JP4123801B2 - Electro-optical device manufacturing method, electro-optical device manufacturing apparatus, electro-optical device, and electronic apparatus - Google Patents
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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気光学装置の製造方法及び電気光学装置の製造装置、電気光学装置、並びに電子機器に関する。
【0002】
【従来の技術】
有機エレクトロルミネッセンス(以後、ELと称する)素子を発光素子として備える電気光学装置(有機EL表示装置)は、高輝度で自発光であること、直流低電圧駆動が可能であること、応答が高速であること、固体有機膜による発光であること等から表示性能に優れており、また、表示装置の薄型化、軽量化、低消費電力化、大型化が可能であるため、次世代の表示装置として期待されている。
【0003】
図19は、有機EL表示装置の要部の代表的な構成を示す断面模式図である。有機EL表示装置は、基板900上に、回路素子部901、画素電極(陽極)902、発光層を含む有機機能層903、対向電極(陰極)904、及び封止部905等が順次積層された構造からなる。このうち画素電極902、機能層903、及び対向電極904等により、発光素子(有機EL素子)が構成される。
【0004】
この表示装置においては、回路素子部901の駆動制御により、画素電極902及び対向電極904に挟まれた機能層903が発光し、その光が回路素子部901及び基板900を通過して射出されるとともに、機能層903から基板900の反対側に発した光が対向電極904により反射されて回路素子部901及び基板900を通過して射出される。
【0005】
有機EL素子の形成材料を基板上に配置する技術としては、蒸着により成膜する方法、各種コーティング法により塗布する方法などが知られている。また、粘度の低い液体材料を基板上に配置する際には、隣接する複数の領域の材料同士が混じらぬように、その領域を区画する仕切り部材としてのバンク(図19に示す符号910)を設ける場合が多い。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、バンクによって区画された領域に液体材料を配置する場合、液体材料がバンクの表面(壁面)の影響を受け、形成される層(あるいは膜)の平坦性が損なわれやすい。有機EL素子を構成する層の平坦性が低下すると、発光ムラとなって有機EL表示装置の性能低下を招きやすい。
【0007】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、バンクによって区画された領域内に平坦な膜を容易かつ安定的に形成することができる電気光学装置の製造方法及び電気光学装置の製造装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、性能が向上した電気光学装置を提供することを目的とする。また、本発明は、表示手段の性能が向上した電子機器を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明の電気光学装置の製造方法は、バンクによって区画された領域に液体材料を配置して膜を形成する工程を有する電気光学装置の製造方法において、前記液体材料の配置の前に、プラズマ処理によって前記バンクの表面を撥液性に加工する撥液化工程と、前記バンクと同一材料からなる物体の、前記液体材料に対する動的接触角を測定する測定工程と、前記測定工程の測定結果から前記撥液化工程の処理条件を決定する工程とを有し、前記撥液化工程では、前記動的接触角を随時測定し、目標値から離れないように前記処理条件を管理することを特徴とする。
上記の電気光学装置の製造方法によれば、バンクの表面を撥液性に加工する際に、動的接触角を指標として用いることにより、撥液化の処理条件の管理が容易となる。そのため、膜の平坦化に対する撥液化の処理条件の最適化が確実に行われる。なお、ここでいう撥液性とは、バンクによって区画された領域に配置される液体材料に対して非親和性をしめす特性である。
【0009】
具体的には、前記撥液化工程では、例えば、プラズマ処理によって前記バンクの表面を撥液性に加工するとともに、前記動的接触角を指標として、プラズマ処理の処理時間を管理するとよい。プラズマ処理の処理時間を変化させることによって、バンク表面の撥液性を制御することが可能である。また、プラズマ処理は、原料の選択等によって、処理対象の表面に様々な特性を与えることができるとともに、その制御を行いやすい。
【0010】
上記電気光学装置の製造方法において、前記撥液化工程では、前記動的接触角が29°〜45°の範囲内になるように、処理条件を管理するのが好ましい。動的接触角が29°未満だと、撥液性が不十分となり、バンク近傍の膜厚が厚くなるので好ましくなく、動的接触角が45°を超えると、撥液性が高くなりすぎて、バンク近傍の膜厚が薄くなるので好ましくない。
【0011】
また、上記電気光学装置の製造方法において、前記撥液化工程の前に、前記バンクの表面を親液性に加工する親液化工程を有してもよい。撥液化の前にバンクの表面を親液性に加工することにより、撥液化を促進させることが可能となる。なお、ここでいう撥液性とは、バンクによって区画された領域に配置される液体材料に対して非親和性をしめす特性である。
【0012】
本発明の電気光学装置の製造装置は、バンクによって区画された領域に液体材料を配置して膜を形成する膜形成装置を備える電気光学装置の製造装置において、プラズマ処理によって前記バンクの表面を撥液性に加工する撥液化装置と、前記バンクと同一材料からなる物体の、前記液体材料に対する動的接触角を測定する測定装置と、前記測定装置の測定結果から撥液化装置の処理条件を決定する制御装置とを備え、前記撥液化装置は、前記処理条件に基づいて、加工することを特徴とする。
上記電気光学装置の製造装置によれば、上記構成により、液体材料に対する動的接触角を指標として、バンクの表面を撥液性に加工することができる。
この場合、前記測定装置の測定結果に基づいて、前記撥液化装置の処理条件が管理されることにより、撥液化の処理条件の最適化が確実に行われ、バンクの間に形成される膜が安定的に平坦化される。
【0013】
また、上記電気光学装置の製造装置において、前記バンクの表面を撥液性に加工する前に、前記バンクの表面を親液性に加工する親液化装置を備えてもよい。撥液化工程の前に、バンクの表面を親液性に加工することにより、撥液化を促進させることが可能となる。
【0014】
本発明の電気光学装置は、上記電気光学装置の製造装置を用いて製造されたことを特徴とする。
上記電気光学装置によれば、上述した製造装置を用いて電気光学装置が製造されることから、バンクの間に形成される膜が安定的に平坦化されるので、その性能の向上が図られる。
【0015】
本発明の電子機器は、上述した電気光学装置を表示手段として備えることを特徴とする。
上記電子機器によれば、表示手段の性能の向上を図ることができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳しく説明する。
図1は、本発明の電気光学装置としての有機EL装置の製造方法を概念的に示す図である。本発明の有機EL装置の製造方法は、バンク10によって区画された領域に液体材料を配置し、その液体材料を乾燥させて膜12を形成する工程(図1(b))と、その液体材料の配置の前に、バンク10の表面を撥液性に加工する工程(図1(a))とを有する。
【0017】
バンク10は、基体上に設けられており、例えば、樹脂等の有機物あるいは無機物からなる。また、液体材料としては、有機EL装置に用いられる機能層(発光層や正孔輸送層を含む)の形成材料など、水系及び有機系のいずれも適用される。
【0018】
バンク10による窪みの内部に、液体材料によって膜(あるいは層)を形成する場合、液体材料がバンク10の表面(壁面)の影響を受け、膜の平坦性が損なわれやすい。本発明者らは、この一般的な事実と、バンク10の間に膜を形成する場合、特に、バンク10の壁面の特性に応じて膜の平坦性が大きく変化するという事実に着目し、鋭意検討の結果、バンク10間に形成される膜の平坦性は、液体材料に対するバンク10壁面の動的接触角θに関係することを解明し、この動的接触角θを指標として用いることにより、本発明を完成した。
【0019】
すなわち、本発明においては、動的接触角を指標として用いることにより、撥液化の処理条件の管理を容易にしている。例えば、使用する液体材料に対して、膜の平坦化に最適な動的接触角の目標値を予め求めておき、以後、バンクの壁面がその動的接触角になるように、撥液化の処理条件を管理することで、平坦な膜を容易かつ確実に得ることができる。つまり、実際に膜を形成しなくても、バンクの動的接触角を測定することで、撥液処理後のバンク壁面の特性が膜の平坦化に適しているかどうかの判別が可能となり、撥液化の処理条件の管理が容易となる。したがって、本発明の製造方法では、撥液化の処理条件が確実に最適化され、平坦な膜を安定的に得ることが可能となる。
【0020】
撥液化の方法としては、例えば、プラズマ処理法(プラズマ重合法)や、共析メッキ法の他に、金チオールで撥液化する手法、あるいはFAS(フルオロアルキルシラン)で撥液処理する手法など、公知の様々な手法が採用可能である。このうち、プラズマ処理法は、原料の選択等によって、処理対象の表面に様々な特性を与えることができるとともに、その制御を行いやすいという利点を有する。
【0021】
上記プラズマ処理法では、例えば、テトラフルオロメタン(四フッ化炭素)などのフッ素系の処理ガスをプラズマ化し、それを対象物体の表面に照射する(CF4 プラズマ処理)。これにより、対象物体の表面に、フッ素基が導入されて撥液性が付与される。なお、処理ガスとしては、テトラフルオロメタン(四フッ化炭素)に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いてもよい。さらに、液体材料に対する撥液性を付与可能なものであれば、フッ素系以外の処理ガスを用いてもよい。
【0022】
また、上記プラズマ重合法によって対象物体の表面をフッ素化する場合、対象物体の種類によっては、その表面を予め親液化あるいは活性化することにより、上記フッ素化を促進させることが可能である。こうした前処理は、例えば、上述したプラズマ重合法において、酸素を処理ガスとして用いることにより実施できる(O2 プラズマ処理)。この場合、対象物体の表面に、プラズマ状態の酸素を照射することにより、その表面が親液化あるいは活性化される。
【0023】
また、上記プラズマ処理法によって、バンクに撥液性を付与する場合、プラズマ処理の処理時間を変化させることにより、液体材料に対するバンク表面の動的接触角を制御することができる。例えば、プラズマ状態の処理ガスをバンクの表面に照射する時間を長くすると、バンク表面の撥液性が向上し、その動的接触角が大きくなる。したがって、バンク表面の動的接触角を測定した結果に基づいて、プラズマ処理の処理時間を管理することにより、バンク表面の動的接触角を、膜の平坦化に最適な動的接触角に近づけることができる。
【0024】
動的接触角については、その測定法がいくつか知られているが、測定対象の物体表面に液滴を形成するとともに、その液滴を変形させ、その変形時の液滴周辺部の接触角(前進接触角、後退接触角)を求めるものが一般的である。この場合、接触角は、例えばCCDカメラなどの観察手段で観察し、その観察結果を解析することにより求めることができる。
【0025】
図2は、動的接触角の測定例を示しており、この例では、測定対象の物体15をステージ16上に載置し、物体15上に液滴を作成し、その液滴にニードル17を接触させる。その後、ニードル17をその場に固定したままでステージ16を移動させる。このとき、ステージ16の移動方向における物体15の端部の接触角が動的接触角θ(この例では後退接触角)となる。
【0026】
また、動的接触角の測定において、バンクを直接測定するのではなく、測定対象として、少なくとも表面部分がバンクと同一材料及び特性を有する物体を用いて間接的に測定してもよい。例えば、バンクと同一材料からなる物体の表面を、バンクと同一処理条件で撥液性に加工し、その処理後の物体表面について、動的接触角を測定する。これにより、撥液処理後のバンク表面の動的接触角を間接的に測定することが可能となる。間接的な測定を用いる場合、有機EL装置の製造過程において、その製造処理を中断させることなく、バンクの撥液性についての確認や、処理条件の管理が可能となる。そのため、平坦な膜がより安定的に得られる。
【0027】
図3は、本発明の電気光学装置としての有機EL装置の製造装置を概念的に示す図である。本発明の有機EL装置の製造装置20は、バンク10の表面(壁面)を撥液性に加工する撥液化装置21と、液体材料に対する動的接触角を測定する測定装置22と、バンク10によって区画された領域に液体材料を配置して膜を形成する膜形成装置23と、これらを統括的に制御する制御装置24とを備え、上述した本発明の製造方法に基づいて、有機EL装置を製造する。つまり、膜形成装置23による液体材料の配置の前に、その液体材料に対する動的接触角を指標として、撥液化装置21によってバンク10の表面を撥液性に加工する。
【0028】
上記製造装置20では、例えば、膜の平坦化に最適な動的接触角の目標値が制御装置24に記憶されている。測定装置22は、バンク表面の動的接触角を測定し、その測定結果を制御装置24に送る。制御装置24は、撥液処理後のバンク表面の動的接触角が目標値に近づくように、処理時間などの撥液化装置21の処理条件を定める。なお、動的接触角の測定時、バンクを直接測定するのではなく、バンクと同一材料からなる物体を代わりに用いて動的接触角を測定してもよい。撥液化の処理条件が決定すると、その処理条件に基づいて、撥液化装置21により、バンク表面を撥液性に加工する。
【0029】
バンク表面を撥液性に加工した後、膜形成装置23によって撥液処理後のバンクの内部に液体材料を配置する。このとき、バンク表面の撥液性が所望の動的接触角に加工されているので、バンク間に形成される膜12(あるいは層)は良好に平坦化される。なお、平坦な膜を安定的に得ることを目的として、撥液処理後のバンク表面(またはそれに代わる物体表面)の動的接触角を随時測定し、目標値から離れないように撥液化装置21の処理条件を管理するのが好ましい。
【0030】
このように、本発明の有機EL装置の製造装置20では、測定装置22によるバンク表面の動的接触角の測定結果に基づいて、撥液化装置21の処理条件を管理することにより、膜形成装置23によって得られる膜が安定的に平坦化される。なお、撥液化装置21の前段に、バンク表面を親液性に加工する親液化装置を備えることで、撥液化の促進を図ることが可能である。
【0031】
ここで、上記膜形成装置における液体材料の配置技術、すなわち、バンクによる窪みの内部に液体材料を配置する技術としては、液滴吐出法(いわゆるインクジェット法)、ディスペンスコート法、あるいはスピンコート法など、各種コート法の適用が可能である。上記コート法のうち、液滴吐出法は、材料の使用に無駄が少なく、しかも所望の位置に所望の量の材料を的確に配置できるという利点を有する。
【0032】
液滴吐出技術(インクジェット法)としては、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換式、電気熱変換方式、静電吸引方式などが挙げられる。帯電制御方式は、材料に帯電電極で電荷を付与し、偏向電極で材料の飛翔方向を制御してノズルから吐出させるものである。また、加圧振動方式は、材料に超高圧を印加してノズル先端側に材料を吐出させるものであり、制御電圧をかけない場合には材料が直進してノズルから吐出され、制御電圧をかけると材料間に静電的な反発が起こり、材料が飛散してノズルから吐出されない。また、電気機械変換方式(ピエゾ方式)は、ピエゾ素子(圧電素子)がパルス的な電気信号を受けて変形する性質を利用したもので、ピエゾ素子が変形することによって材料を貯留した空間に可撓物質を介して圧力を与え、この空間から材料を押し出してノズルから吐出させるものである。また、電気熱変換方式は、材料を貯留した空間内に設けたヒータにより、材料を急激に気化させてバブル(泡)を発生させ、バブルの圧力によって空間内の材料を吐出させるものである。静電吸引方式は、材料を貯留した空間内に微小圧力を加え、ノズルに材料のメニスカスを形成し、この状態で静電引力を加えてから材料を引き出すものである。また、この他に、電場による流体の粘性変化を利用する方式や、放電火花で飛ばす方式などの技術も適用可能である。
【0033】
図4は、本発明の電気光学装置をアクティブマトリクス型の表示装置(有機EL表示装置)に適用した実施の形態例であり、上記本発明の製造装置を用いて製造される有機EL素子を発光素子として備える。また、この表示装置は、薄膜トランジスタを用いたアクティブ型の駆動方式を採用している。
【0034】
表示装置100は、基板121の上に、回路素子としての薄膜トランジスタを含む回路素子部146、発光層を含む発光部140、陰極154、及び封止部147等を順次積層した構造からなる。
【0035】
基板121としては、本例ではガラス基板が用いられる。本発明における基板としては、ガラス基板の他に、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や回路基板に用いられる公知の様々な基板が適用される。
【0036】
基板121上には、発光領域としての複数の画素領域102がマトリクス状に配列されており、カラー表示を行う場合、例えば、赤(Red)、緑(Green)、青(Blue)の各色に対応する画素領域102が所定の配列で並ぶ。
各画素領域102には、画素電極141が配置され、その近傍には信号線132、共通給電線133、走査線131及び図示しない他の画素電極用の走査線等が配置されている。画素領域102の平面形状は、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用可能である。
【0037】
封止部147は、水や酸素の侵入を防いで陰極154あるいは発光部140の酸化を防止するものであり、基板121に塗布される封止樹脂、及び基板121に貼り合わされる封止基板(封止缶)148等を含む。封止樹脂の材料としては、例えば、熱硬化樹脂あるいは紫外線硬化樹脂等が用いられ、特に、熱硬化樹脂の1種であるエポキシ樹脂が好ましく用いられる。封止基板148は、ガラスや金属等からなり、基板121と封止基板148とはシール剤を介して張り合わされている。基板121の内側には乾燥剤が配置されており、基板間に形成された空間にはN2ガスを充填したN2ガス充填層149が形成されている。
【0038】
画素領域102には、走査線131を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の第1の薄膜トランジスタ142と、この薄膜トランジスタ142を介して信号線132から供給される画像信号を保持する保持容量145と、保持容量145によって保持された画像信号がゲート電極に供給される駆動用の第2の薄膜トランジスタ143と、この薄膜トランジスタ143を介して共通給電線133に電気的に接続したときに共通給電線133から駆動電流が流れ込む画素電極141(陽極)と、画素電極141と対向電極154(陰極)との間に挟み込まれる発光部140とが設けられている。発光部140は、発光層としての有機EL層を含む層(機能層)を含み、発光素子である有機EL素子は、画素電極141、陰極154、及び発光部140等を含んで構成される。
【0039】
画素領域102では、走査線131が駆動されて第1の薄膜トランジスタ142がオンとなると、そのときの信号線132の電位が保持容量145に保持され、この保持容量145の状態に応じて、第2の薄膜トランジスタ143の導通状態が決まる。また、第2の薄膜トランジスタ143のチャネルを介して共通給電線133から画素電極141に電流が流れ、さらに発光部140を通じて対向電極154に電流が流れる。そして、このときの電流量に応じて、発光部140が発光する。
【0040】
本例の表示装置100においては、発光部140から基板121側に発した光が、回路素子部146及び基板121を透過して基板121の下側(観測者側)に出射されるとともに、発光部140から基板121の反対側に発した光が陰極154により反射されて、その光が回路素子部146及び基板121を透過して基板121の下側(観測者側)に出射される(バックエミッション型)。なお、陰極154として、透明な材料を用いることにより陰極側から発光する光を出射させることもできる(トップエミッション型)。この場合、陰極用の透明な材料としては、ITO、Pt、Ir、Ni、もしくはPdを用いる事ができる。また、陰極の膜厚としては75nmほどが好ましく、この膜厚よりも薄くした方がより好ましい。
【0041】
図5は、上記表示装置100における画素領域102近傍の断面構造を拡大した図である。この図5には3つの画素領域102が示されている。
回路素子部146には、基板121上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜201が形成され、この下地保護膜201上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜204が形成されている。なお、半導体膜204には、ソース領域204a及びドレイン領域204bが高濃度Pイオン打ち込みにより形成されている。また、Pが導入されなかった部分がチャネル領域204cとなっている。
【0042】
さらに、回路素子部146には、下地保護膜201及び半導体膜204を覆う透明なゲート絶縁膜220が形成され、ゲート絶縁膜220上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極229(走査線)が形成され、ゲート電極229及びゲート絶縁膜220上には透明な第1層間絶縁膜250と第2層間絶縁膜270が形成されている。ゲート電極229は半導体膜204のチャネル領域204cに対応する位置に設けられている。また、第1、第2層間絶縁膜250、270を貫通して、半導体膜204のソース、ドレイン領域204a、204bにそれぞれ接続されるコンタクトホール275、276が形成されている。
【0043】
第2層間絶縁膜270上には、ITO等からなる透明な画素電極141が所定の形状にパターニングされて形成され、一方のコンタクトホール275がこの画素電極141に接続されている。また、もう一方のコンタクトホール276が給電線133に接続されている。
このように、回路素子部146には、各画素電極141に接続された駆動用の薄膜トランジスタ143が形成されている。なお、回路素子部146には、前述した保持容量145及びスイッチング用の薄膜トランジスタ142も形成されているが、図5ではこれらの図示を省略している。
【0044】
発光部140は、複数の画素電極141…上の各々の上に積層された機能層290と、各画素電極141及び機能層290の間に備えられて各機能層290を区画するバンク281とを主体に構成されている。また、機能層290上には陰極154が配置されている。発光素子である有機EL素子は、画素電極141、陰極154、及び機能層290等を含んで構成される。
ここで、画素電極141は、例えばITOにより形成されており、平面視略矩形にパターニングされて形成されている。この画素電極141の厚さは、50〜200nmの範囲が好ましく、150nm程度がよい。また、各画素電極141…の間には、バンク281が備えられている。
【0045】
図6は、バンク281の平面構造の形態例を示している。
バンク281は、複数の画素領域102の境界に位置し、複数の画素領域102の配列に対応して開口を有して形成されている。
図6(a)の例では、バンク281は、マトリクス状に配列される複数の画素領域102に対応して格子状に設けられている。また、図6(b)の例では、バンク281は、ストライプ状に配列される複数の画素領域102に対応してストライプ状に設けられている。なお、画素領域102の配列及びバンク281の平面形状はこれに限定されず、例えば一列ごとにずれた配列となるいわゆるデルタ配列の画素領域とそれに応じたバンク形状としてもよい。本例では、バンク281は図6(a)に示す格子状の平面構造からなる。
【0046】
図5に戻り、バンク281は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレジストから形成された有機物層からなる。このバンク281の厚さ(高さ)は、例えば、0.1〜3.5μm程度に設定される。厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入/輸送層及び発光層の合計厚よりバンク281が薄くなりやすく、発光層がバンク281の上部から溢れるおそれがあるので好ましくない。また、厚さが3.5μmを越えると、バンク281によって形成される段差が大きくなり、バンク281上に形成される陰極154のステップガバレッジを確保できなくなるので好ましくない。また、バンク281の厚さを2μm以上にすれば、駆動用の薄膜トランジスタ143との絶縁を高めることができる点でより好ましい。なお、上記バンクの厚さは一例であり、本発明はこれに限定されるものではない。
【0047】
また、バンク281は、有機物からなるものに限らず、他の材料を用いてもよい。例えば、無機物のバンク層の上に有機物のバンク層を積層した構成としてもよい。この場合、無機物のバンク層としては、例えば、窒化珪素、酸化窒化珪素、窒化チタン、窒化タンタル等が用いられる。有機物のバンク層の下に無機物のバンク層を設けることにより、有機物のバンク層を通過した金属(例えば、アルカリ金属(可動イオン))が薄膜トランジスタに侵入するのを防止することができる。なお、バンク281が多層に積層された構成である場合、積層したそれぞれの層が上述した特性(撥液性)を有する必要はなく、少なくともいずれか一層(例えば最上層のバンク層のみ)が撥液性を有していればよい。
【0048】
また、バンク281は、液体材料に対する動的接触角を指標として、その表面(壁面及び上面)が撥液性に加工されている。撥液性を示す領域は、4フッ化メタン、テトラフルオロメタン、もしくは四フッ化炭素を処理ガスとするプラズマ処理によって表面がフッ化処理(撥液性に処理)されている。本例では、バンク281表面の動的接触角(後退接触角)が29°〜45°の範囲内になっている。
【0049】
機能層290は、画素電極141上に積層された正孔注入/輸送層290aと、正孔注入/輸送層290a上に隣接して形成された発光層290bとから構成されている。なお、発光層290bに隣接してその他の機能を有する他の機能層をさらに形成してもよい。例えば、電子輸送層を形成してもよい。
【0050】
正孔注入/輸送層290aは、正孔を発光層290bに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入/輸送層290aの内部において輸送する機能を有する。このような正孔注入/輸送層290aを画素電極141と発光層290bの間に設けることにより、発光層290bの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発光層290bでは、正孔注入/輸送層290aから注入された正孔と、陰極154から注入される電子が再結合し、発光が得られる。
【0051】
発光層290bは、赤色(R)に発光する赤色発光層290b1、緑色(G)に発光する緑色発光層290b2、及び青色(B)に発光する青色発光層290b3、の3種類を有し、各発光層290b1〜290b3がストライプ配置されている。
【0052】
正孔注入/輸送層290aの形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。また、この他にも、特に限定されることなく公知の様々な材料が使用可能であり、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。これらの具体的な内容は、例えば、特開昭63−70257号、同63−175860号公報、特開平2−135359号、同2−135361号、同2−209988号、同3−37992号、同3−152184号公報などに記載されている。さらに、正孔注入/輸送層の形成材料として、銅フタロシアニン(CuPc)や、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1,1−ビス−(4−N,N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム等も適用される。
【0053】
また、発光層290bの材料としては、例えば、[化1]〜[化5]に示す(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、またはこれらの高分子材料にルブレン、ペリレン、9,10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープして用いることができる。
【0054】
【化1】
【0055】
【化2】
【0056】
【化3】
【0057】
【化4】
【0058】
【化5】
【0059】
陰極154は、発光部140の全面に形成されており、画素電極141と対になって機能層290に電流を流す役割を果たす。この陰極154は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層290bに直接に接して発光層290bに電子を注入する役割を果たす。また、フッ化リチウムは発光層の材料によっては効率よく発光させるために、発光層290bと陰極154との間にLiFを形成する場合もある。
なお、赤色及び緑色の発光層290b1、290b2にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用いてもよい。従ってこの場合は青色(B)発光層290b3のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色及び緑色の発光層290b1、290b2にはフッ化リチウム以外のものを積層してもよい。また、赤色及び緑色の発光層290b1、290b2上にはフッ化リチウムを形成せず、カルシウムのみを形成してもよい。この場合、フッ化リチウムの厚さは、例えば2〜5nmの範囲が好ましく、特に2nm程度がよい。またカルシウムのの厚さは、例えば2〜50nmの範囲が好ましい。
また、陰極154を形成するアルミニウムは、発光層290bから発した光を基板121側に反射させるもので、Al膜の他、Ag膜、AlとAgの積層膜等からなることが好ましい。また、その厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200nm程度がよい。さらにアルミニウム上にSiO、SiO2、SiN等からなる酸化防止用の保護層を設けてもよい。
【0060】
次に、上記有機EL素子(及び有機EL表示装置)の製造方法の一例について、特に、(1)プラズマ処理工程、(2)正孔注入/輸送層形成工程、(3)発光層形成工程、(4)対向電極(陰極)形成工程について、図7〜図17を参照しながら、詳しく説明する。
【0061】
(1)プラズマ処理工程
プラズマ処理工程には、回路素子としての薄膜トランジスタ143、画素電極141、及びバンク281が形成された基板121が投入される。プラズマ処理工程は、画素電極141の表面を活性化すること、バンク281の表面を表面処理することなどを目的としており、画素電極141の表面の親液化処理や、バンク281表面の撥液化処理を行う。
【0062】
プラズマ処理工程は、(a)予備加熱工程、(b)活性化工程(親液化工程)、(c)撥液化工程、及び(d)冷却工程に大別される。なお、これに限らず、必要に応じて工程を追加あるいは削除してもよい。
【0063】
図7は、プラズマ処理工程で用いられるプラズマ処理装置の構成例を模式的に示している。プラズマ処理装置50は、予備加熱処理室51、第1プラズマ処理室52、第2プラズマ処理室53、冷却処理室54、及びこれらの各処理室51〜54に基板を搬送する搬送装置55を含む。本例では、各処理室51〜54は、搬送装置55を中心として放射状に配置されている。
【0064】
プラズマ処理装置では、まず、予備加熱処理室51において基板の予備加熱を行い、次に、第1,第2プラズマ処理室52,53において、活性化処理及び撥液化処理を行う。撥液化処理の後、基板を冷却処理室54に搬送し、基板を室温まで冷却する。以下、各処理について詳細に説明する。
【0065】
(a)予備加熱工程
予備加熱工程では、予備加熱処理室51において、バンクを含む基板を所定の温度に加熱する。加熱温度は、次工程であるプラズマ処理の処理温度と同程度に設定され、例えば70〜80℃である。予備加熱は、次のプラズマ処理において、基板の温度変動を抑制し、処理の均一性を高めることを主な目的としている。加熱手段としては、例えば、基板が搭載されるプレート(ステージ)にヒータが内蔵された構成のものが用いられる。
【0066】
(b)活性化工程
活性化工程では、基板に対して、大気雰囲気中で酸素を処理ガスとしてプラズマ処理(O2プラズマ処理)を行う。O2プラズマ処理は、画素電極の仕事関数の調整及び制御、画素電極表面の洗浄、及び画素電極表面の親液化などを目的としている。また、O2プラズマ処理により、画素電極とともにバンク表面が親液化され、次の撥液化工程において、バンクの撥液化が促進される。
【0067】
図8は、第1プラズマ処理装置52の要部構成を模式的に示した図である。図8において、バンクを含む基板121は加熱ヒータ内臓の試料ステージ56上に載置され、基板121の上側には所定のギャップ間隔(例えば0.5〜2mm程度)の距離をおいてプラズマ放電電極57が基板121に対向して配置される。基板121は、試料ステージ56によって加熱されるとともに、試料ステージ56を介して図示矢印方向に所定の搬送速度で搬送される。この搬送中、基板121に対してプラズマ状態の酸素が照射される。
【0068】
O2プラズマ処理の処理条件は、例えば、プラズマパワー100〜800kW、酸素ガス流量50〜100ml/min、搬送速度0.5〜10mm/sec、基板温度70〜90℃である。なお、試料ステージ56の加熱は、主として予備加熱された基板の保温のために行われる。また、処理雰囲気は、大気雰囲気に限らず、例えば真空下としてもよい。
【0069】
O2プラズマ処理により、図9に示すように、画素電極141の電極面、バンク281の壁面及び上面が親液処理される。つまり、これらの各面に水酸基が導入されて親液性が付与される。図9では、親液処理された部分を一点鎖線で示している。なお、このO2プラズマ処理により、上述した画素電極の洗浄、仕事関数の調整も行われる。
【0070】
(c)撥液処理工程
撥液化工程では、基板に対して、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理(CF4プラズマ処理)を行う。第2プラズマ処理室53(図7参照)の要部構成は、図8に示した第1プラズマ処理室52とほぼ同じである。すなわち、試料ステージによって基板が加熱及び搬送され、基板に対してプラズマ状態のテトラフルオロメタン(四フッ化炭素)が照射される。
【0071】
CF4プラズマ処理の処理条件は、例えば、プラズマパワー100〜800kW、4フッ化メタンガス流量50〜100ml/min、基板搬送速度0.5〜10mm/sec、基板温度70〜90℃である。他の処理条件が一定のとき、基板の搬送速度を変化させることにより、プラズマ処理の処理時間を変化させることができる。本例では、正孔注入/輸送層を形成するための液体材料(後述する第1組成物)に対するバンク表面の動的接触角を指標として、プラズマ処理の処理時間を管理する。
【0072】
具体的には、上記液体材料に対するバンク表面の動的接触角としての後退接触角が29°〜45°の範囲内になるように、上記処理時間を管理する。上記後退接触角の目標値は、正孔注入/輸送層の平坦化に最適となるように予め求められたものである。バンク表面の後退接触角が29°未満だと、撥液性が不十分となり、正孔注入/輸送層のバンク近傍の膜厚が厚くなるので好ましくない。また、後退接触角が45°を超えると、撥液性が高くなりすぎて、正孔注入/輸送層のバンク近傍の膜厚が薄くなるので好ましくない。なお、試料ステージの加熱は、第1プラズマ処理室と同様に、主として予備加熱された基板の保温のために行われる。また、処理ガスは、テトラフルオロメタン(四フッ化炭素)に限らず、他のフルオロカーボン系のガスを用いてもよい。また、処理雰囲気は、大気雰囲気に限らず、例えば真空下としてもよい。
【0073】
CF4プラズマ処理により、図10に示すように、バンク281の壁面及び上面が撥液処理される。つまり、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。図10では、撥液性を示す領域を二点鎖線で示している。バンク281を構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物はプラズマ状態のフルオロカーボンが照射することで容易に撥液化する。また、この撥液化の前に、O2プラズマに親液化処理するとフッ素化されやすい、という特徴を有している。
なお、画素電極141の電極面もこのCF4プラズマ処理の影響を多少受けるが、濡れ性に影響を与える事は少ない。図10では、親液性を示す領域を一点鎖線で示している。
【0074】
(d)冷却工程
冷却工程では、冷却処理室54(図7参照)において、プラズマ処理後の基板を所定の温度まで冷却する。基板の冷却は、次の正孔注入/輸送層形成工程において、基板の温度変動を抑制し、処理の均一性を高めることを主な目的としており、室温あるいは正孔注入/輸送層形成工程における所定の管理温度まで基板を冷却する。冷却手段としては、例えば、基板が搭載されるプレート(ステージ)に冷却装置が内蔵された構成のものが用いられる。
【0075】
(2)正孔注入/輸送層形成工程
次に、正孔注入/輸送層形成工程では、液滴吐出法(インクジェット法)を用いることにより、正孔注入/輸送層の形成材料を含む第1組成物を画素電極141上に吐出する。その後、乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極141上に正孔注入/輸送層を形成する。
この正孔注入/輸送層形成工程を含めこれ以降の工程は、水、酸素の無い雰囲気とするのが好ましい。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。
【0076】
インクジェット法による層の形成方法は以下の通りである。
図11に示すように、画素電極141の周囲には画素領域102を区画するバンク281が形成されており、このバンク281の開口位置にインクジェットヘッドH1の吐出ノズルH2を配置する。そして、インクジェットヘッドH1と基板121とを相対的に移動させながら、吐出ノズルH2から1滴当たりの液量が制御された第1組成物の液滴を画素電極141上に吐出する。
【0077】
吐出された第1組成物の液滴は、親液処理された画素電極141の電極面上に広がり、バンク281間に充填される。本例では、バンク281表面(壁面及び上面)が撥液性に加工されているので、仮に、第1組成物が所定の吐出位置から外れてバンク281の上面に吐出されたとしても、その上面で第1組成物の液滴がはじかれ、バンク281間に転がり込む。
【0078】
液滴吐出用の装置として、本例では、上述した電気機械変換方式(ピエゾ方式)を用いた膜形成装置が用いられる。図12は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための図である。図11において、液体材料を収容する液体室320に隣接してピエゾ素子321が設置されている。液体室320には、液体材料を収容する材料タンクを含む液体材料供給系322を介して液体材料が供給される。ピエゾ素子321は駆動回路323に接続されており、この駆動回路323を介してピエゾ素子321に電圧を印加し、ピエゾ素子321を変形させることにより、液体室320が変形し、ノズル324から液体材料が吐出される。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピエゾ素子321の歪み量が制御される。また、印加電圧の周波数を変化させることにより、ピエゾ素子321の歪み速度が制御される。ピエゾ方式による液滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。
【0079】
上記第1組成物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸(PSS)等の混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール(IPA)、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン(NMP)、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。
【0080】
より具体的な第1組成物の組成としては、例えば、PEDOT/PSS混合物:7.25重量%、水:52.75重量%、メタノール:5重量%、IPA:5重量%、DMI:50重量%、γ−グリジルオキシプロピルトリメトキシシラン:0・08重量%である。また、第1組成物の粘度は2〜20Ps程度が好ましい。なお、本発明において、第1組成物の組成は上記例に限定されるものではない。また、正孔注入/輸送層の形成材料として、赤(R)、緑(G)、青(B)の各発光層に対して同じ材料を用いてもよく、各発光層ごとに変えてもよい。
【0081】
第1組成物の吐出量は、バンクによる窪み(開口)の大きさ、形成しようとする正孔注入/輸送層の厚さ、第1組成物中の正孔注入/輸送層形成材料の濃度等により決定される。
また、第1組成物を一度にバンク間に配置してもよく、数回に分けて配置してもよい。この場合、各回における第1組成物の量は同一でもよく、各回ごとにその量を変えてもよい。さらに、ある画素電極に対して毎回同じ位置から第1組成物を吐出してもよく、各回ごとに位置をずらしながら吐出してもよい。
【0082】
続いて、図13に示すように、画素電極141上に配置された第1組成物を乾燥させる。すなわち、第1組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、画素電極141上に正孔注入/輸送層290aを形成する。本例では、バンク281表面(壁面及び上面)が撥液性に加工され、正孔注入/輸送層の平坦化に最適な動的接触角(後退接触角)になっているので、乾燥処理後において、バンク281の間に均一な厚さの正孔注入/輸送層290aが形成される。
【0083】
乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を例えば133.3Pa(1Torr)程度にして行う。圧力が低すぎると第1組成物の液滴が突沸するので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事が困難となりやすい。
また、乾燥処理後、窒素中、好ましくは真空中で200℃で10分程度加熱する熱処理を行うとよい。これにより、正孔注入/輸送層290a内に残存する極性溶媒や水を除去することができる。
【0084】
(3)発光層形成工程
次に、発光層形成工程では、図14に示すように、上記正孔注入/輸送層形成工程と同様に、液滴吐出法(インクジェット法)を用いることにより、各色(例えばここでは青色(B))の発光層の形成材料を含む第2組成物を正孔注入/輸送層290a上に吐出する。
【0085】
すなわち、バンク281の開口位置にインクジェットヘッドH3の吐出ノズルH4を配置し、インクジェットヘッドH3と基板121とを相対的に移動させながら、吐出ノズルH4から1滴当たりの液量が制御された第2組成物の液滴を正孔注入/輸送層290a上に吐出する。
【0086】
発光層形成材料としては、[化1]〜[化5]に示すポリフルオレン系高分子誘導体や、(ポリ)パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、あるいは上記高分子に有機EL材料をドープして用いる事ができる。例えば、ルブレン、ペリレン、9,10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープすることにより用いることができる。
【0087】
第2組成物の吐出量は、バンクによる窪み(開口)の大きさ、形成しようとする発光層の厚さ、第2組成物中の発光層形成材料の濃度等により決定される。
また、第2組成物を一度にバンク間に配置してもよく、数回に分けて配置してもよい。この場合、各回における第1組成物の量は同一でもよく、各回ごとにその量を変えてもよい。さらに、ある画素電極に対して毎回同じ位置から第1組成物を吐出してもよく、各回ごとに位置をずらしながら吐出してもよい。
【0088】
続いて、図15に示すように、画素電極141上に配置された第2組成物を乾燥させる。すなわち、第2組成物に含まれる溶媒(非極性溶媒)を蒸発させ、正孔注入/輸送層290a上に発光層290b(青色(B)の発光層290b3)を形成する。
また、図16に示すように、青色の発光層290b3と同様に、正孔注入/輸送層290a上に、赤色(R)、緑色(G)の発光層290b1、290b2を形成する。
なお、青色の発光層290b3の場合、乾燥処理は、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧力を133.3Pa(1Torr)程度として5〜10分行う条件とする。緑色の発光層290b2、及び赤色の発光層290b1の場合、発光層形成材料の成分数が多いために素早く乾燥させることが好ましく、例えば、40℃で窒素の吹き付けを5〜10分行う条件とするとよい。その他の乾燥の手段として、遠赤外線照射法、高温窒素ガス吹付法等を用いてもよい。
【0089】
(4)対向電極(陰極)形成工程
次に対向電極(陰極)形成工程では、図17に示すように、発光層290b及びバンク281の全面に陰極154(対向電極)を形成する。
陰極154は複数の材料を積層して形成してもよい。例えば、発光層に近い側には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、例えばCa、Ba等を用いることが可能であり、また材料によっては下層にLiF等を薄く形成した方がよい場合もある。また、上部側(封止側)には下部側よりも仕事関数が高い材料、例えばAlを用いる事もできる。
フッ化リチウムは、発光層290b上のみに形成してもよく、さらに所定の色に対応して形成する事ができる。例えば、青色(B)発光層290b3上のみに形成してもよい。この場合、他の赤色(R)発光層及び緑色(G)発光層290b1、290b2には、カルシウムからなる上部陰極層が接することとなる。
これらの陰極154は、例えば蒸着法、スパッタ法、CVD法等を用いて形成することが可能であるが、熱による発光層290bの損傷を防止する上で、本例では蒸着法を用いる。
また、陰極154の上部には、Al膜、Ag膜等を用いることが好ましい。また、その厚さは、例えば100〜1000nmの範囲が好ましく、特に200〜500nm程度がよい。
また陰極154上に、酸化防止のためにSiO2、SiN等の保護層を設けてもよい。
【0090】
以上の工程により、基板121上に発光部140が形成され、有機EL素子が形成される。この後、有機EL素子が形成された基板121を封止し、基板121の配線に陰極154を接続するとともに、基板121上あるいは外部に設けられる駆動IC(駆動回路)に回路素子部146の配線を接続することにより、有機EL表示装置が完成する。
【0091】
図18(a)〜(c)は、本発明の電子機器の実施の形態例を示している。
本例の電子機器は、上述した有機EL表示装置等の本発明の電気光学装置を表示手段として備えている。
図18(a)は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図18(a)において、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図18(b)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18(b)において、符号700は情報処理装置、符号701はキーボードなどの入力部、符号703は情報処理装置本体、符号702は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図18(c)は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図18(c)において、符号800は時計本体を示し、符号801は前記の表示装置を用いた表示部を示している。
図18(a)〜(c)に示すそれぞれの電子機器は、本発明の電気光学装置を表示手段として備えているので、品質の優れた表示を実現することができる。
【0092】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【0093】
【実施例】
アクリル樹脂からなるバンクが形成された基板と、バンクと同じアクリル樹脂からなる平基板とを用意し、各基板に対して、上述したCF4プラズマ処理を行った。処理時間は、1.0〜6.6secの間で変化させた。
また、上記CF4プラズマ処理の後、上記バンクが形成された基板に対して、上述した正孔注入/輸送層用の液滴材料を吐出し、バンクによって区画された領域に正孔注入/輸送層を形成し、その膜厚のプロファイルを測定した。液体材料の組成は、PEDOT/PSS混合物:7.25重量%、水:52.75重量%、メタノール:5重量%、IPA:5重量%、DMI:50重量%、γ−グリジルオキシプロピルトリメトキシシラン:0・08重量%である。なお、液滴材料の乾燥は、減圧乾燥の後、200℃で10分間のベーキングを行った。
【0094】
その結果、処理時間が1.17〜1.4secのとき、最も理想的な膜厚のプロファイルが得られた。処理時間が1.17sec未満だと、撥液性が不十分となり、バンクの壁面近くの膜厚が厚くなるので好ましくなく、1.4secを超えると、撥液性が高くなりすぎて、バンクの壁面近くの膜厚が薄くなるので好ましくない。
【0095】
一方、上記平基板に対して、上記CF4プラズマ処理の後、協和界面科学社製CA−W接触角測定装置を用いて、先の図2を用いて説明した測定方法に従って、上記液体材料に対する動的接触角(後退接触角)と、静的接触角とを測定した。静的接触角の測定にはθ/2法を用いた。その結果を以下に示す。
【0096】
上記結果から、動的接触角(後退接触角)を指標として用いることにより、撥液化の処理条件を管理できることが確認された。すなわち、動的接触角(後退接触角)が29°程度〜45°程度の範囲内になるように、プラズマ処理の処理条件を管理することにより、理想的で平坦な膜厚のプロファイルが得られることが確認された。これに対し、静的接触角では上記管理は難しいことがわかった。
【0097】
【発明の効果】
本発明の電気光学装置の製造方法及びその装置によれば、バンクの表面を撥液性に加工する際に、動的接触角を指標として用いることにより、膜の平坦化に対する撥液化の処理条件の最適化が確実に行われる。したがって、バンクによって区画された領域内に平坦な膜を容易かつ安定的に形成することができる。
【0098】
また、本発明の電気光学装置によれば、有機EL素子の構造を最適化し、その性能の向上を図ることができる。
【0099】
また、本発明の電子機器によれば、上記電気光学装置を表示手段として備えることから、表示手段の性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電気光学装置としての有機EL装置の製造方法の概念的に示す図である。
【図2】 動的接触角(後退接触角)の測定例を示す図である。
【図3】 本発明の電気光学装置としての有機EL装置の製造装置の実施の形態例を模式的に示す図である。
【図4】 本発明の電気光学装置の実施の形態例である有機EL表示装置の構成を模式的に示す図である。
【図5】 有機EL表示装置における画素領域近傍の断面構造を拡大した図である。
【図6】 バンクの平面構造の形態例を模式的に示す図である。
【図7】 プラズマ処理装置の構成例を模式的に示す図である。
【図8】 プラズマ処理室の構成例を模式的に示す図である。
【図9】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図10】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図11】 ピエゾ方式による液滴吐出の原理を説明するための図である。
【図12】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図13】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図14】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図15】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図16】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図17】 有機EL装置の製造方法を説明する工程図である。
【図18】 本発明の電子機器の実施の形態例を示す図である。
【図19】 有機EL表示装置の要部の代表的な構成を示す断面模式図である。
【符号の説明】
10,281…バンク、12…膜、20…有機EL装置の製造装置(電気光学装置の製造装置)、21…撥液化装置、22…測定装置、23…膜形成装置、24…制御装置、100…有機EL表示装置、102…画素領域、121…基板、θ…動的接触角(後退接触角)。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an electro-optical device manufacturing method, an electro-optical device manufacturing apparatus, an electro-optical device, and an electronic apparatus.
[0002]
[Prior art]
An electro-optical device (organic EL display device) including an organic electroluminescence (hereinafter referred to as EL) element as a light-emitting element is high-intensity and self-luminous, can be driven by a DC low voltage, and has a high response speed. As a next-generation display device, it has excellent display performance due to the fact that it emits light from a solid organic film, and the display device can be made thinner, lighter, lower in power consumption, and larger in size. Expected.
[0003]
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a typical configuration of a main part of an organic EL display device. In the organic EL display device, a
[0004]
In this display device, the
[0005]
As a technique for arranging a material for forming an organic EL element on a substrate, a method of forming a film by vapor deposition, a method of applying by various coating methods, and the like are known. Further, when a liquid material having a low viscosity is disposed on the substrate, a bank (
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, when a liquid material is disposed in a region partitioned by the bank, the liquid material is affected by the surface (wall surface) of the bank, and the flatness of the formed layer (or film) is likely to be impaired. When the flatness of the layers constituting the organic EL element is lowered, unevenness of light emission occurs and the performance of the organic EL display device is likely to be lowered.
[0007]
The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an electro-optical device manufacturing method and an electro-optical device manufacturing method that can easily and stably form a flat film in a region partitioned by a bank. An object is to provide an apparatus.
Another object of the present invention is to provide an electro-optical device with improved performance. Another object of the present invention is to provide an electronic apparatus with improved display means performance.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The method of manufacturing an electro-optical device according to the present invention includes a step of forming a film by disposing a liquid material in a region partitioned by a bank. In the method of manufacturing an electro-optical device, plasma processing is performed before disposing the liquid material. From the liquid repellent step of processing the surface of the bank to make it liquid repellent, the measurement step of measuring the dynamic contact angle of the object made of the same material as the bank with respect to the liquid material, and the measurement result of the measurement step And determining the processing conditions of the lyophobic process. In the lyophobic process, the dynamic contact angle is measured as needed, and the processing conditions are managed so as not to deviate from the target value.
According to the above electro-optical device manufacturing method, when the surface of the bank is processed to be liquid repellent, the use of the dynamic contact angle as an index facilitates management of the liquid repellent processing conditions. For this reason, the processing conditions for the liquid repellency for the flattening of the film are surely optimized. The liquid repellency referred to here is a characteristic that shows non-affinity with respect to a liquid material arranged in a region partitioned by banks.
[0009]
Specifically, in the liquid repellent step, for example, the surface of the bank is processed to be liquid repellent by plasma processing, and the processing time of the plasma processing may be managed using the dynamic contact angle as an index. The liquid repellency of the bank surface can be controlled by changing the processing time of the plasma processing. In addition, the plasma treatment can give various characteristics to the surface to be treated by the selection of raw materials and the like, and is easy to control.
[0010]
In the method for manufacturing the electro-optical device, it is preferable that in the liquid repellency process, the processing conditions are controlled so that the dynamic contact angle is within a range of 29 ° to 45 °. If the dynamic contact angle is less than 29 °, the liquid repellency becomes insufficient and the film thickness in the vicinity of the bank becomes thick, which is not preferable. If the dynamic contact angle exceeds 45 °, the liquid repellency becomes too high. This is not preferable because the film thickness in the vicinity of the bank becomes thin.
[0011]
The electro-optical device manufacturing method may further include a lyophilic step of processing the surface of the bank to be lyophilic before the lyophobic step. By processing the surface of the bank to be lyophilic before the liquid repellency, the liquid repellency can be promoted. The liquid repellency referred to here is a characteristic that shows non-affinity with respect to a liquid material arranged in a region partitioned by banks.
[0012]
The electro-optical device manufacturing apparatus according to the present invention is an electro-optical device manufacturing apparatus including a film forming apparatus that forms a film by disposing a liquid material in a region partitioned by a bank, and repels the surface of the bank by plasma treatment. A liquid repellent device that processes liquid, a measuring device that measures a dynamic contact angle of an object made of the same material as the bank with respect to the liquid material, and processing conditions of the liquid repellent device are determined from the measurement results of the measuring device. And the lyophobic device performs processing based on the processing conditions.
According to the electro-optical device manufacturing apparatus, the surface of the bank can be processed to be liquid repellent with the dynamic contact angle with respect to the liquid material as an index.
In this case, the processing conditions of the lyophobic device are managed based on the measurement results of the measuring device, so that the lyophobic processing conditions are reliably optimized, and the film formed between the banks Flattened stably.
[0013]
The electro-optical device manufacturing apparatus may further include a lyophilic device that processes the bank surface to be lyophilic before processing the bank surface to be lyophobic. By processing the surface of the bank to be lyophilic before the lyophobic step, it becomes possible to promote the lyophobic property.
[0014]
The electro-optical device of the present invention is manufactured using the electro-optical device manufacturing apparatus.
According to the electro-optical device, since the electro-optical device is manufactured using the manufacturing apparatus described above, the film formed between the banks is stably flattened, so that the performance can be improved. .
[0015]
An electronic apparatus according to an aspect of the invention includes the above-described electro-optical device as a display unit.
According to the electronic device, the performance of the display means can be improved.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention will be described in detail below.
FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a method for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device of the present invention. The method for manufacturing an organic EL device according to the present invention includes a step (FIG. 1B) of forming a
[0017]
The
[0018]
When a film (or a layer) is formed with a liquid material inside the depression by the
[0019]
In other words, in the present invention, by using the dynamic contact angle as an index, the management of the liquid repellency treatment conditions is facilitated. For example, for a liquid material to be used, a target value of a dynamic contact angle that is optimal for flattening the film is obtained in advance, and thereafter the liquid repellent process is performed so that the wall surface of the bank becomes the dynamic contact angle. By managing the conditions, a flat film can be obtained easily and reliably. In other words, by measuring the dynamic contact angle of the bank without actually forming a film, it is possible to determine whether the characteristics of the bank wall surface after the liquid repellent treatment are suitable for film planarization. Management of liquefaction process conditions becomes easy. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, the treatment condition for liquid repellency is reliably optimized, and a flat film can be stably obtained.
[0020]
Examples of the liquid repellency method include a plasma treatment method (plasma polymerization method), a eutectoid plating method, a liquid repellency method using gold thiol, or a FAS (fluoroalkylsilane) method. Various known methods can be employed. Among these, the plasma processing method has an advantage that various characteristics can be given to the surface to be processed by the selection of raw materials and the like, and the control is easy.
[0021]
In the plasma processing method, for example, a fluorine-based processing gas such as tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride) is turned into plasma and irradiated onto the surface of the target object (CF4 plasma processing). As a result, fluorine groups are introduced to the surface of the target object and liquid repellency is imparted. The processing gas is not limited to tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride), and other fluorocarbon gases may be used. Furthermore, a treatment gas other than fluorine-based gas may be used as long as it can impart liquid repellency to the liquid material.
[0022]
When the surface of the target object is fluorinated by the plasma polymerization method, depending on the type of the target object, the surface can be lyophilic or activated in advance to promote the fluorination. Such pretreatment can be carried out, for example, by using oxygen as a treatment gas in the plasma polymerization method described above (O2 plasma treatment). In this case, by irradiating the surface of the target object with oxygen in a plasma state, the surface becomes lyophilic or activated.
[0023]
Further, when liquid repellency is imparted to the bank by the plasma treatment method, the dynamic contact angle of the bank surface with respect to the liquid material can be controlled by changing the treatment time of the plasma treatment. For example, if the time for irradiating the bank surface with the processing gas in the plasma state is increased, the liquid repellency of the bank surface is improved and the dynamic contact angle is increased. Therefore, by managing the plasma processing time based on the measurement result of the dynamic contact angle of the bank surface, the dynamic contact angle of the bank surface is brought close to the optimal dynamic contact angle for film planarization. be able to.
[0024]
Several methods are known for measuring the dynamic contact angle, but droplets are formed on the surface of the object to be measured, the droplets are deformed, and the contact angle around the droplets when deformed In general, it is necessary to obtain (advance contact angle, receding contact angle). In this case, the contact angle can be obtained by observing with an observation means such as a CCD camera and analyzing the observation result.
[0025]
FIG. 2 shows an example of measurement of the dynamic contact angle. In this example, an object 15 to be measured is placed on a
[0026]
In the measurement of the dynamic contact angle, the bank may not be directly measured, but may be indirectly measured using an object having at least a surface portion having the same material and characteristics as the bank as a measurement target. For example, the surface of an object made of the same material as the bank is processed to be liquid repellent under the same processing conditions as the bank, and the dynamic contact angle is measured for the object surface after the processing. Thereby, the dynamic contact angle on the bank surface after the liquid repellent treatment can be indirectly measured. When using indirect measurement, it is possible to check the liquid repellency of the bank and manage the processing conditions without interrupting the manufacturing process in the manufacturing process of the organic EL device. Therefore, a flat film can be obtained more stably.
[0027]
FIG. 3 is a diagram conceptually showing an apparatus for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device of the present invention. The organic EL
[0028]
In the
[0029]
After the bank surface is processed to be liquid repellent, a liquid material is placed inside the bank after the liquid repellent treatment by the
[0030]
Thus, in the organic EL
[0031]
Here, as a liquid material arrangement technique in the film forming apparatus, that is, a technique of arranging the liquid material inside the depression by the bank, a droplet discharge method (so-called inkjet method), a dispense coating method, a spin coating method, or the like Various coating methods can be applied. Among the coating methods, the droplet discharge method has the advantage that the use of the material is less wasteful and a desired amount of material can be accurately disposed at a desired position.
[0032]
Examples of the droplet discharge technique (inkjet method) include a charge control method, a pressure vibration method, an electromechanical conversion method, an electrothermal conversion method, and an electrostatic suction method. In the charge control method, a charge is applied to a material by a charging electrode, and the flight direction of the material is controlled by a deflection electrode and discharged from a nozzle. In addition, the pressure vibration method applies an ultra-high pressure to the material and discharges the material to the tip of the nozzle. When the control voltage is not applied, the material moves straight and is discharged from the nozzle, and the control voltage is applied. Electrostatic repulsion occurs between the materials and the materials are scattered and not discharged from the nozzle. In addition, the electromechanical conversion method (piezo method) utilizes the property that a piezo element (piezoelectric element) deforms in response to a pulsed electric signal, and can be used in a space where material is stored by deformation of the piezo element. Pressure is applied through a flexible substance, and the material is pushed out from this space and discharged from the nozzle. In the electrothermal conversion method, a material is rapidly vaporized by a heater provided in a space in which the material is stored to generate bubbles, and the material in the space is discharged by the pressure of the bubbles. In the electrostatic attraction method, a minute pressure is applied in a space in which the material is stored, a meniscus of the material is formed on the nozzle, and an electrostatic attractive force is applied in this state before the material is drawn out. In addition to this, techniques such as a system that uses a change in the viscosity of a fluid due to an electric field and a system that uses a discharge spark are also applicable.
[0033]
FIG. 4 shows an embodiment in which the electro-optical device of the present invention is applied to an active matrix display device (organic EL display device), and an organic EL element manufactured using the manufacturing device of the present invention emits light. Provide as an element. In addition, this display device employs an active driving method using thin film transistors.
[0034]
The
[0035]
As the
[0036]
A plurality of
In each
[0037]
The sealing
[0038]
In the
[0039]
In the
[0040]
In the
[0041]
FIG. 5 is an enlarged view of a cross-sectional structure in the vicinity of the
In the
[0042]
Further, a transparent
[0043]
On the second
Thus, the driving
[0044]
The
Here, the
[0045]
FIG. 6 shows a form example of the planar structure of the
The
In the example of FIG. 6A, the
[0046]
Returning to FIG. 5, the
[0047]
Further, the
[0048]
Further, the surface of the
[0049]
The
[0050]
The hole injection /
[0051]
The
[0052]
As a material for forming the hole injection /
[0053]
Examples of the material of the light-emitting
[0054]
[Chemical 1]
[0055]
[Chemical 2]
[0056]
[Chemical 3]
[0057]
[Formula 4]
[0058]
[Chemical formula 5]
[0059]
The
The red and green light emitting layers 290b1 and 290b2 are not limited to lithium fluoride, and other materials may be used. Therefore, in this case, a layer made of lithium fluoride may be formed only on the blue (B) light emitting layer 290b3, and other red and green light emitting layers 290b1 and 290b2 may be laminated other than lithium fluoride. Further, only calcium may be formed on the red and green light emitting layers 290b1 and 290b2 without forming lithium fluoride. In this case, the thickness of the lithium fluoride is preferably, for example, in the range of 2 to 5 nm, particularly about 2 nm. The thickness of calcium is preferably in the range of 2 to 50 nm, for example.
The aluminum forming the
[0060]
Next, regarding an example of a method for manufacturing the organic EL element (and organic EL display device), in particular, (1) a plasma processing step, (2) a hole injection / transport layer forming step, (3) a light emitting layer forming step, (4) The counter electrode (cathode) forming step will be described in detail with reference to FIGS.
[0061]
(1) Plasma treatment process
In the plasma treatment step, a
[0062]
The plasma treatment process is roughly divided into (a) a preheating process, (b) an activation process (lyophilic process), (c) a lyophobic process, and (d) a cooling process. However, the present invention is not limited to this, and a process may be added or deleted as necessary.
[0063]
FIG. 7 schematically shows a configuration example of a plasma processing apparatus used in the plasma processing step. The
[0064]
In the plasma processing apparatus, first, the substrate is preheated in the preheating
[0065]
(A) Preheating step
In the preheating step, the substrate including the bank is heated to a predetermined temperature in the preheating
[0066]
(B) Activation process
In the activation step, plasma processing (O2 plasma processing) is performed on the substrate using oxygen as a processing gas in an air atmosphere. The purpose of the O2 plasma treatment is to adjust and control the work function of the pixel electrode, clean the surface of the pixel electrode, and make the surface of the pixel electrode lyophilic. Also, the O2 plasma treatment makes the bank surface lyophilic with the pixel electrodes, and promotes the lyophobicity of the bank in the next lyophobic process.
[0067]
FIG. 8 is a diagram schematically showing a main configuration of the first
[0068]
The processing conditions of the O2 plasma processing are, for example, a plasma power of 100 to 800 kW, an oxygen gas flow rate of 50 to 100 ml / min, a transport speed of 0.5 to 10 mm / sec, and a substrate temperature of 70 to 90 ° C. The
[0069]
By the O 2 plasma treatment, as shown in FIG. 9, the electrode surface of the
[0070]
(C) Liquid repellent treatment process
In the lyophobic process, the substrate is subjected to plasma processing (CF4 plasma processing) using tetrafluoromethane as a processing gas in an air atmosphere. The main configuration of the second plasma processing chamber 53 (see FIG. 7) is substantially the same as that of the first
[0071]
The processing conditions of the CF4 plasma processing are, for example, plasma power of 100 to 800 kW, tetrafluoromethane gas flow rate of 50 to 100 ml / min, substrate transfer speed of 0.5 to 10 mm / sec, and substrate temperature of 70 to 90 ° C. When other processing conditions are constant, the processing time of the plasma processing can be changed by changing the transport speed of the substrate. In this example, the processing time of the plasma treatment is managed using the dynamic contact angle of the bank surface with respect to the liquid material (first composition described later) for forming the hole injection / transport layer as an index.
[0072]
Specifically, the processing time is managed so that the receding contact angle as the dynamic contact angle of the bank surface with respect to the liquid material falls within a range of 29 ° to 45 °. The target value of the receding contact angle is obtained in advance so as to be optimal for the flattening of the hole injection / transport layer. When the receding contact angle on the bank surface is less than 29 °, the liquid repellency becomes insufficient, and the film thickness in the vicinity of the bank of the hole injection / transport layer is undesirably increased. On the other hand, if the receding contact angle exceeds 45 °, the liquid repellency becomes too high and the film thickness in the vicinity of the bank of the hole injection / transport layer becomes thin, which is not preferable. Note that the sample stage is heated mainly for heat retention of the preheated substrate, as in the first plasma processing chamber. Further, the processing gas is not limited to tetrafluoromethane (carbon tetrafluoride), and other fluorocarbon gases may be used. The processing atmosphere is not limited to the air atmosphere, and may be, for example, a vacuum.
[0073]
As shown in FIG. 10, the wall surface and the upper surface of the
Note that the electrode surface of the
[0074]
(D) Cooling process
In the cooling step, the substrate after the plasma processing is cooled to a predetermined temperature in the cooling processing chamber 54 (see FIG. 7). The main purpose of cooling the substrate is to suppress the temperature fluctuation of the substrate in the next hole injection / transport layer forming step and to improve the uniformity of processing, and at room temperature or in the hole injection / transport layer forming step. The substrate is cooled to a predetermined management temperature. As the cooling means, for example, a structure in which a cooling device is built in a plate (stage) on which a substrate is mounted is used.
[0075]
(2) Hole injection / transport layer formation process
Next, in the hole injection / transport layer forming step, the first composition containing the hole injection / transport layer forming material is discharged onto the
The subsequent steps including the hole injection / transport layer forming step are preferably an atmosphere free of water and oxygen. For example, it is preferably performed in an inert gas atmosphere such as a nitrogen atmosphere or an argon atmosphere.
[0076]
The method for forming the layer by the inkjet method is as follows.
As shown in FIG. 11, a
[0077]
The discharged liquid droplets of the first composition spread on the electrode surface of the
[0078]
In this example, a film forming apparatus using the above-described electromechanical conversion method (piezo method) is used as a droplet discharge device. FIG. 12 is a diagram for explaining the discharge principle of the liquid material by the piezo method. In FIG. 11, a
[0079]
As the first composition, for example, a composition obtained by dissolving a mixture of a polythiophene derivative such as polyethylene dioxythiophene (PEDOT) and polystyrene sulfonic acid (PSS) in a polar solvent can be used. Examples of the polar solvent include isopropyl alcohol (IPA), normal butanol, γ-butyrolactone, N-methylpyrrolidone (NMP), 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI) and its derivatives, carbitol acetate And glycol ethers such as butyl carbitol acetate.
[0080]
More specific composition of the first composition is, for example, PEDOT / PSS mixture: 7.25 wt%, water: 52.75 wt%, methanol: 5 wt%, IPA: 5 wt%, DMI: 50 wt% %, Γ-glycidyloxypropyltrimethoxysilane: 0.08% by weight. The viscosity of the first composition is preferably about 2 to 20 Ps. In the present invention, the composition of the first composition is not limited to the above example. In addition, as a material for forming the hole injection / transport layer, the same material may be used for each of the red (R), green (G), and blue (B) light emitting layers, or may be changed for each light emitting layer. Good.
[0081]
The discharge amount of the first composition is the size of the depression (opening) by the bank, the thickness of the hole injection / transport layer to be formed, the concentration of the hole injection / transport layer forming material in the first composition, etc. Determined by.
Further, the first composition may be disposed between the banks at a time, or may be disposed in several times. In this case, the amount of the first composition at each time may be the same, and the amount may be changed every time. Further, the first composition may be discharged from the same position to a certain pixel electrode each time, or may be discharged while shifting the position each time.
[0082]
Subsequently, as illustrated in FIG. 13, the first composition disposed on the
[0083]
The drying process is performed, for example, in a nitrogen atmosphere at room temperature and a pressure of, for example, about 133.3 Pa (1 Torr). If the pressure is too low, the droplets of the first composition will boil, which is not preferable. Further, when the temperature is set to room temperature or higher, the evaporation rate of the polar solvent increases, and it is difficult to form a flat film.
Further, after the drying treatment, heat treatment may be performed by heating at 200 ° C. for about 10 minutes in nitrogen, preferably in vacuum. Thereby, the polar solvent and water remaining in the hole injection /
[0084]
(3) Light emitting layer forming step
Next, in the light emitting layer forming step, as shown in FIG. 14, as in the hole injecting / transporting layer forming step, by using a droplet discharge method (inkjet method), each color (for example, blue (B )) Including the light emitting layer forming material is discharged onto the hole injection /
[0085]
That is, the discharge nozzle H4 of the inkjet head H3 is disposed at the opening position of the
[0086]
Examples of the light emitting layer forming material include polyfluorene polymer derivatives represented by [Chemical Formula 1] to [Chemical Formula 5], (poly) paraphenylene vinylene derivatives, polyphenylene derivatives, polyvinylcarbazole, polythiophene derivatives, perylene pigments, coumarin pigments. , Rhodamine dyes, or the above polymers can be doped with an organic EL material. For example, it can be used by doping rubrene, perylene, 9,10-diphenylanthracene, tetraphenylbutadiene, Nile red, coumarin 6, quinacridone and the like.
[0087]
The discharge amount of the second composition is determined by the size of the depression (opening) by the bank, the thickness of the light emitting layer to be formed, the concentration of the light emitting layer forming material in the second composition, and the like.
Further, the second composition may be disposed between the banks at once, or may be disposed in several times. In this case, the amount of the first composition at each time may be the same, and the amount may be changed every time. Further, the first composition may be discharged from the same position to a certain pixel electrode each time, or may be discharged while shifting the position each time.
[0088]
Subsequently, as shown in FIG. 15, the second composition disposed on the
As shown in FIG. 16, red (R) and green (G) light emitting layers 290b1 and 290b2 are formed on the hole injection /
In the case of the blue light-emitting layer 290b3, the drying process is performed, for example, in a nitrogen atmosphere at room temperature at a pressure of about 133.3 Pa (1 Torr) for 5 to 10 minutes. In the case of the green light-emitting layer 290b2 and the red light-emitting layer 290b1, it is preferable to dry quickly because the number of components of the light-emitting layer forming material is large. For example, when nitrogen is blown at 40 ° C. for 5 to 10 minutes Good. As other drying means, a far infrared irradiation method, a high-temperature nitrogen gas spraying method, or the like may be used.
[0089]
(4) Counter electrode (cathode) formation process
Next, in the counter electrode (cathode) formation step, a cathode 154 (counter electrode) is formed on the entire surface of the
The
Lithium fluoride may be formed only on the
These
Further, an Al film, an Ag film, or the like is preferably used on the
Further, a protective layer such as SiO 2 or SiN may be provided on the
[0090]
Through the above steps, the
[0091]
18A to 18C show an embodiment of an electronic device according to the present invention.
The electronic apparatus of this example includes the electro-optical device of the present invention such as the organic EL display device described above as a display unit.
FIG. 18A is a perspective view showing an example of a mobile phone. In FIG. 18A,
FIG. 18B is a perspective view illustrating an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer. In FIG. 18B,
FIG. 18C is a perspective view illustrating an example of a wristwatch type electronic device. In FIG. 18C,
Since each of the electronic devices shown in FIGS. 18A to 18C includes the electro-optical device of the present invention as a display unit, display with excellent quality can be realized.
[0092]
As mentioned above, although the suitable Example concerning this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
[0093]
【Example】
A substrate on which a bank made of acrylic resin was formed and a flat substrate made of the same acrylic resin as the bank were prepared, and the above-described CF4 plasma treatment was performed on each substrate. The processing time was changed between 1.0 and 6.6 sec.
In addition, after the CF4 plasma treatment, the above-described droplet material for the hole injection / transport layer is discharged to the substrate on which the bank is formed, and the hole injection / transport layer is formed in a region partitioned by the bank. The film thickness profile was measured. The composition of the liquid material was as follows: PEDOT / PSS mixture: 7.25 wt%, water: 52.75 wt%, methanol: 5 wt%, IPA: 5 wt%, DMI: 50 wt%, γ-glycidyloxypropyltri Methoxysilane: 0.08% by weight. The droplet material was dried at 200 ° C. for 10 minutes after drying under reduced pressure.
[0094]
As a result, the most ideal film thickness profile was obtained when the processing time was 1.17 to 1.4 sec. If the treatment time is less than 1.17 sec, the liquid repellency becomes insufficient and the film thickness near the wall surface of the bank becomes thick, which is not preferable. If it exceeds 1.4 sec, the liquid repellency becomes too high, This is not preferable because the film thickness near the wall surface becomes thin.
[0095]
On the other hand, after the CF4 plasma treatment on the flat substrate, using the CA-W contact angle measurement device manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., the movement of the liquid material is performed according to the measurement method described with reference to FIG. The static contact angle (recessed contact angle) and the static contact angle were measured. The θ / 2 method was used for the measurement of the static contact angle. The results are shown below.
[0096]
From the above results, it was confirmed that the treatment conditions for liquid repellency can be managed by using the dynamic contact angle (backward contact angle) as an index. That is, an ideal and flat film thickness profile can be obtained by managing the plasma processing conditions so that the dynamic contact angle (recessed contact angle) is in the range of about 29 ° to 45 °. It was confirmed. On the other hand, it was found that the above management is difficult with a static contact angle.
[0097]
【The invention's effect】
According to the method and apparatus for manufacturing an electro-optical device of the present invention, when processing the surface of the bank to make it liquid repellent, by using the dynamic contact angle as an index, the liquid repellent processing condition for the flattening of the film Is surely optimized. Therefore, a flat film can be easily and stably formed in the region partitioned by the bank.
[0098]
Further, according to the electro-optical device of the present invention, the structure of the organic EL element can be optimized and the performance can be improved.
[0099]
According to the electronic apparatus of the present invention, since the electro-optical device is provided as a display unit, the performance of the display unit can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram conceptually illustrating a method for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device of the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a measurement example of a dynamic contact angle (retreat contact angle).
FIG. 3 is a diagram schematically showing an embodiment of an apparatus for manufacturing an organic EL device as an electro-optical device of the invention.
FIG. 4 is a diagram schematically showing a configuration of an organic EL display device which is an embodiment of the electro-optical device of the invention.
FIG. 5 is an enlarged view of a cross-sectional structure in the vicinity of a pixel region in an organic EL display device.
FIG. 6 is a diagram schematically showing an example of a planar structure of a bank.
FIG. 7 is a diagram schematically illustrating a configuration example of a plasma processing apparatus.
FIG. 8 is a diagram schematically showing a configuration example of a plasma processing chamber.
FIG. 9 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 10 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 11 is a diagram for explaining the principle of droplet discharge by a piezo method.
FIG. 12 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 13 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 14 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 15 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 16 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 17 is a process diagram illustrating a method for manufacturing an organic EL device.
FIG. 18 is a diagram illustrating an embodiment of an electronic apparatus according to the invention.
FIG. 19 is a schematic cross-sectional view showing a typical configuration of a main part of an organic EL display device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,281 ... Bank, 12 ... Film, 20 ... Organic EL device manufacturing device (electro-optical device manufacturing device), 21 ... Liquid repellent device, 22 ... Measuring device, 23 ... Film forming device, 24 ... Control device, 100 ... Organic EL display device, 102 ... Pixel region, 121 ... Substrate, θ ... Dynamic contact angle (retraction contact angle).
Claims (5)
前記液体材料の配置の前に、プラズマ処理によって前記バンクの表面を撥液性に加工する撥液化工程と、
前記バンクと同一材料からなる物体の、前記液体材料に対する動的接触角を測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果から前記撥液化工程の処理条件を決定する工程と
を有し、
前記撥液化工程では、前記動的接触角を随時測定し、目標値から離れないように前記処理条件を管理することを特徴とする電気光学装置の製造方法。In an electro-optical device manufacturing method including a step of forming a film by disposing a liquid material in an area partitioned by a bank,
A liquid repellent step of processing the surface of the bank to be liquid repellent by plasma treatment before the liquid material is disposed ;
A measuring step of measuring a dynamic contact angle of the object made of the same material as the bank with respect to the liquid material;
And determining a processing condition of the liquid repellency step from the measurement result of the measurement step ,
In the liquid repellency step, the dynamic contact angle is measured as needed, and the processing conditions are managed so as not to deviate from a target value .
プラズマ処理によって前記バンクの表面を撥液性に加工する撥液化装置と、
前記バンクと同一材料からなる物体の、前記液体材料に対する動的接触角を測定する測定装置と、
前記測定装置の測定結果から撥液化装置の処理条件を決定する制御装置と
を備え、
前記撥液化装置は、前記処理条件に基づいて、加工することを特徴とする電気光学装置の製造装置。In an electro-optical device manufacturing apparatus including a film forming apparatus that forms a film by arranging a liquid material in a region partitioned by a bank,
A lyophobic device for processing the surface of the bank to be lyophobic by plasma treatment ;
A measuring device for measuring a dynamic contact angle of an object made of the same material as the bank with respect to the liquid material ;
A control device for determining processing conditions of the lyophobic device from the measurement result of the measuring device ,
The electro-optical device manufacturing apparatus, wherein the lyophobic device is processed based on the processing conditions .
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