができる。

正孔注入層１３の上には、注入された正孔を後述する発光層１５へ輸送し易くするための正孔輸送層１４が厚さ１０ｎｍで形成されている。正孔輸送層１４の形成材料は、例えば芳香族アミン系ポリマーを用いることができる。また、この時に用いられる溶媒は、例えばシクロヘキシルベンゼンが挙げられる。

正孔輸送層１４の上には、発光層１５が厚さ１００ｎｍで形成されている。発光層１５は、第１電極１１から注入された正孔と第２電極１２から注入された電子との再結合により励起して発光する。発光層１５の形成材料は、例えばポリオレフィン系ポリマー蛍光材料を用いることができる。また、この時に用いられる溶媒は、例えばシクロヘキシルベンゼンが挙げられる。

発光層１５の上には、電子の注入を容易にするための電子注入層１６が厚さ約５ｎｍで形成されている。電子注入層１６の形成材料は、例えばＣａ（カルシウム）などの電子注入性の良い材料を用いることができる。

有機層１０と隔壁２０の基板９上で露出する部位全体を覆って、第２電極１２が厚さ３００ｎｍで形成されている。第２電極１２は、各有機ＥＬ素子５共通の共通電極として機能するものである。第２電極１２の形成材料は、例えばＡｌ（アルミニウム）を用いることができる。

第２電極１２の上には、第２電極１２を覆うように封止層３０が形成されている。封止層３０は、隔壁２０とその区画領域による凹凸形状を埋めるように形成され、基板９上を平坦化している。封止層３０の形成材料は、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、本発明の有機ＥＬ装置１を製造する工程について図面を参照して説明する。図３〜図４は有機ＥＬ装置１の製造方法の一例を示す断面工程図である。

先ず、図３（ａ）に示すように、第１電極１１が形成された基板９上にＳｉＯ_２等の無機絶縁膜を形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、第１電極１１の周囲を囲む無機隔壁層２１を形成する。

次に、無機隔壁層２１の上にアクリル樹脂等の有機絶縁膜を形成し、これを公知のフォトリソグラフィ技術を用いてパターニングすることにより、有機隔壁層２２を形成する。このようにして、無機隔壁層２１と有機隔壁層２２を備えた隔壁２０が形成される。

有機隔壁層２２を形成した後に、全体をＯ_２ガス下でプラズマ処理を行い、次いで、ＣＦ_４ガス下でプラズマ処理を行う。先ず、Ｏ_２プラズマ処理により、基板９及び基板９上に形成された各構成要素の表面は不純物が除去されて親液化され、次いでＣＦ_４プラズマ処理により、有機隔壁層２２の表面が撥液化される。ＣＦ_４プラズマ処理では有機物が撥液化されるため、有機隔壁層２２の表面を選択的に撥液化することができる。これら一連の処理により、有機隔壁層２２は撥液化され、第１電極１１や無機隔壁層２１の表面は親液化される。

次に、図３（ｂ）に示すように、基板９上の所定の領域に対してプラズマガスをスポット的に照射可能なスポット照射型プラズマ装置３００（図５参照）を用いて、大気圧環境下で薄膜形成領域の中央部Ｈの隔壁２０に薄膜形成領域の外周部Ｌよりも相対的に強いＮ_２プラズマを照射する。すなわち、薄膜形成領域の中央部Ｈに位置する隔壁２０の特に有機隔壁層２２の側壁部の表面の液状体１０１に対する濡れ性を、薄膜形成領域の外周部Ｌにおける濡れ性よりも向上させる。

スポット照射型プラズマ装置３００としては、例えば松下電工社製の型番ＡＮＵＣＡＳ５ＳＭＬが挙げられる。このスポット照射型プラズマ装置３００の詳細な説明については後述する。

ここで、Ｎ_２プラズマの照射による有機隔壁層２２の側壁部の表面改質のメカニズムについて説明する。Ｎ_２プラズマを照射することにより、Ｎ_２ガス中に含まれる微量なＯ_２や大気中から巻き込んだＯ_２からＯ_２ラジカルが発生する。このＯ_２ラジカルは、有機隔壁層２２の側壁部の表面に衝突して樹脂材料の分子鎖を切断し、樹脂表面の炭素原子と反応して官能基を生成する。これらの官能基には、親水性をもつカルボキシル基やカルボニル基が含まれることから、吐出される液状体１０１との親和性を大きく高めることができ、濡れ性が向上する。

次に、図３（ｃ）に示すように、基板９上の第１電極１１の上に、例えばインクジェット法を用いて正孔注入層１３の形成材料を配置する。より具体的には、正孔注入層１３の形成材料を含む液状体１０１が液滴吐出ヘッド１００から隔壁層２０の区画領域に対して吐出される。正孔注入層１３の形成材料を含む液状体１０１としては、例えばＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ用インク（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ重量比＝１：５０、固形分濃度０．５％、溶媒：ジエチレングリコール５０％、残量：純水）を用いることができる。

このとき、薄膜形成領域の中央部Ｈの隔壁２０の区画領域に形成された液状層１０１Ｈは、上述したＮ_２プラズマ処理により有機隔壁層２２に対する液状層１０１Ｈの撥液性が低下（濡れ性が向上）していることにより、薄膜形成領域の外周部Ｌの隔壁２０の区画領域に形成された液状層１０１Ｌよりも有機隔壁層２２の側壁に対して濡れ広がって形成されている。すなわち、薄膜形成領域の中央部Ｈの液状層１０１Ｈの有機隔壁層２２に対する接触角ΘＨは、薄膜形成領域の外周部Ｌの液状層１０１Ｌの有機隔壁層２２に対する接触角ΘＬよりも小さく形成されている。

次に、図４（ａ）に示すように、液状層１０１Ｈ，１０１Ｌを真空乾燥し、Ｎ_２雰囲気中で熱処理（２００℃、１０ｍｉｎ）を行うことにより、厚さが５０ｎｍの正孔注入層１３を形成する。このとき、薄膜形成領域の中央部Ｈ及び薄膜形成領域の外周部Ｌに形成された正孔注入層１３の特に中央部の厚さは同じになっている。

次に、図４（ｂ）に示すように、正孔注入層１３の上に正孔輸送層１４、発光層１５、電子注入層１６をこの順に成膜し、有機層１０を形成する。先ず、正孔注入層１３の上に、正孔輸送層１４の形成材料を含む液状体１０１をインクジェット法を用いて隔壁２０の区画領域に対して吐出し配置する。正孔輸送層１４の形成材料を含む液状体１０１としては、例えば溶質を芳香族アミン系ポリマー、その溶媒をシクロヘキシルベンゼンとしたものを用いることができる。このとき、薄膜形成領域の中央部Ｈの液状層１０１Ｈの有機隔壁層２２に対する接触角ΘＨは、薄膜形成領域の外周部Ｌの液状層１０１Ｌの有機隔壁層２２に対する接触角ΘＬよりも小さく形成されている。

次に、液状層１０１Ｈ，１０１Ｌを真空乾燥し、Ｎ_２雰囲気中で熱処理（１３０℃、１ｈｏｕｒ）を行うことにより、厚さが１０ｎｍの正孔輸送層１４を形成する。このとき、薄膜形成領域の中央部Ｈ及び薄膜形成領域の外周部Ｌに形成された正孔輸送層１４の特に中央部の厚さは同じになっている。

次に、正孔輸送層１４の上に、発光層１５の形成材料を含む液状体１０１をインクジェット法を用いて隔壁２０の区画領域に対して吐出し配置する。発光層１５の形成材料を含む液状体１０１としては、例えば溶質をポリオレフィン系ポリマー蛍光材料、その溶媒をシクロヘキシルベンゼンとしたものを用いることができる。このとき、薄膜形成領域の中央部Ｈの液状層１０１Ｈの有機隔壁層２２に対する接触角ΘＨは、薄膜形成領域の外周部Ｌの液状層１０１Ｌの有機隔壁層２２に対する接触角ΘＬよりも小さく形成されている。

次に、液状層１０１Ｈ，１０１Ｌを真空乾燥し、Ｎ_２雰囲気中で熱処理（１３０℃、１ｈｏｕｒ）を行うことにより、厚さが１００ｎｍの発光層１５を形成する。このとき、薄膜形成領域の中央部Ｈ及び薄膜形成領域の外周部Ｌに形成された発光層１５の特に中央部の厚さは同じになっている。

次に、発光層１５の上に、電子注入層１６を蒸着を用いて隔壁２０の区画領域に形成する。電子注入層１６の形成材料としては、例えばＣａを用いることができる。電子注入層１６の厚さとしては、５ｎｍとなるように形成するのが好ましい。このようにして、基板９上の第１電極１１の上に、正孔注入層１３、正孔輸送層１４、発光層１５、電子注入層１６がこの順に積層された有機層１０が形成される。

次に、図４（ｃ）に示すように、複数の有機ＥＬ素子５に共通の電極となる第２電極１２を有機層１０と隔壁層２０の基板９上で露出する部位全体を覆って蒸着を用いて形成する。第２電極１２の形成材料としては、例えばＡｌを用いることができる。第２電極１２の厚さとしては、３００ｎｍとなるように形成するのが好ましい。

次に、第２電極１２の上に、第２電極１２を覆うように封止層３０を減圧雰囲気下でスクリーン印刷を行った後、加熱硬化させることにより形成する。封止層３０の形成材料としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。以上により、上述した本発明の有機ＥＬ装置１を形成することができる。

なお、本製造方法では、薄膜形成領域の外周部Ｌよりも相対的に強いＮ_２プラズマを薄膜形成領域の中央部Ｈに部分的に照射することで薄膜形成領域の中央部Ｈの隔壁２０の特に有機隔壁層２２の側壁部の表面の濡れ性を向上させているが、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌの隔壁２０の液状体１０１に対する濡れ性をコントロールすることができれば、これに限らない。例えば、薄膜形成領域の中央部Ｈのみの隔壁２０に部分的にＮ_２プラズマを照射することで薄膜形成領域の中央部Ｈのみの有機隔壁層２２の側壁部の表面の濡れ性を向上させても良い。

なお、本製造方法では、有機隔壁層２２の側壁部の濡れ性を向上させるためのプラズマガスの照射はＮ_２プラズマを用いているが、Ｏ_２プラズマを用いても良い。また、ＨｅプラズマやＡｒプラズマを用いることもできる。Ａｒプラズマは、Ｎ_２プラズマやＯ_２プラズマに比べるとプラズマガスの照射力が強いので、適宜、被照射体を選定して行うことができる。

なお、本製造方法では、有機ＥＬ素子５の有機層１０の薄膜形成方法を一例として挙げているが、ブラックマトリクス層を隔壁として用いたカラーフィルタ層の薄膜形成にも適用することができる。

図５は、本製造方法で用いたスポット照射型プラズマ装置３００の一例を示した概略構成図である。スポット照射型プラズマ装置３００は、大気圧環境下でプラズマガスを照射をするための処理室３０１と、各種装置を制御する制御部や各種配線を内装する本体部３０２と、タッチパネルやタッチキーなどで各種装置へ信号を入力するための操作部３０３とを備え、キャスター等の土台３０４によって固定されている。

処理室３０１は、プラズマを照射するプラズマヘッド部３２０と、プラズマヘッド部３２０の駆動、支持及び移動を兼ねる駆動部３１０と、プラズマガスの照射される被照射体の載置及び移動を兼ねるステージ３３０とを備えている。

プラズマヘッド部３２０は、プラズマヘッド本体部３２１の内部に一対の誘電体３２４，３２５と、これらを挟持する一対の電極３２２，３２３とを備えている。一対の電極３２２，３２３の間に高周波電界を印加することで、一対の誘電体３２４，３２５の間の空間に放電が発生する。例えば、反応ガスとしてＯ_２を用いた場合は、放電によってＯ_２ラジカルが発生し、放電時の加熱による気体の膨張によって噴出され、開口部３２６からＯ_２ラジカルのプラズマガスが照射される。

駆動部３１０は、プラズマヘッド部３２０を支持する接続部３１４を備え、上側支持部３１１、下側支持部３１２及び駆動部土台３１３によって処理室３０１に固定されている。接続部３１４は、プラズマヘッド部３２０を上下左右に自在に移動させることが可能なスライド機能を有している。これにより、プラズマヘッド部３２０の開口部３２６とプラズマガスの照射される被照射体との間隔が制御される。

ステージ３３０は、プラズマ照射の被照射体を載せるテーブル３３１を備え、ステージ支持部３３２及びステージ土台３３３によって処理室３０１に固定されている。また、ステージ３３０は、テーブル３３１を左右に移動させることが可能なコンベア機能を有している。また、ステージ支持部３３２はステージ３３０を回転させることが可能な機能を有している。これにより、テーブル３３１を自在に移動させることが可能となり、テーブル３３１に載置された被照射体の所定の位置に部分的にプラズマガスが照射される。

なお、本製造方法では、大気圧雰囲気下でプラズマガスの照射を行っているが、減圧雰囲気下でプラズマガスの照射を行っても良い。減圧雰囲気下でプラズマガスの照射をする減圧プラズマ装置としては、例えばＭａｒｃｈ社製の型番ＡＰ−１０００が挙げられる。

本発明の薄膜形成方法によれば、薄膜形成領域の中央部Ｈに位置する隔壁２０の液状体１０１に対する濡れ性を、薄膜形成領域の外周部Ｌにおける濡れ性よりも向上させる表面処理を行うことで、薄膜形成領域Ｓの中央部と外周部の液状体１０１に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。すなわち、薄膜形成領域の中央部Ｈの隔壁に対する液状体１０１の接触角ΘＨを薄膜形成領域の外周部Ｌにおける接触角ΘＬよりも小さくすることで、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌとに吐出された液状体１０１の乾燥による対流の移動変化を同じように操作することができる。従って、従来の技術では隔壁２０の間に形成された有機層１０の特に中央部の膜厚は、薄膜形成領域の中央部Ｈに形成された有機層１０の膜厚よりも、薄膜形成領域の外周部Ｌに形成された有機層１０の膜厚のほうが小さくなる場合があるが、本願ではその膜厚を同じ厚さにすることができる。すなわち、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌとの間の乾燥ムラを防ぐことができる。また、薄膜形成領域Ｓの周囲にダミー領域を形成する必要がないので、基板全体を無駄なく使うことができる。

また、この製造方法によれば、前記表面処理が、有機隔壁層２２の表面を酸素プラズマ処理若しくは窒素プラズマ処理することにより行われるので、有機隔壁層２２の表面の液状体１０１に対する濡れ性を確実に向上させることができる。

また、この製造方法によれば、薄膜形成領域Ｓの中央部に位置する隔壁２０に対して部分的にプラズマガスを照射することができるので、薄膜形成領域Ｓの中央部と外周部の液状体１０１に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。従って、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌとの間の乾燥ムラをより防ぐことができる。

また、この構成によれば、薄膜形成領域の中央部と薄膜形成領域の外周部との間の乾燥ムラを防ぐことができるので、高品質な有機ＥＬ装置を提供することが可能となる。

なお、本実施形態では、薄膜形成領域の外周部Ｌと薄膜形成領域の中央部Ｈとで、隔壁２０に対する液状体１０１の濡れ性を２段階で制御しているが、本発明はこれに限らず、薄膜形成領域Ｓを中央部から外周部にかけて複数段階に分け、それぞれの領域の隔壁２０に対する液状体１０１の濡れ性を段階的に異ならせることもできる。また、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子による駆動を行う場合、ＴＦＴ素子領域や配線等の形状、あるいは配置の関係上によって画素配置が上下左右方向ともに等間隔にできない場合があり、各画素上に吐出された液状体１０１の周囲で局所的な蒸発する溶媒分子の分圧差が生じることもある。また、液状体１０１を乾燥する乾燥炉等の乾燥装置の異なる設計によっても溶媒分子の分圧差が生じる場所が変わることもある。このような場合には、溶媒の蒸発差の異なる領域ごとに隔壁２０の液状体１０１に対する濡れ性を異ならせることができる。

（表面処理装置の例１）
図６は本製造方法に用いたスポット照射型プラズマ装置３００の他の表面処理装置の第１例の平行平板型のプラズマ装置３５０の概略構成断面図である。平行平板型のプラズマ装置３５０は、基板９と一対の電極３５４，３５５を収容する本体部３５１と、変圧器や共振コンデンサを収容するマッチングユニット３７２と、を備え、一対の電極３５４，３５５の間に発生するプラズマガスのオン／オフを制御する回路を収めた電源３７１に接続される構成となっている。

基板９は、ステージ３５６に載置されている。ステージ３５６は、一対の電極のうちの一方の電極の下部電極３５５を内部に有している。下部電極３５５の下面には、冷却配管３６４の一方の端部が接している。冷却配管３６４は、Ｌ字状に設けられ、ステージ３５６内を経由して下部導電管３５８の側面から他方の端部を露出し、外部の冷却装置３６３に接続されている。すなわち、冷却装置３６３を用いてステージ３５６内を冷却水で循環させることにより、ステージ３５６の温度制御を行う構成となっている。

下部導電管３５８の本体部３５１から露出した端部は、導電配線３８１を介して、マッチングユニット３７２に接続されている。マッチングユニット３７２は、変圧器によるマッチング調整や共振コンデンサによる周波数の選定をするものであり、導電配線３８１を介して電源３７１に接続されている。電源３７１はアース３８２に接続され、接地されている。

下部電極３５５と対向する位置には、基板９を介して、一対の電極のうちの他方の電極の上部電極３５４が、電極間可変部３５３の下面に設けられている。上部電極３５４は、薄膜形成領域の外周部Ｌに対応する外周部電極３５４ａ，３５４ｃと、薄膜形成領域の中央部Ｈに対応する中央部電極３５４ｂと、を有している。また、上部電極３５４は、電極間可変部３５３によって上下方向（矢印方向）に移動可能に設けられている。すなわち、外周部電極３５４ａ，３５４ｃは、外周部電極間可変部３５３ａ，３５３ｃによってそれぞれ上下方向に移動可能である。また、中央部電極３５４ｂは、中央部電極間可変部３５３ｂによって上下方向に移動可能である。

ここでは、下部電極３５５と中央部電極３５４ｂの間の距離ＬＨを、下部電極３５５と外周部電極３５４ａ，３５４ｃの間の距離ＬＬよりも小さくすることで、基板９上に形成された隔壁２０の特に有機隔壁層２２の側壁部の表面にプラズマガスを照射する構成となっている。例えば、中央部電極３５４ｂから基板９上の隔壁２０までの距離は３５ｍｍとするのが好ましい。また、外周部電極３５４ａ，３５４ｃから隔壁層２０までの距離は７０ｍｍとするのが好ましい。

電極間可変部３５３の上面には、ガス配管３６１の一方の端部が接している。ガス配管３６１は、Ｌ字状に設けられ、支持部３５２内を経由して上部導電管３５７の側面から他方の端部を露出し、外部のガス供給装置（図示略）に接続されている。すなわち、外部のガス供給装置から反応ガスが供給されることで一対の電極３５４，３５５の間に挟まれた基板９の上面にプラズマガスが放射される構成となっている。

上部電極管３５７の本体部３５１から露出した端部は、導電配線３８１を介してアース３８２に接続され、接地されている。

本体部３５１の下側には、排気部３６２が設けられている。この排気部３６２は、例えば本体部３５１内を不活性ガス雰囲気にする場合に、本体部３５１内の気体を真空排気するための開口部として用いられる。

本例では、薄膜形成領域の中央部Ｈに位置する部分の一対の電極３５４，３５５の間の距離ＬＨを、薄膜形成領域の外周部Ｌに位置する部分の距離ＬＬよりも小さくしているので、薄膜形成領域Ｓの中央部と外周部の液状体１０１に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。従って、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌとの間の乾燥ムラをより防ぐことができる。

（表面処理装置の例２）
図７は本製造方法に用いたスポット照射型プラズマ装置３００の他の表面処理装置の第２例のヘッドオン型ＵＶオゾン装置４００の概略構成断面図である。ヘッドオン型ＵＶオゾン装置４００は、波長１７２ｎｍのＵＶ光を発生するエキシマランプ４０１と、変圧器４１１を収容したトランス部４０２と、を備え、エキシマランプ４０１の点灯用の回路や点灯、消灯を制御する回路を収めた点灯電源（図示略）に接続される構成となっている。ヘッドオン型ＵＶオゾン装置４００としては、例えばウシオ電機社製の型番ＵＥＲ２０Ｈ−１７２Ｂが挙げられる。

エキシマランプ４０１は、２本の径の異なる石英ガラス管４０５，４０６と、光取出し窓を有するフランジ４０３と、窒素ガス入口部４３１と、窒素ガス出口部４３２と、冷却水入口部４４１と、冷却水出口部４４３とを備えている。

２本の径の異なる石英ガラス管４０５，４０６は同軸状に配置され、その間にはＡｒなどの放電ガス４０４が封入されている。内側の石英ガラス管４０６の内側には、半割りした円筒状の金属電極４１２，４１３が設けられている。また、外側の石英ガラス管４０５の外側には、半割りした円筒状の金属電極４１１，４１４が設けられている。内側の石英ガラス管４０６の内側に設けられた一方の金属電極４１２は、外側の石英ガラス管４０５の外側に設けられた一方の金属電極４１１と対向するようになっている。また、内側の石英ガラス管４０６の他方に設けられた金属電極４１３は、外側の石英ガラス管４０５の外側に設けられた他方の金属電極４１４と対向するようになっている。

これら２組の対向する金属電極４１１，４１２及び４１３，４１４の間に高周波高電圧が印加されると、内側の石英ガラス管４０６と外側の石英ガラス管４０６の間の半径方向に放電が発生する構造となっている。放電によりエネルギを得た放電ガス４０４の原子（励起原子）は他の原子と結合してエキシマ分子を生成する。このエキシマ分子が基底状態に遷移するときにＵＶ光を発光し、フランジ４０３の光取出し窓から照射される。

窒素ガス入口部４３１は、フランジ４０３の近傍のエキシマランプ４０１の外壁部に設けられ窒素封入配管（図示略）に接続されている。窒素ガス出口部４３２は、トランス部４０２の近傍のエキシマランプ４０１の外壁部に設けられ窒素排出配管（図示略）に接続されている。窒素ガス入口部４３１からエキシマランプ４０１の内部に窒素ガスを流入し窒素ガス出口部４３２へ流出させる構造となっている。

冷却水入口部４４１は、フランジ４０３の近傍のエキシマランプ４０１の外壁部に設けられ冷却水注入配管（図示略）に接続されている。冷却水出口部４４３は、トランス部４０２の近傍のエキシマランプ４０１の外壁部に設けられ冷却水排出配管（図示略）に接続されている。冷却水を冷却水入口部４４１からエキシマランプ４０１の外壁部を囲んで設けられた水冷ジャケット４４２を経由して冷却水出口部４４３へ流出させて点灯中のエキシマランプ４０１の温度変化を抑える構造となっている。

トランス部４０２は、変圧器４１１を有し、変圧配管４２１を介して、内側の石英ガラス管４０６と外側の石英ガラス管４０６の間の空間に接続されている。すなわち、トランス部４０２は変圧配管４２１を介して、２組の対向する金属電極４１１，４１２及び４１３，４１４の間に高周波高電圧が印加される空間の圧力を制御するようになっている。

なお、ヘッドオン型ＵＶオゾン装置４００としてエキシマランプ４０１を用いる例を挙げているが、これに限らず、低圧水銀ランプも用いることができる。

本例では、基板９上の有機隔壁層２２の所定領域に対して選択的に狙った部分にＵＶ光を照射することができるので、薄膜形成領域Ｓの中央部と外周部の液状体１０１に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。従って、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌとの間の乾燥ムラをより防ぐことができる。

（表面処理装置の例３）
図８は本製造方法に用いたスポット照射型プラズマ装置３００の他の表面処理装置の第３例の低エネルギ電子線照射装置５００の概略構成断面図である。低エネルギ電子線照射装置５００は、低エネルギ電子線５０６の発生を制御する回路を収めた電源部５０１と、低エネルギ電子線５０６を発生する本体部５０２とを備えている。低エネルギ電子線照射装置５００としては、例えば浜松ホトニクス社製のＥＢ−ＥＮＧＩＮＥ（登録商標）が挙げられる。

本体部５０２は、低エネルギ電子線５０６を発射する電子銃５０５と、低エネルギ電子線５０６の出射窓を有するフランジ５０３と、本体部５０２の内部の真空排気や窒素ガス封入を兼ねる排気系５０４とを備えている。

電子銃５０５は、電源部５０１に接する位置に設けられている。電子銃５０５から発射された熱電子は高電圧（加速電圧６０ｋＶ、電子数２ｍＡ）で加速され、フランジ５０３の出射窓から低エネルギ電子線５０６が射出される構造となっている。フランジ５０３の出射窓としては、例えば透過性の良い軽元素であるベリリウム箔を用いることができる。

排気系５０１は、電源部５０１の近傍の本体部５０２の外壁部に区画領域を有しており、真空ポンプ等の真空排気装置（図示略）や窒素ガス封入装置（図示略）に接続されるようになっている。

低エネルギ電子線５０６を披照射体（有機隔壁層２２の側壁部の表面）に照射することにより、酸素原子を含む官能基が生成され被照射体に親水性が付与されることから、隔壁２０の区画領域に吐出される液状体１０１との親和性を大きく高めることができ、被照射対の液状体１０１に対する濡れ性が向上する。

本例では、基板９上の有機隔壁層２２の所定領域に対して低エネルギ電子線５０６を打ち込んで表面改質をするので、薄膜形成領域の中央部Ｈと薄膜形成領域の外周部Ｌに位置する隔壁２０に対してダメージを与えることなく、薄膜形成領域Ｓの中央部と外周部の液状体１０１に対する濡れ性を確実に異ならせることができる。

（電子機器）
次に、本発明に係る電子機器について、携帯電話を例に挙げて説明する。図９は、携帯電話６００の全体構成を示す斜視図である。携帯電話６００は、筺体６０１、複数の操作ボタンが設けられた操作部６０２、画像や動画、文字等を表示する表示部６０３を有する。表示部６０３には、本発明に係る有機ＥＬ装置１が搭載される。
このように、本発明の薄膜形成方法によって薄膜を形成された有機ＥＬ装置１を備えているので、表示ムラの少ない高信頼性かつ高性能な電子機器（携帯電話）６００を得ることができる。

なお、電子機器としては、上記携帯電話６００以外にも、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ（ＰＣ）、およびエンジニアリング・ワークステーション（ＥＷＳ）、ページャ、あるいは投射型液晶表示装置、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、ＰＯＳ端末、タッチパネルなどを挙げることができる。

本発明の有機ＥＬ装置が備えるサブ画素Ｇ周辺の拡大平面図である。 本発明の有機ＥＬ装置の概略構成断面図である。 本発明の有機ＥＬ装置の製造工程を示す図である。 図３に続く、有機ＥＬ装置の製造工程を示す図である。 スポット照射型プラズマ装置の概略構成図である。 平行平板型のプラズマ装置の概略構成図である。 ヘッドオン型ＵＶオゾン装置の概略構成図である。 低エネルギ電子線照射装置の概略構成図である。 電子機器の一例である携帯電話の概略構成図である。 従来の薄膜形成方法を用いて形成された有機層の概略断面図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ装置（デバイス）、５…有機ＥＬ素子、９…基板、１０…有機層（薄膜）、１１…第１電極、１２…第２電極、１５…発光層、２０…隔壁、２２…有機隔壁層、１０１…液状体、３００…スポット照射型プラズマ装置、３５４…上部電極（一対の電極）、３５５…下部電極（一対の電極）、３５０…平行平板型のプラズマ装置、４００…ヘッドオン型ＵＶオゾン装置、５００…低エネルギ電子線照射装置、５０６…低エネルギ電子線、Ｈ…薄膜形成領域の中央部、Ｌ…薄膜形成領域の外周部、ＬＨ…下部電極と中央部電極の間の距離（一対の電極間の距離）、ＬＬ…下部電極と外周部電極の間の距離（一対の電極間の距離）、Ｓ…薄膜形成領域

Claims (8)

1. 基板上に形成された隔壁によって区画された複数の区画領域に、薄膜形成材料を含む液状体を配置することにより薄膜を形成する薄膜形成方法であって、
   前記複数の区画領域に前記液状体を配置する前に、前記複数の区画領域によって構成される薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性を、前記薄膜形成領域の外周部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性よりも向上させる表面処理を行うことを特徴とする薄膜形成方法。
2. 前記隔壁は、有機材料で形成された有機隔壁層を含み、前記表面処理は、前記有機隔壁層の表面を酸素プラズマ処理、ヘリウムプラズマ処理、アルゴンプラズマ処理若しくは窒素プラズマ処理することにより行われることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
3. 前記表面処理は、プラズマガスを前記基板上の所定領域にスポット的に照射可能なスポット照射型プラズマ装置を用いて、前記薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁に対して選択的にプラズマガスを照射することにより行われることを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。
4. 前記表面処理は、前記基板を挟持する一対の電極を有し、前記一対の電極の間に発生するプラズマガスにより前記基板の表面を処理する平行平板型のプラズマ装置を用いて行われ、前記プラズマ装置は、前記一対の電極の間の距離が、前記薄膜形成領域の中央部に位置する部分が前記薄膜形成領域の外周部に位置する部分よりも小さくなっており、これにより、前記薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁に対するプラズマ強度を、前記薄膜形成領域の外周部に位置する前記隔壁に対するプラズマ強度よりも向上させることを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。
5. 前記隔壁は、有機材料で形成された有機隔壁層を含み、前記表面処理は、ＵＶ光を前記基板上の所定領域にスポット的に照射し、前記紫外線によって発生したオゾンを前記基板の所定領域にスポット的に供給可能なヘッドオン型ＵＶオゾン装置を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
6. 前記隔壁は、有機材料で形成された有機隔壁層を含み、前記表面処理は、低エネルギ電子線を前記基板上の所定領域にスポット的に照射可能な低エネルギ電子線照射装置を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
7. 請求項１〜６のいずれか１項に記載の方法により形成された薄膜を用いてデバイスを製造することを特徴とするデバイス製造方法。
8. 基板上に形成された隔壁によって区画された複数の区画領域を有し、
   前記複数の区画領域の各々には、第１電極と、第２電極と、前記第1電極と前記第２電極との間に狭持された発光層とを有する有機ＥＬ素子を有する有機ＥＬ装置であって、
   前記複数の区画領域によって構成される薄膜形成領域の中央部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性は、前記薄膜形成領域の外周部に位置する前記隔壁の前記液状体に対する濡れ性よりも高いことを特徴とする有機ＥＬ装置。

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