JP4788161B2 - 塗布液組成物、薄膜形成方法および有機薄膜 - Google Patents

Description

本発明は、有機機能材料を含む塗布液組成物と、この塗布液組成物を用いた薄膜形成方法および有機薄膜、特に有機エレクトロルミネッセンス装置の製造に用いられる塗布液組成物に関するものである。

電界発光を利用したエレクトロルミネッセンス（Electro-Luminescence，以下、ＥＬと略記する。）装置は、自己発光のため視認性が高く、低電圧駆動が可能である等の特徴を有することから表示装置としての利用が注目されている。有機ＥＬ装置は、薄膜化された有機ＥＬ材料を発光層とし、これを一対の電極で挟持してなるものである。発光層は有機ＥＬ材料を真空蒸着して形成される他、有機ＥＬ材料を含む塗布液から形成される。塗布液を用いる方法では、まず有機ＥＬ材料を溶媒に溶解して塗布液組成物とした後、これらをブレード法、キャスト法、インクジェット法等の各種塗布手段で塗布し、乾燥する。中でも有機薄膜の形成とパターニングとを同一工程で行える上に低コストであるという点から、インクジェット法が注目を集めている。

発光層においては、有機ＥＬ材料が等方的に分散されていることが求められる。これにより発光特性が変化するためである。そこで塗布液は均一に塗布される必要があり、その溶媒は塗布面において均一に蒸発することが求められる。加えてインクジェット法においては、塗布液を吐出させる際の粘度調整も必要であるので、塗布液組成物における溶媒の選定は重要である。塗布液組成物の溶媒として、従来からベンゼン誘導体、具体的にはトルエン、キシレン等のベンゼン誘導体が提案されている。（例えば、特許文献１参照。）

ところがインクジェット法では、インクジェットノズルからの吐出後、直ちに溶媒が蒸発し始めるので、形成される有機薄膜の表面平滑度が低くなりがちであるという問題があった。これを解決する手段として、ベンゼン誘導体に比べて高沸点のビフェニル誘導体を溶媒として用いることが提案されている（例えば、特許文献２参照。）。これによりインクジェットノズルからの吐出直後の溶媒の揮発を少なくして、有機薄膜の表面平滑度を向上できることが開示されている。
特開２００１−２８８４１６号公報 特開２００３−２２９２５６号公報

ところでＥＬ装置等においては、各画素はポリイミド等からなる隔壁（バンク）で区画されており、各バンク表面はプラズマ処理等によって濡れ性の制御が行われている。一般に毛細管等の微細空間内に注入された液体の表面はその界面張力によって、壁に沿う部分が中央部に比べて上がるまたは下がり、いわゆるメニスカスと呼ばれる曲面を形成する。注入された液体が壁を濡らす場合には、メニスカスは水平面に対して凹であり、濡らさない場合には凸をなすことは周知である。塗布液組成物を有機ＥＬ素子の各画素内に吐出した場合、塗布液組成物とバンク表面との組み合わせにより、各画素内において凹型あるいは凸型等の種々のメニスカスが形成されることとなる。ところが発光層となる有機薄膜の膜厚は小さく設定されているので、その膜厚に比して曲率の大きなメニスカスが形成されてしまうと、一画素内においてバンク近傍部と中央部とで膜厚に差が生じてしまう。発光層の輝度はその膜厚に依存しているので、一画素内での輝度が部位によって異なり、均質な発光が得られないという問題があった。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであって、微細空間内に塗布した際に、その塗布厚の最大値と最小値との差が小さく、平坦度の高い薄膜を形成可能な塗布液組成物を提供することを目的としている。さらにはこの塗布液組成物を用いた薄膜形成方法と、これにより得られる有機薄膜、およびこの有機薄膜を備えたＥＬ装置とを提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、本発明の塗布液組成物は、少なくともジフェニルエーテル誘導体を含む溶媒に、有機機能材料を溶解してなり、前記ジフェニルエーテル誘導体の置換基がメチル基またはフッ素であることを特徴とする。
溶媒としてのジフェニルエーテル誘導体は、有機機能材料に対して十分な溶解能を有するばかりでなく、塗布直後に急激には揮発しない程度の高沸点を有する。よって有機機能材料を等方的に分散させた有機薄膜を形成することができる。さらに、ジフェニルエーテル誘導体を溶媒として用いれば、塗布液組成物を微細空間内に塗布した際にも、その塗布厚に比してメニスカスの曲率が小さくなる。よって塗布厚の最大値と最小値との差が小さくなり、平坦度の高い塗布膜となる。

本発明の塗布液組成物にあっては、前記ジフェニルエーテル誘導体の置換基がメチル基またはフッ素であることが好ましく、さらには３−メチルジフェニルエーテル、３，５−ジメチルジフェニルエーテル、１，３´−ジメチルジフェニルエーテル、３，５，４´−トリメチルジフェニルエーテル、３，４´−ジフルオロジフェニルエーテルの群から選ばれる１種以上であることが好ましい。
上記ジフェニルエーテル誘導体を単独あるいは２種以上組み合わせて、さらには他の有機溶媒と併せて用いると、より一層、平坦度の高い塗布膜とすることができる。

また、本発明の塗布液組成物は、前記有機機能材料が有機エレクトロルミネッセンス材料であることを特徴とする。
有機ＥＬ素子の各画素を区画するバンクで囲まれた微細空間内に、本発明の塗布液組成物を塗布しても、メニスカスの曲率が小さいので、バンク近傍部と画素中央部との間でその膜厚に差が生じることがなく、一画素中での膜厚差が少ない。よって一画素中における平坦度の高い有機ＥＬ薄膜とすることができ、有機ＥＬ素子の発光層に好適である。

本発明の薄膜形成方法は、先に記載の本発明の塗布液組成物を塗布して有機薄膜を形成することを特徴とする。
本発明の塗布液組成物を用いることにより、有機機能材料が等方的に分散された有機薄膜を容易かつ確実に得ることができる。また、本発明の製造方法によれば、微細空間内に平坦度の高い有機薄膜を容易に形成可能となる。

さらに本発明の薄膜形成方法にあっては、本発明の塗布液組成物を液滴吐出法で塗布して有機薄膜を形成することが好ましい。
塗布工程に液滴吐出法、なかでもインクジェット法を用いることにより、薄膜形成と同時に薄膜のパターン形成をも行うことができる。本発明の製造方法によれば、平坦度が高く、発光特性に優れた有機薄膜を、低コストで簡便に微細パターンを持たせて形成することができ、有機ＥＬ素子の発光層の形成に好適である。

本発明の有機薄膜は、先に記載の本発明の薄膜形成方法によって形成されたことを特徴とし、この有機薄膜は有機ＥＬ薄膜であることを特徴とする。
本発明の有機薄膜および有機ＥＬ薄膜は、バンクで仕切られた画素部内に液滴塗布法によって形成されたものであっても、その平坦度が高く、均一な膜厚を有するものとなるので、均一な発光が得られ、有機ＥＬ装置の発光層として好適なものとなる。また、この発光層を備えたＥＬ装置は発光特性の良好なものとなる。

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。
[塗布液組成物]
本発明の塗布液組成物は、ジフェニルエーテル誘導体からなる溶媒中に有機機能材料、特に有機ＥＬ材料を溶解してなるものであって、有機ＥＬ素子の発光層をなす有機ＥＬ膜を形成するのに好適なものである。

有機機能材料とは、導電性や発光等の各種機能を発現させる有機材料であって、導電性材料、絶縁性材料、半導体材料、電子デバイスを構成する材料、発光材料等を例示することができる。本発明の塗布液組成物においては、特に限定されるものではないが、有機ＥＬ素子の発光層の形成に本発明を用いる際には、有機機能材料として有機ＥＬ材料を用いる。

有機ＥＬ材料は、電圧によって発光する有機材料であれば特に限定されるものではなく、たとえばポリジクチルフルオレンに代表されるポリフルオレン誘導体や、（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、ローダミン系色素等の高分子ＥＬ材料を挙げることができる。
また、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、キナクリドン等の低分子有機ＥＬ材料であってもよく、これらの低分子ＥＬ材料を上記高分子ＥＬ材料にドープしたものであってもよい。

溶媒はジフェニルエーテル誘導体を含む有機溶媒からなる。ジフェニルエーテル誘導体としては、たとえば、３−メチルジフェニルエーテル、３，５−ジメチルジフェニルエーテル、１，３´−ジメチルジフェニルエーテル、３，５，４´−トリメチルジフェニルエーテル、３，４´−ジフルオロジフェニルエーテルである。これらのジフェニルエーテル誘導体は、いずれも単独でも、あるいは２種以上を混合して用いてもよい。さらにはシクロヘキシルベンゼン、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、トルエン、キシレン等のベンゼン誘導体や他の有機溶媒と併用してもよい。
溶媒の沸点は２３０〜３２０℃とすることが好ましい。この範囲とすれば塗布直後に、溶媒が塗布液から急激に揮発することがないので、表面が滑らかな薄膜とすることができるためである。

本実施形態の塗布液組成物は、溶媒にジフェニルエーテル誘導体を含むことにより、微細空間内に塗布した際に、その塗布厚に比較してメニスカスの曲率が小さくなることに着目したものである。これにより、微細空間内に小さな塗布厚で塗布を行った場合にも、そのいかなる部位においても塗布厚差が小さくなり、非常に平坦度の高いものとなる。よって、本実施形態の塗布液組成物を、ＥＬ装置の発光層をなす薄膜の製造に用いれば、バンクによって区画された微小空間である各画素において、バンク近傍部と画素中央部とでの膜厚に差が生じることがなく、平坦度の高い有機ＥＬ薄膜、すなわち平坦度の高い発光層を得ることができる。よって一画素中での発光面積を増加させることができると共に、均一な発光が得られ、発光特性に優れたＥＬ装置とすることができる。

[薄膜形成方法]
本実施形態の薄膜形成方法は、先に記載した本実施形態の塗布液組成物を各種の塗布方法により塗布膜とした後、この塗布膜を乾燥して有機薄膜とするものである。
塗布液組成物の塗布方法としては、スピンコート法、キャスト法、ブレード法、ディッピング法等を利用することができるが、塗布液組成物を液滴としてノズルから吐出させる液滴吐出法、いわゆるインクジェット法を利用することが望ましい。インクジェット法によれば、塗布と同一工程で、薄膜のパターニングを直接行うことができるので、製造工程の簡略化とともに低コスト化、省原料および廃液の減量化を行うことができるためである。またインクジェット法における液滴の吐出方式は、特に限定されるものではなく、帯電制御方式、加圧振動方式、電気機械変換方式、電気熱変換方式、静電吸引方式などを利用することができる。

塗布液の乾燥は、塗布工程と同時あるいは、終了後に行うことができる。これには、自然乾燥、ガスフロー乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥を利用することができ、これらを組み合わせて行ってもよい。

本実施形態の薄膜形成方法においては、先に記載の本実施形態の塗布液組成物を用いることにより、ＥＬ装置の各画素等を構成する微細空間内での薄膜形成であっても、メニスカスの曲率の小さな塗布膜をパターニングと同時に塗布することができるので、有機機能材料が等方的に分散され、かつ平坦度の高い有機薄膜を簡便な方法によって得ることができる。

特に、隔壁で囲われた領域に上記の溶媒および有機薄膜の前駆体を含む塗布液組成物を配して溶媒を除去することにより、薄膜を形成する手法に適用することが好ましい。
さらに、隔壁は少なくとも一部が撥液性を有していることが好ましい。

例えば図１に示すように、隔壁２０は、基板２１上に形成されたアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストからなり、例えば有機ＥＬ装置等に適用する場合であれば画素電極の形成位置に対応して開口部２２が形成されている。そして、開口部２２の内部に有機薄膜２３が形成されている。
なお、隔壁２０に仕切られた各領域において、有機材料で形成された隔壁２０の側面２０ｄおよび上面２０ｆは、例えば４フッ化メタンのようにフッ素原子を含むガスを処理ガスとするプラズマ処理を施すことにより、隔壁２０の表面がフッ化処理（撥液処理）され、親液性・撥液性の分布を形成することができる。インクジェット法等の液体材料を用いて有機薄膜２３を形成する際に、液体材料を所定の領域に保持させることができ、所定の領域からはみ出さないようにすることができる。この方法では、プラズマによりフッ素ガスを含む処理ガスを乖離させているが、紫外線などを用いて乖離させてもよい。さらに、フッ素系ポリマーを含むアクリル樹脂、もしくはポリイミド樹脂等を用いて隔壁を撥液性とし、親液性・撥液性の分布を形成してもよい。

このように、少なくとも一部が撥液性を有する隔壁２０に対して、本実施形態の塗布液組成物を塗布して有機薄膜２３を形成することにより、隔壁２０と塗布液組成物との親和性を向上できるため、撥液性の隔壁２０により塗布液組成物がはじかれ、隔壁２０で囲われた領域の周縁において有機薄膜２３が薄くなるのを防止することができる。このようにして、メニスカスの曲率の小さな有機薄膜２３を形成できる。特に溶媒を除去する際、塗布液組成物の有機薄膜の前駆体濃度が高くなるため、撥液性の隔壁２０により塗布液組成物がはじかれ易くなる。その点、本実施形態の塗布液組成物を用いれば、隔壁２０で囲われた領域の周縁において塗布液組成物を保持できるため、隔壁２０で囲われた領域の周縁において有機薄膜２３が薄くなるのを防止することができる。

また、図２に示すように、隔壁２０は、酸化珪素などの無機絶縁材料からなる第１隔壁層２０ａと、第１隔壁層２０ａ上に形成されたアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁材料からなる第２隔壁層２０ｂとからなることが好ましい。この構成とすることにより、隔壁２０で囲われた領域の周縁において隔壁２０と塗布液組成物との親和性を向上させることができる。特に、無機絶縁材料は、酸化珪素のように塗布液組成物との親和性が高いものが好ましい。

さらに、第１隔壁層２０ａが隔壁２０に囲われた領域側に第２隔壁層２０ｂより張り出しており、２段構成となっていることが好ましい。また、第１隔壁層２０ａは有機薄膜２３の膜厚と比して厚いことが好ましい。上記の２段構成や第１隔壁層２０ａが有機薄膜２３の膜厚と比して厚い構成とすることにより、親液性を有する第１隔壁層２０ａと塗布液組成物との接触する面積を隔壁２０で囲われた領域の周縁部にて広くすることができるため、塗布や乾燥の際、隔壁２０に囲われた領域において塗布液組成物を確実に保持させることができる。

[ＥＬ装置]
本実施形態のＥＬ装置は、先に記載の本実施形態の薄膜形成方法で得られた有機ＥＬ薄膜を発光層として備えたものである。以下、本実施形態のＥＬ装置について図面を参照して説明する。なお、参照する各図において、図面上で認識可能な大きさとするために、縮尺は各層や各部材ごとに異なる場合がある。

図３は本発明の一実施形態のＥＬ装置の配線構造を示す平面模式図である。
図３に示すように、本実施形態のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）装置１には、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０２に並列に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ配線されている。そして、走査線１０１と信号線１０２とにより区画された領域が画素領域として構成されている。
信号線１０２には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０４が接続されている。また、走査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０５が接続されている。

各画素領域には、走査線１０１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薄膜トランジスタ１１２と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄膜トランジスタ１２３を介して電源線１０３に電気的に接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が流れ込む画素電極１１１と、この画素電極１１１と陰極１２との間に挟み込まれる機能層１１０とが設けられている。画素電極１１１と陰極１２と機能層１１０により発光部Ａが構成され、表示装置１は、この発光部Ａをマトリクス状に複数備えて構成されている。

係る構成によれば、走査線１０１が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２がオンになると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、さらに機能層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。機能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

図４は本発明のＥＬ装置１の平面模式図であり、図５は、その表示領域２ａの断面構造を示す拡大図である。
図５に示すように、本実施形態の表示装置１は、基板２上に回路素子部１４と表示素子部１０が順に積層され、この積層体の形成された基板面が封止部（図示略）によって封止された構造を有する。表示素子部１０は、発光層１１０ｂを含む発光素子部１１と、発光素子部１１上に形成された陰極（第２の電極）１２とからなる。この陰極１２及び封止部は透光性を有しており、本実施形態のＥＬ装置１は、発光層から発した表示光が封止部側から出射される、いわゆるトップエミッション型の表示装置として構成されている。

基板２には、透明基板、半透明基板、不透明基板のいずれを用いることもできる。透明又は半透明な基板としては、例えばガラス、石英、樹脂（プラスチック、プラスチックフィルム）等が挙げられ、特に、安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。不透明な基板としては、例えばアルミナ等のセラミックやステンレススチール等の金属シートに表面酸化等の絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等が挙げられる。
また、基板２は、図４に示すように、中央に位置する表示領域２ａと、基板２の周縁に位置して表示領域２ａを囲む非表示領域２ｂとに区画されている。
表示領域２ａは、マトリックス状に配置された発光部Ａによって形成される領域であり、表示領域２ａの外側に非表示領域２ｂが形成されている。そして、非表示領域２ｂには、表示領域２ａに隣接するダミー表示領域が形成されている。

回路素子部１４には、図４および図５に示すように、前述の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜トランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ１２３等が備えられており、表示領域２ａに配置された各発光部Ａを駆動するようになっている。
陰極１２は、その一端が発光素子部１１上から基板２上に形成された陰極用配線１２０に接続しており、この配線の一端部がフレキシブル基板５上の配線５ａに接続されている。また、配線５ａは、フレキシブル基板５上に備えられた駆動ＩＣ６（駆動回路）に接続されている。

また、回路素子部１４の非表示領域２ｂには、前述の電源線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）が配線されている。
表示領域２ａの図２中両側には、前述の走査側駆動回路１０５、１０５が配置されている。この走査側駆動回路１０５、１０５はダミー領域の下側の回路素子部１４内に設けられている。さらに回路素子部１４内には、走査側駆動回路１０５、１０５に接続される駆動回路用制御信号配線１０５ａと駆動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。さらに表示領域２ａの図２中上側には検査回路１０６が配置されている。

より詳細には、この表示装置１は、基板２上に、ＴＦＴなどの回路等が形成された回路素子部１４と、画素電極（第１の電極）１１１と、発光層１１０ｂを含む機能層１１０が形成された発光素子部１１と、陰極１２とが順次積層されて構成されている。
回路素子部１４には、基板２上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜２ｃが形成され、この下地保護膜２ｃ上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜１４１が形成されている。なお、半導体膜１４１には、ソース領域１４１ａ及びドレイン領域１４１ｂ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１４１ｃとなっている。
また、回路素子部１４には、下地保護膜２ｃ及び半導体膜１４１を覆うゲート絶縁膜１４２が形成されている。そして、このゲート絶縁膜１４２上には、半導体膜１４１のチャネル領域１４１ｃに対応する位置に、Ａｌ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｗ等からなるゲート電極１４３（走査線１０１）が形成されている。そして、半導体膜１４１、ゲート絶縁膜１４２、ゲート電極１４３により薄膜トランジスタ１２３が構成されている。

また、ゲート電極１４３及びゲート絶縁膜１４２上には透明な第１層間絶縁膜１４４ａと第２層間絶縁膜１４４ｂが形成されており、この第１、第２層間絶縁膜１４４ａ、１４４ｂには、絶縁膜１４４ａ、１４４ｂを貫通して半導体膜１４１のソース、ドレイン領域１４１ａ、１４１ｂにそれぞれ接続されるコンタクトホール１４５、１４６が形成されている。コンタクトホール１４５は画素電極に接続されており、このコンタクトホール１４５を介して画素電極１１１と半導体のソース領域１４１ａが電気的に接続されている。また、コンタクトホール１４６は電源線１０３に接続されており、このコンタクトホール１４６を介して、電源線１０３から画素信号が供給されるようになっている。
以上により駆動用の回路が構成されている。なお、回路素子部１４には、前述した保持容量ｃａｐ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。

画素電極１１１は、第２層間絶縁膜１４４ｂ上に平面視略矩形にパターニングされて形成されており、表示領域２ａ内にマトリクス状に複数配置されている。
この画素電極１１１には、例えばアルミニウム（Ａｌ）膜や銀（Ａｇ）膜等の高反射率の金属膜が用いられており、基板２側に発した光を上方の封止部側に効率的に出射させるようになっている。
なお、画素電極１１１は、例えばＡｌ膜の層厚が１００ｎｍから５００ｎｍの範囲となるように形成され、Ａｌ膜の上にＩＴＯ（インジウム錫酸化膜）を層厚が５０ｎｍから２００ｎｍの範囲となるように積層して形成してもよい。

発光素子部１１は、複数の画素電極１１１上の各々に積層された機能層１１０と、各画素電極１１１及び機能層１１０の間に備えられて各機能層１１０を仕切る隔壁１１２とを主体として構成されている。機能層１１０上には陰極１２が配置されており、これら画素電極１１１、機能層１１０及び陰極１２によって発光部Ａが構成されている。
なお、隔壁１１２と第２層間絶縁膜１４４ｂとの間に、隣り合う画素電極１１１を絶縁するとともに、これを保護するために、絶縁保護膜を配置してもよい。絶縁保護膜としては、例えばＣＶＤ法やスパッタリング法によりシリコン酸化膜を１μｍの厚さに形成することができる。

隔壁１１２は、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性に優れたレジストからなり、画素電極１１１の形成位置に対応して開口部１１２ｄが形成されている。
なお、隔壁１１２に仕切られた各領域において、画素電極１１１の電極面１１１ａは酸素原子を含む処理ガスによるプラズマ処理によって親液処理されており、親液性を示す。一方、有機材料で形成された隔壁１１２の側面１１２ｄ及び上面１１２ｆは、例えば４フッ化メタンのようにフッ素原子を含む処理ガスによるプラズマ処理を施すことにより、表面がフッ化処理（撥液処理）され、撥液性を示す。このように、酸素原子を含む処理ガスによるプラズマ処理とフッ素原子を含む処理ガスによるプラズマ処理とをこの順に施すことにより、画素電極１１１の電極面１１１ａは親液化され、隔壁１１２の側面１１２ｄ及び上面１１２ｆは撥液化され、親液性・撥液性の分布を形成することができる。インクジェット法等の液体材料を用いて正孔注入／輸送層１１０ａおよび発光層１１０ｂを形成する際に、液体材料を所定の電極面１１１ａに保持させることができ、所定の電極面１１１ａからはみ出さないようにすることができる。

また、本実施形態では、プラズマにより酸素原子、あるいはフッ素原子を含むガスを乖離させたが、紫外線などを用いて乖離させてもよい。また、酸素原子を含む処理ガスとフッ素原子を含む処理ガスとを混合したガスを用いて表面処理を行うことにより、有機材料からなる隔壁１１２の側面１１２ｄ及び上面１１２ｆが選択的に撥液化され、親液性・撥液性の分布を形成することができる。さらに、フッ素系ポリマーを含むアクリル樹脂もしくはポリイミド樹脂等を用いて、隔壁１１２を撥液性とし、親液性・撥液性の分布を形成してもよい。なお、蒸着法により正孔注入／輸送層１１０ａおよび発光層１１０ｂを形成する場合には、隔壁１１２の形成を省略してもよい。隔壁１１２は、インクジェット法により正孔注入／輸送層１１０ａおよび発光層１１０ｂを形成する場合に必要なものであり、蒸着法でこれらの層を形成する場合には必要とならない。

機能層１１０は、画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成された発光層１１０ｂと、この発光層１１０ｂ上に隣接して形成された電子注入層１１０ｃとから構成されている。
正孔注入／輸送層１１０ａは例えば５ｎｍから５０ｎｍの層厚に形成され、正孔を発光層１１０ｂ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１１０ａ内部において輸送する機能を有する。この正孔注入／輸送層形成材料としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）等の混合物を用いることができる。

電子注入層１１０ｃは例えば５ｎｍから２０ｎｍの層厚に形成され、電子を発光層１１０ｂに注入する機能を有するとともに、電子を電子注入層１１０ｃ内部において輸送する機能を有する。層厚が５ｎｍよりも小さくなると電子注入効率を向上させる効果がなくなり、層厚が２０ｎｍよりも厚くなると内部抵抗が高くなり発光電圧が高くなってしまう。この電子注入層１１０ｃとしては、例えばバソクプロイン（ＢＣＰ）とセシウムの共蒸着膜やＭｇとＡｇの共蒸着、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌなどを好適に用いることができる。

このような正孔注入／輸送層１１０ａ、電子注入層１１０ｃを、それぞれ画素電極１１１と発光層１１０ｂの間、及び、陰極１２と発光層１１０ｂとの間に設けることにより、発光層１１０ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。なお、正孔注入／輸送材料は、各色の発光層１１０ｂ毎に異ならせてもよく、また、特定の色の発光層１１０ｂに対して正孔注入／輸送層１１０ａを設けない構成とすることも可能である。

発光層１１０ｂは、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ１、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層１１０ｂ２、及び青色（Ｂ）に発光する青色発光層１１０ｂ３、の３種類を有し、各発光層１１０ｂ１から１１０ｂ３がストライプ配置されている。この発光層１１０ｂの材料としては、赤色発光層１１０ｂ１としてシアノピリフェニレンビニレン、緑色発光層１１０ｂ２およびとして青色発光層１１０ｂ３ポリフェニレンビニレンなどを用いることができる。なお、上述した有機化合物以外の有機化合物を発光層１１０ｂの材料として用いることができる。
陰極１２は発光素子部１１の全面に形成されている。そして、画素電極１１１と対になって機能層１１０に電流を流す役割を果たす。

以上、説明したように、本実施形態のＥＬ装置は、先に記載の本実施形態の塗布液組成物から形成された有機ＥＬ薄膜をその発光層１１０ｂとして利用することにより、発光層１１０ｂの中央部の膜厚と隔壁開口部１１２ｄの近傍部とでの膜厚に大きな差が生じなく、平坦度の高い発光層となるので、一画素中での発光面積を増大させ、良好な発光特性を有するＥＬ装置とすることができる。

特に、隔壁１１２で囲われた領域に上記の溶媒および有機薄膜の前駆体を含む塗布液組成物を配して溶媒を除去することにより、薄膜を形成する手法に適用することが好ましい。
さらに、隔壁１１２は少なくとも一部が撥液性を有していることが好ましい。少なくとも一部が撥液性を有する隔壁１１２に対して、本実施形態の塗布液組成物を塗布して有機ＥＬ薄膜を形成することにより、液体材料を所定の電極面１１１ａに保持させることができ、所定の電極面１１１ａからはみ出さないようにすることができる。さらに、隔壁１１２と塗布液組成物との親和性を向上できるため、撥液性の隔壁１１２により塗布液組成物がはじかれ、隔壁１１２で囲われた領域の周縁において有機ＥＬ薄膜が薄くなるのを防止することができる。このようにして、メニスカスの曲率の小さな有機ＥＬ薄膜を形成できる。特に溶媒を除去する際、塗布液組成物の有機ＥＬ薄膜の前駆体濃度が高くなるため、撥液性の隔壁１１２により塗布液組成物がはじかれ易くなる。その点、本実施形態の塗布液組成物を用いれば、隔壁１１２で囲われた領域の周縁において塗布液組成物を保持できるため、隔壁１１２で囲われた領域の周縁において有機ＥＬ薄膜が薄くなるのを防止することができる。

また、隔壁１１２は、酸化珪素などの無機絶縁材料からなる第１隔壁層と、第１隔壁層上に形成されたアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機絶縁材料からなる第２隔壁層とからなることが好ましい。この構成とすることにより、隔壁１１２で囲われた領域の周縁において隔壁１１２と塗布液組成物との親和性を向上させることができる。特に、無機絶縁材料は、酸化珪素のように塗布液組成物との親和性が高いものが好ましい。

さらに、第１隔壁層が隔壁に囲われた領域側に第２隔壁層より張り出しており、２段構成となっていることが好ましい。また、第１隔壁層は有機ＥＬ薄膜の膜厚と比して厚いことが好ましい。上記の２段構成や第１隔壁層が有機ＥＬ薄膜の膜厚と比して厚い構成とすることにより、第１隔壁層と塗布液組成物との接触する面積を隔壁で囲われた領域の周縁部にて広くすることができるため、塗布や乾燥の際、隔壁に囲われた領域において塗布液組成物を確実に保持させることができる。

特に、第１の電極（例えば画素電極１１１）と、第２の電極（例えば陰極１２）と、これらの電極間に挟持された有機導電膜とからなる電流駆動型素子に適用したのであれば、有機導電膜の一部の膜厚が薄くなるのを防止できるため、有機導電膜の一部に駆動電流が集中し有機導電膜が劣化するのを防止することができる。

本実施態様のＥＬ装置は、たとえば（１）回路素子部形成工程、（２）隔壁形成工程、（３）プラズマ処理工程、（４）正孔注入／輸送層形成工程、（５）発光層形成工程、（６）電子注入層形成工程、（７）陰極形成工程、（８）封止工程等を経て製造される。この製造工程は一例であって、必要に応じてその他の工程が追加されても、除かれてもよい。これらの各工程は、ＥＬ装置の製造工程として既に公知の各手法を利用することができる。
本実施態様のＥＬ装置は、発光層形成工程において、先に記載の本発明の薄膜形成方法、特に、本発明の塗布液組成物をインクジェット法によって塗布する方法を採用し、これにより得られた有機ＥＬ薄膜を発光層として備えたものである。

（実施例１）
透明電極としてＩＴＯをパターン形成したガラス基板上に、隔壁サイズ５０×２００μｍでＧ、Ｇ，Ｂの３原色に対して各画素数４８０×６４０でパターニングを行って画素を構成する隔壁を形成した。
３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン１１ｗｔ％をポリスチレンスルフォン酸１．５ｗｔ％に分散させた後、これをイソプロピルアルコール１０ｗｔ％、Ｎ−メチルピロリドン２７．５ｗｔ％、１，３−ジメチルイミダゾリジノン５０ｗｔ％からなる混合液に溶解して正孔注入層用組成物とした。これを上記隔壁の開口部中に、ピエゾ方式のプリンタヘッド（商品名：Ｍａｃｈヘッド、セイコーエプソン社製）で描画塗布した後、乾燥させて正孔注入／輸送層を形成した。

発光材料としてポリジオクチルフルオレン１ｗｔ％を、表１に示した組成の溶媒、すなわち３−メチルジフェニルエーテル５０ｗｔ％とシクロヘキシルベンゼン５０ｗｔ％との混合溶媒中に溶解して発光層形成用の塗布液組成物とした。この塗布液組成物を正孔注入／輸送層上に、上述と同様のプリンタヘッドを用いて塗布した後、常温で１０分間かけて常圧〜１０^−２Ｐａまで減圧することにより塗布膜を乾燥させて発光層とした。

このようにして形成された発光層の膜厚を接触式膜厚検査機を用いて測定した。各隔壁開口部内での最大膜厚と最小膜厚との差の値を表２に示した。ついで、この発光層上に、陰極としてＬｉＦを２ｎｍ、Ｃａを２０ｎｍ、Ａｌを２００ｎｍ蒸着で形成した後、エポキシ樹脂で封止してＥＬ素子とした。

（実施例２〜実施例６）
表１に示した各組成で溶媒を調整し、これに表１に記載の発光材料を溶解して各実施例における発光層形成用の塗布液組成物とした。この各塗布液組成物を用いて発光層を形成した以外は、実施例１と全く同様にしてＥＬ素子を形成した。また、実施例２〜比較例６で形成した各発光層の最大膜厚と最小膜厚とを測定し、その差の値を表２に示した。

（比較例）
発光層形成用の塗布液組成物の溶媒としてジフェニルエーテル誘導体を用いずに、１，２，４−トリメチルベンゼン５０ｗｔ％とシクロヘキシルベンゼン５０ｗｔ％とからなる混合溶媒を用いた以外は、上記実施例１と全く同様にしてＥＬ素子を形成した。また、発光層の最大膜厚と最小膜厚とを測定し、その差の値を表２に示した。

実施例１〜実施例６で形成された各発光層中における最大膜厚と最小膜厚との差は、いずれも比較例に比べて小さな値を示しており、平坦度の高い発光層が形成され、その発光面積が大きいことが確認できた。

本発明の一実施形態の薄膜形成構造の一例を示す図である。 本発明の一実施形態の薄膜形成構造の一例を示す図である。 本発明の一実施形態のＥＬ装置の配線構造を示す図である。 同、表示装置の平面図である。 同、表示装置の要部を示す断面図である。

符号の説明

１…エレクトロルミネッセンス装置、１１０ｂ…発光層。

Claims (7)

1. 少なくともジフェニルエーテル誘導体を含む溶媒に、有機機能材料を溶解してなり、
   前記ジフェニルエーテル誘導体の置換基がメチル基またはフッ素であることを特徴とする塗布液組成物。
2. 前記ジフェニルエーテル誘導体が、３−メチルジフェニルエーテル、３，５−ジメチルジフェニルエーテル、１，３´−ジメチルジフェニルエーテル、３，５，４´−トリメチルジフェニルエーテル、３，４´−ジフルオロジフェニルエーテルの群から選ばれる１種以上であることを特徴とする請求項１記載の塗布液組成物。
3. 前記有機機能材料が有機エレクトロルミネッセンス材料であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の塗布液組成物。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の塗布液組成物を塗布して有機薄膜を形成することを特徴とする薄膜形成方法。
5. 前記塗布液組成物の塗布を液滴吐出法で行うことを特徴とする請求項４記載の薄膜形成方法。
6. 請求項４または請求項５記載の薄膜形成方法によって形成されたことを特徴とする有機薄膜。
7. 前記有機薄膜が有機エレクトロルミネッセンス薄膜であることを特徴とする請求項６記載の有機薄膜。

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