JP4211804B2 - デバイス、膜形成方法及びデバイスの製造方法 - Google Patents
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Description
この構成によれば、隔壁の近傍に溝が形成されているので、液相法で膜を形成する場合に、膜の端部に形成される盛り上がりが抑制され、平坦性の良い膜が得られるようになる。この理由としては、隔壁近傍に運ばれた溶質(機能性材料)が溝内に収容されること、溝によって隔壁近傍の液体の対流が変わること、等が考えられており、また実験的にも、溝を形成することによって隔壁近傍の膜の盛り上がりが解消されることが検証されている。
この構成によれば、隔壁近傍に環状に形成される膜の偏りを解消し、膜全体で高い平坦性を実現することができる。
膜の盛り上がりは、隔壁によって区画された領域の外周部から中央部にかけてテーパ状に形成される。したがって、このテーパ状の盛り上がりに対応して溝の深さを変化させることで、平坦性の良い膜を形成することができる。例えば、膜がU字状に形成される場合には、隔壁によって区画された領域の最外周部で最も溝の深さが深くなるようにすることが望ましい。また、膜がM字状に形成される場合には、上記領域の最外周部よりも中央部側で最も溝の深さが深くなるようにすることが望ましい。
この方法によれば、隔壁の近傍に溝が形成されているので、膜の端部に形成される盛り上がりが抑制され、平坦性の良い膜が得られるようになる。この理由としては、隔壁近傍に運ばれた溶質(機能性材料)が溝内に収容されること、溝によって隔壁近傍の液体の対流が変わること、等が考えられており、また実験的にも、溝を形成することによって隔壁近傍の膜の盛り上がりが解消されることが検証されている。
この方法によれば、溝を形成するための新たな工程が必要なくなるので、製造が容易になる。また、従来の工程からの移行も容易である。例えば、隔壁をエッチング等でパターニングする場合、隔壁の近傍に深いエッチングの掘り込みを形成すれば、隔壁と溝とを同時に形成することができる。
前述のように、基体上に配置された液体は、その縁において溶質が局所的に析出する。そして、その析出した溶質によって液体の縁がピン止めされたような状態となり、それ以降の乾燥に伴う液体の収縮(外径の収縮)が抑制される。ここで、隔壁の表面に親液領域が形成されていないと、液体材料の乾燥が開始する点がばらつき、均一な膜厚のパターンを形成することができない。例えば、図15(b)においては、隔壁近傍に堆積する膜F2,F3の膜厚がばらつき、その影響で、中央部の膜F1においても膜中央部と膜周縁部とで膜厚が異なったものとなる。また、このような乾燥開始位置のばらつきは画素毎に不均一に発生するため、画素毎に均一な膜を形成することが困難になり、その結果、有機EL装置等の発光デバイスに適用した場合に、発光むらや暗点等の表示不良が生じる場合があった。一方、本発明のように隔壁の表面に親液領域を設けると、液体の縁が親液領域の形成された位置に固定されるので、このような乾燥開始位置のばらつきが生じなくなる。したがって、液体材料の乾燥過程においては、親液領域の形成された位置が乾燥の開始点となって液体材料の乾燥が行なわれ、従来のように乾燥開始位置がばらつくことによって膜の厚みが不均一になる等の問題は生じない。
この方法によれば、容易に隔壁の表面に親液領域を形成することができる。
この方法によれば、親液層と撥液層を面一に形成することができるので、親液層と撥液層の位置ずれによって生じる膜の不均一性を防止することができる。従来の隔壁の形成方法では、親液層と撥液層とを一層ずつ形成していく方法が一般的であった。このため、親液層と撥液層との間に微妙な位置ずれを生じる場合があり、この位置ずれが膜の平坦性に影響を与えることがあった。しかし、本発明のように撥液層をマスクとして親液層をパターニングする方法では、両者の間に位置ずれを生じることがなく、膜の平坦性及び膜厚の均一性も優れたものとなる。また、親液層をパターニングするためのレジストマスクの形成が不要になるので、工程が簡単になるといった利点もある。
基体上に配置された液体材料は、乾燥初期において凸形の液面を成しているが、液量が少なくなるにつれて隔壁の内壁に引っ張られるように断面凹形の液面形状となっていく。この際、液体材料の液面は親液層の上面の位置に固定(ピニング)されるため、形成される膜の厚みは、隔壁によって区画された領域の外周部(隔壁近傍)と中央部のいずれにおいても親液層の厚みと略同じ厚みに制御されることになる。したがって、本方法によれば、形成される膜の厚みを膜全体で均一に制御することができ、平坦性に優れた膜が形成されるようになる。
この方法によれば、隔壁の近傍に生じる膜の偏りを防止し、均一な膜を形成することができるので、得られるデバイスも均一な特性を有するものとなる。
この方法によれば、電極を加工することのみによって容易に本発明の効果を実現することができる。また、電極を厚み方向に完全に除去せずに、電極の表面部分のみを除去することで、開口率等の低下を防止することができる。
この方法によれば、隔壁を加工することのみによって容易に本発明の効果を実現することができる。
この方法によれば、正孔注入/輸送層の表面が平坦に形成できるため、この上に形成される発光層も平坦且つ均一に形成することが可能になる。したがって、得られる発光デバイスの発光特性も均一なものとなる。なお、隔壁の近傍には溝が形成されているため、最下層である正孔注入/輸送層の厚みは隔壁の近傍で大きくなるが、正孔注入/輸送層のような導電性の膜においては、膜厚の変化は導電性に大きく影響することはない。したがって、隔壁の近傍とそれ以外の部分で発光特性に大きなむらが生じることはない。
図1は、本発明の膜形成方法を概念的に示す図である。本発明の膜形成方法は、基体上に液体材料を配置することにより膜を形成する膜形成方法であって、基体上に前記液体材料Lを配置する領域を区画する隔壁Bを形成する工程と、前記隔壁Bによって区画された領域に機能性材料を含む液体材料Lを配置する工程(図1(a))と、前記液体材料Lを乾燥して前記機能性材料からなる膜Fを形成する工程(図1(b))と、を有する。また、前記液体材料Lを配置するに際し、前記隔壁Bによって区画された領域の外周部に溝Dを形成する工程を含み(図1(a))、前記溝によって膜Fの端部の盛り上がりを抑制し、それにより、平坦性の良い膜を形成することを特徴とする。
図4は、本発明のデバイスの一実施形態であるアクティブマトリクス型の表示装置(有機EL装置)を示す部分斜視図である。この表示装置1は、上記本発明の膜形成方法を用いて作製される有機EL素子を発光素子として備える。また、この表示装置1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。
次に、本発明のデバイスの製造方法の一実施形態として、上記表示装置1の製造方法を説明する。ここでは、(1)隔壁形成工程、(2)正孔注入/輸送層形成工程、(3)発光層形成工程、(4)対向電極形成工程を中心に説明する。
まず、図8に示すように、公知の手法を用いて、基体2上に回路素子部14及び画素電極111を形成し、この回路素子部14上に、第1隔壁層112a及び第2隔壁層112bからなる隔壁112を形成する。画素電極111の外周部には、エッチングにより段差111sを形成する。エッチングは画素電極111の表面部分のみに行ない、画素電極111を貫通しないようにする。こうすることで、開口率の低下を防止することができる。また、隔壁112は、段差111sとの間に隙間を空けて形成し、隔壁112の近傍に段差111sによって構成される溝Dを形成する。
次に、図9に示すように、液滴吐出法(インクジェット法)を用いて、正孔注入/輸送層の形成材料を含む第1組成物(液体材料)110cを画素電極111上に吐出する。第1組成物110cの吐出は、インクジェットヘッドH1の吐出ノズルH2を隔壁112の開口位置に配置し、インクジェットヘッドH1と基体2とを相対的に移動させながら行なう。
次に、図12に示すように、スピンコート法により、隔壁112及び正孔注入/輸送層110a上の全面に、発光層の形成材料を含む第2組成物を塗布し、これを乾燥することにより、発光層110bの膜を形成する。第2組成物としては、前述した発光層形成材料を非極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。非極性溶媒としては、正孔注入/輸送層110aに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。なお、第2組成物を塗布する方法としては、スピンコート法の他に、ディップコート法や、ノズルコート法、ブレードコート法などの方法を用いても良い。
次に、図13に示すように、発光層110b上の全面に対向電極12を形成する。対向電極12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、例えばカルシウム、バリウム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フッ化リチウム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、例えばアルミニウムを用いる事もできる。また、対向電極12上に、酸化防止のために酸化シリコン、窒化シリコン等の保護層を設けてもよい。
図14は、上記表示装置を備えた電子機器の一例を示す斜視構成図である。
図14に示す映像モニタ1200は、先の実施形態の表示装置を備えた表示部1201と、筐体1202と、スピーカ1203等を備えて構成されている。そして、この映像モニタ1200は、先の表示装置により高画質で、均一な明るさの表示が可能である。特に大型のパネルでは画素が大型であるため、発光部である有機機能層を均一に形成するのが困難になるが、本発明に係る表示装置では、任意の大きさの有機機能層を均一に形成できるため、大型のパネルに用いて好適な表示装置となっている。
Claims (10)
- 隔壁と、
前記隔壁によって区画された領域に設けられた膜と、
前記隔壁によって区画された領域の外周部において前記隔壁が部分的に除去された溝と、を有し、
前記溝は、環状に形成されており、
前記膜は、前記溝と重なるように設けられていることを特徴とするデバイス。 - 隔壁と、
前記隔壁によって区画された領域に設けられた膜と、
前記隔壁によって区画された領域の外周部において前記隔壁が部分的に除去された溝と、を有し、
前記溝は、環状に形成されており、かつ、前記隔壁からの距離に応じて深さが異なる部分を有し、
前記膜は、前記溝と重なるように設けられていることを特徴とするデバイス。 - 隔壁によって区画された領域に機能性材料を含む液体材料を配置して、前記機能性材料の膜を形成する膜形成方法であって、
前記隔壁によって区画された領域の外周部において前記隔壁を部分的に除去することによって溝を形成する工程と、
前記隔壁によって区画された領域に前記液体材料を配置する工程と、
前記液体材料を乾燥して前記溝と重なるように前記膜を形成する工程と、を有することを特徴とする膜形成方法。 - 前記溝は、前記隔壁を形成する工程と同じ工程で形成されることを特徴とする請求項3に記載の膜形成方法。
- 前記液体材料を配置する工程に際し、前記隔壁の表面に前記液体材料に対して親液性を有する親液領域を形成することを特徴とする請求項3又は4に記載の膜形成方法。
- 前記隔壁は、前記液体材料に対して親液性を有する親液層と、前記液体材料に対して撥液性を有する撥液層とを含み、前記隔壁の表面に露出した前記親液層によって前記親液領域が形成されることを特徴とする請求項5に記載の膜形成方法。
- 前記隔壁の形成工程は、前記親液層を形成する工程と、前記親液層上に前記撥液層を形成する工程と、前記撥液層をパターニングする工程と、前記撥液層をマスクとして前記親液層をパターニングする工程と、を含むことを特徴とする請求項6に記載の膜形成方法。
- 前記親液層の上面と前記膜の上面によって連続する平坦面が形成されていることを特徴とする請求項6又は7に記載の膜形成方法。
- 隔壁によって区画された領域に設けられた電極上に膜を形成する工程を有するデバイスの製造方法であって、
前記膜を形成する工程が、請求項3乃至8のいずれかの項に記載の膜形成方法により行なわれることを特徴とするデバイスの製造方法。 - 前記デバイスは、前記電極上に、正孔注入/輸送層と発光層とを含む膜を備えており、
前記機能性材料は前記正孔注入/輸送層であり、
前記正孔注入/輸送層上に前記発光層の形成材料を含む液体材料を配置して前記発光層を形成する工程をさらに含むことを特徴とする請求項9に記載のデバイスの製造方法。
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