JP4815761B2 - 電気光学装置、電気光学装置の製造方法、電子機器 - Google Patents
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Description
光学装置用基板、および半導体装置に関するものである。また、これらの製造方法及び電
気光学装置を用いた電子機器に関するものである。
学装置における薄膜形成時における乾燥工程を模式的に示す図である。上述したように、
有機EL薄膜は基板上に所定のパターンで所定の区画ごと作製される。基板上には、インクジェットプロセスによる有機EL薄膜の吐出された液体材料(薄膜材料液)が隣接する画素に流出しないように、断面形状が凸状の仕切部材(以下、隔壁という)242が互いに隣接する画素間に設けられている。この隔壁は、基板260に形成された画素電極上(図示しない)に第1の隔壁243と、その上部に形成される第2の隔壁244とから構成され、液滴充填領域RSを囲むように形成される。ここでは、第1の隔壁243の上面の開口部よりも第2の隔壁244の下面の開口部が大きくなるようにして、その断面を階段状に構成する。また、第1の隔壁243と画素電極は、薄膜材料液に対して親液性を有する無機材料によって形成され、第2の隔壁244は、同薄膜材料液に対して撥液性を有する有機材料によって形成される。
この構成によれば、区画領域の角部において親液性を有する第1隔壁の平坦面を広くしておくと、該角部にまで薄膜材料液が濡れ広がり易くなる。言い換えれば、薄膜材料液が表面張力により区画領域の中央部に集まることが抑制される。これにより第1隔壁で囲まれた領域により膜厚均一性の良い薄膜を形成することができる。
この構成によれば、略矩形状の区画領域の対向する短辺部に沿った部分において親液性を有する第1隔壁の平坦面を広くしておくと、区画領域の長手方向に薄膜材料液が濡れ広がり易くなる。言い換えれば、薄膜材料液が表面張力により区画領域の中央部に集まることが抑制される。これにより第1隔壁で囲まれた領域により膜厚均一性の良い薄膜を形成することができる。
この構成によれば、平坦面の広くなった部分に薄膜材料液がより濡れ広がり易くなる。
この構成によれば、平坦面の広くなった部分に設けられた凹部が液溜りとして機能するので、薄膜材料液の乾燥に際して、薄膜材料液が凹部に引っ張られながら乾燥が進行する。つまり、乾燥時に薄膜材料液が表面張力によって区画領域の中央部に集まることが抑制されるので、第1隔壁で囲まれた領域により膜厚均一性の良い薄膜を形成することができる。
この構成によれば、区画領域内に延設された第1隔壁の露出部分は、凹部の傾斜した内壁を覆うことで斜面を成しているため、区画領域の面方向への第1隔壁の突出長さを抑えつつその露出部分の表面積を増加させることができる。すなわち、機能薄膜の形成領域を大きく確保することができる。特に、機能薄膜が発光層の場合は明るい表示を得ることに効果を奏する。更には、機能薄膜の膜厚のばらつきに起因した品質低下のない、高品質な電気光学装置を提供できる。
この構成によれば、第1隔壁の露出部分は、区画領域の対向する短辺部に沿った部分において斜面を成している。つまり、区画領域の長手方向における両端の内壁に親液性を有する第1隔壁が露出しているので、薄膜材料液が区画領域に充填されたときに中央部に集まることが抑制される。したがって、区画領域内において膜厚が均一な薄膜が得られる。
隔壁が有機材料を主体としてなるものであることが好ましい。
この構成によれば、表面特性が互いに異なる第1隔壁と第2隔壁とを容易に得ることができる。
この方法によれば、第2隔壁形成工程では、略矩形状の区画領域の対向する短辺部に沿った部分において親液性を有する第1隔壁の平坦面が広くなるように第1隔壁上に第2隔壁を形成する。そうすると、薄膜形成工程では、区画領域の長手方向に薄膜材料液が濡れ広がり易くなる。言い換えれば、薄膜材料液が表面張力により区画領域の中央部に集まることが抑制される。これにより第1隔壁で囲まれた薄膜形成領域により膜厚均一性の良い薄膜を形成することができる。
この方法によれば、第1隔壁の平坦面の広くなった部分において万遍なく薄膜材料液が濡れ広がる。
この方法によれば、第1隔壁の平坦面の広くなった部分に形成された凹部は液溜りとして機能する。したがって、薄膜材料液の乾燥に際して、薄膜材料液が凹部に引っ張られながら乾燥が進行する。つまり、乾燥時に薄膜材料液が薄膜形成領域の中央部に集まることが抑制されるので、第1隔壁で囲まれた薄膜形成領域により膜厚均一性の良い薄膜を形成することができる。
この方法によれば、第1隔壁形成工程で区画領域に対応した凹部の内壁を覆う部分を有する第1隔壁を形成することにより、区画領域内における第1隔壁の露出部分の表面積を増加させることができる。したがって、薄膜形成工程において、薄膜材料液を区画領域に配して機能薄膜を形成する際に、この区画領域に前記薄膜材料液を良好に保持することが可能になる。これにより区画領域内で薄膜材料液が球形状に変形するのを防止し、膜厚の均一な機能薄膜を区画領域内に形成することができる。
この方法によれば、凹部の内壁を傾斜させることにより、区画領域内における第1隔壁の露出部分をさらに増やすことができる。
この方法によれば、配された薄膜材料液を区画領域の長手方向における両端側まで行き渡らせ、薄膜材料液が中央部に集まることを抑制することができる。
この方法によれば、配された薄膜材料液を区画領域の角部にまで行き渡らせ、薄膜材料液が中央部に集まることを抑制することができる。
この方法によれば、第1隔壁で囲まれた区画領域(薄膜形成領域)において、膜厚の均一性が良好な有機エレクトロルミネッセンス膜を形成することができる。したがって、有機エレクトロルミネッセンス膜の膜厚のばらつきに起因した品質低下のない、高品質な電気光学装置としての有機EL装置を製造することができる。
、より高品質な電子機器を実現することができる。
<電気光学装置、半導体装置、電気光学装置用基板>
図1は、本実施例にかかる電気光学装置の配線構造の平面模式図である。この図に示
されるように、電気光学装置1は、複数の走査線101と、走査線101に対して空間を
隔てて略直角に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、それぞれ配線された構成を有する。そして、走査線101と
信号線102の各交点に、マトリックス状に画素領域Aが設けられている。
ッチを備えるデータ駆動回路104が接続されている。また、走査線101には、シフト
レジスタおよびレベルシフタを備える走査駆動回路105が接続されている。
スイッチング用TFT112と、このスイッチング用TFT112を介して信号線102
から供給される画素信号を保持する保持容量capと、この保持容量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TFT113と、この駆動用TFT11
3を介して電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極(陽極)41と、この画素電極41と対になる対向電極(陰極)46と、両者の間に挟み込まれた機能層45とが設けられる。これらの画素電極41と対向電極46、および、機能層45によって発光素子部が構成されている。なお、機能層45は、後述する発光層を含む有機EL薄膜に対応する。
面図であり、図2は、図1における機能層45および駆動用TFT113のより詳細な構造を示す断面図である。また、図3は、画素領域Aのうち1つの画素を模式的に示す平面図である。図3に示すように1つの画素は細長い形状を有する略矩形とされ、その周縁部には4つの角部を有している。そして、後述する第1隔壁43に囲まれた領域が発光領域となる。なお、本発明においては、後述する隔壁42に囲まれた領域全体を1つの画素と定義する。この電気光学装置1は、基板10と、この基板10上にTFTなどの能動素子や配線が形成された駆動素子部20と、有機EL薄膜が形成される機能素子部40とから構成される。
材料などを用いることができ、用途に応じた基板を選択することができるが、図2では基
板にガラス基板を使用する場合を例に挙げている。
や配線を含んで構成される。駆動用TFT113は、基板10上に形成されたSiO2な
どからなる下地層21上の所定の位置に形成される島状のポリシリコンによって形成され
る。図2においては、駆動用TFT113を縦方向に切断した縦断面図が描かれている。
駆動用TFT113のゲート電極24は、図1に示したスイッチング用TFT112のド
レイン電極と電気的に接続されている。また、駆動用TFT113のソース領域とドレイ
ン領域とには、第1の層間絶縁膜23と第2の層間絶縁膜25とに形成されたコンタクト
ホール26を介してそれぞれソース電極/ドレイン電極27が形成される。これらのソー
ス電極/ドレイン電極27のうち一方は、図1に示した電源線103と電気的に接続され
、他方は第3の層間絶縁膜28に形成されたコンタクトホール29を介して機能素子部4
0の画素電極41と電気的に接続される。なお、駆動素子部20の第1〜第3の層間絶縁
膜23,25,28は、SiO2などの絶縁性材料によって構成される。
なる機能層45と、機能層45を動作させるための一対の電極41(陽極),46(陰極
)と、機能層45を所定の領域に形成するための隔壁42と、機能層45を周囲の雰囲気から遮断するためのシール層47とを備えて構成されている。
どの高分子系材料や、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材料をドープ
して用いることもできる。なお、発光層45bは、単色を発光する構成としても良く、画
素毎に赤、青、緑などの多色を発光する構成としても良い。また、これらの中間色を発光
する構成とすることもできる。例えばプリンターのインクのように画素毎に異なる6色を
発光する構成とすることもできる。
導体、ポリピロール誘導体、またはこれらのドーピング体などを用いることができる。具
体的には、3,4−ポリエチレンジオキシチオフェン/ポリスチレンスルフォン酸(PE
DOT/PSS)の分散液、すなわち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に3,
4−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれに水を分散させた分散液な
どを用いることができる。
は、基板10側に形成される電極41を画素電極(陽極)と呼び、この画素電極に対向し
て配置される電極46を対向電極(陰極)と呼ぶ場合もある。
次に、本発明にかかる電気光学装置の製造方法について説明する。図4は、本実施例にかかる電気光学装置1の製造工程を示すフローチャートであり、図5−1〜図5−12は、その製造工程を模式的に示す断面図である。この電気光学装置の製造方法は、図4に示すように、駆動素子部形成工程(S1)と、画素電極(陽極)形成工程(S2)と、第1隔壁形成工程(S3)と、第2隔壁形成工程(S4)と、親液性調整工程(S5)と、機能層形成工程(S6)と、対向電極(陰極)形成工程(S7)と、シール層形成工程(S8)とを含んでいる。
に走査線101と信号線102などの配線や、スイッチング用TFT112と駆動用TF
T113などの能動素子が形成される。例えば、図5−2に示されるように駆動用TFT113が形成される場合には、まず、基板10上にSiO2からなる下地層21が形成され、その上にアモルファスシリコン膜がプラズマCVD(Chemical Vapor Deposition)などの成膜手段によって堆積される。次に、アモルファスシリコン膜をレーザアニールによって、溶融、冷却、固化させることでポリシリコン膜とする。そして、基板10上に駆動用TFT113用のポリシリコン膜22のみを残すようにエッチングする。
し、その後ポリシリコン膜22の中央部付近にN+イオンを注入してnチャネル22aを形成し、nチャネル22aを形成した第1の層間絶縁膜23の上部付近にゲート電極24を形成する。さらに、ゲート電極24と第1の層間絶縁膜23の表面を覆うように第2の層間絶縁膜25を形成し、第1の層間絶縁膜23と第2の層間絶縁膜25を貫通してポリシリコン膜22に到達するように2つのコンタクトホール26がゲート電極24を挟む位置に形成される。そして、コンタクトホール26とその周辺にソース電極/ドレイン電極27を形成した後、これらのソース電極/ドレイン電極27と第2の層間絶縁膜25の表面を覆うように第3の層間絶縁膜28を形成する。このようにして、駆動素子部20が形成される。
はドレイン電極27へ通じるコンタクトホール29を貫通し、その後駆動素子部20上に画素電極(陽極)41となる導電性材料をスパッタ、蒸着、またはその他の成膜手段によって成膜する。この電極薄膜は、後述する薄膜材料に対して親液性を有する材料により形成することが好ましい。これにより後述するインクジェットプロセスで充填される組成物表面とのなじみがよくなる。そして、液体材料が充填された際には液体が画素電極(陽極)41の表面に均一且つ確実に濡れ広がるため、良質な薄膜を形成することができる。
薄膜を画素電極形状にパターニングして画素電極(陽極)41を形成する。このとき、第3の層間絶縁膜28に形成されたコンタクトホール29内にも導電材料が製膜されているので、機能素子部40の画素電極(陽極)41と駆動用TFT113の電極端子が、コンタクトホール29を介して電気的に接続されるようになる。
び第3の層間絶縁膜28上に第1隔壁43となる薄膜、例えばSiO2膜を形成する。次に、図5−4及び図5−5に示すように、このSiO2膜を画素電極(陽極)41上の所定の位置でエッチング剥離し、機能層45を形成する開口部を設置する。すなわち、第1隔壁43は、機能層45の形成領域を囲うように画素電極(陽極)41の周縁に残される。本実施例においては、機能層45を形成する開口部は、図5−5に示すように細長い矩形状であり、その周縁部には4つの角部を有した形状とする。また、第1隔壁43の開口部は上部が下部よりも広く形成される。すなわち、第1隔壁43の側面は、図5−4に示すように基板表面に垂直な方向に対して傾斜部43aを有するように形成される。
第2の隔壁44の表面に対して、親液性の度合を調整するための処理を行う。すなわち画
素電極(陽極)41及び第1の隔壁43に対しては、薄膜材料液に対する親液性を高める
ための処理を行い、第2の隔壁44に対しては、薄膜材料液に対する親液性を低下させる
、換言すると撥液性を高めるための処理を行う。例えば、画素電極(陽極)41と第1の
隔壁43の表面に対しては、酸素プラズマ処理やUV照射処理、オゾン含有ガスへの暴露
処理などを行う。このように薄膜材料液に対する親液性を高めることにより、画素電極(
陽極)41の表面及び第1隔壁43の表面での薄膜材料液の濡れ性をより良好な状態とす
ることができ、後述するインクジェットプロセスで充填される薄膜材料液の組成物とのな
じみがよくなる。そして、薄膜材料液が充填された際に薄膜材料液が画素電極(陽極)4
1の表面に均一濡れ広がり易くなる。
その結果、発光層45bは、第1隔壁43に囲まれた領域(第1隔壁43の開口部領域
)の角部の隅々まで、全体的に膜厚が均一な状態で形成され、発光層45bの膜厚のばらつきに起因した1つの画素内における発光輝度の不均一、ばらつきを生じることが防止される。
、かつ、第1隔壁43の厚みと略同等とされた機能層45が形成される。なお、補助層を複数形成する場合には、所望の補助層を構成する組成物を含んだ薄膜材料液を同様に液滴充填領域RS内に充填して乾燥させることにより、複数の補助層を有する機能層45を形成することができる。
はその他の成膜手段によって対向電極(陰極)となる薄膜を形成し、この薄膜を所定の形
状(対向電極形状)にパターニングすることによって、図5−11に示すような対向電極(陰極)46を形成する。対向電極(陰極)46は、例えばアルミニウム(Al)、マグネシウム(Mg)、リチウム(Li)、カルシウム(Ca)などの単体材料や、MgとAgの比率がMg:Ag=10:1である合金材料により形成することができる。また、対向電極(陰極)25は一層の金属層として構成しても良く、また、上記の材料などからなる二層の金属層または三層の金属層として構成しても良い。
また、本発明は上記の変形例として図6に示すような構成とすることもできる。図6においては図3に示した画素の構成において、第1隔壁43の開口部の角部近傍、すなわち機能層45の角部近傍に形成された略円弧状の第1隔壁の平坦面43b´に、薄膜材料液の液溜まりとして凹部48を設けた構成としている。このように略円弧状の第1隔壁の平坦面43b´に凹部48を設けることにより、薄膜材料液が乾燥する際に第1隔壁の平坦面43b´上の薄膜材料液が凹部48に溜まり、薄膜材料液がより強く略円弧状の第1隔壁の平坦面43b´側に引っ張られる。これにより、薄膜材料液は略円弧状の角側により強く引っ張られながら乾燥するため、該薄膜材料液は表面張力により開口部の中央部に集まることが防止されながら乾燥する。その結果、第1隔壁43に囲まれた領域(第1隔壁43の開口部領域)の角隅々まで、膜厚が均一な状態で発光層45bを形成することができる。
したがって、発光層45bの膜厚のばらつきに起因して1つの画素内において発光輝度の不均一が生じることを確実に防止することができ、高品質な電気光学装置を作製することができる。
ンプル状など種々の形態を取ることが可能である。また、凹部48の深さも特に限定され
るものではなく、略円弧状の第1隔壁の平坦面43b´の面積や、液滴充填領域RS内に
充填される薄膜材料液の液滴量などの諸条件により適宜設定可能である。すなわち、凹部
48の深さは、図7に示すように第2隔壁44の厚み方向における途中位置までとしても
良く、図8に示すように第2隔壁44及び第1隔壁43を厚み方向において貫通した形態
としても良い。ただし、この場合には、第1隔壁43の下層には画素電極(陽極)41が
形成されていないことを条件とする。凹部48が第2隔壁44及び第1隔壁43を厚み方
向において貫通した形態を取る場合には、凹部48内に機能層45が形成され、その上部
に対向電極(陰極)46が形成されるため、凹部48においても発光が生じる虞があり、
発光輝度の不均一の原因となるからである。
また、上記の他の変形例として図9に示すような構成とすることもできる。図9は、図3に示した画素の構成において、略長方形を呈する画素電極(陽極)41の長辺方向の第1隔壁の平坦面43bを無くして、画素電極(陽極)41の角部周辺にのみ略円弧状の第1隔壁の平坦面43b´を形成した構成である。図9の線分A−A´における断面形状は図10のようになり、第1隔壁の傾斜部43aと第2隔壁44の傾斜部44aとが、第1隔壁の平坦面43bを有さない状態で連続した側面を形成している。なお、図9では理解の容易のため対向電極(陰極)46及びシール層47を形成していない状態、すなわち電気光学装置用基板の状態を示している。また、図10では、図9の線分A−A´における断面形状のうち第1隔壁43及び第2隔壁44の傾斜部43a、44aを示している。
´を形成することにより、薄膜材料液が乾燥する際に該薄膜材料液は、開口部の直線部(長辺部)近傍では外周側に引っ張られないが、略円弧状の第1隔壁の平坦面43b´側には引っ張られる。これにより、該薄膜材料液は表面張力により開口部の中央部に集まることが防止される。その結果、第1隔壁43に囲まれた領域(第1隔壁43の開口部領域)の角隅々まで、膜厚が均一な状態で発光層45bを形成することができる。
したがって、全体的に膜厚が均一な発光層45bをより確実に形成することができるた
め、発光層45bの膜厚のばらつきに起因した発光輝度の不均一がない高品質の電気光学装置を作製することができる。
<電気光学装置>
図11及び図12は、本実施例にかかる電気光学装置1の画素領域B(図1)の構造を模式的に示す断面図であり、図11は、図1における機能層45および駆動用TFT113の部分のより詳細な構造を示す断面図である。また、図12は、画素領域Aのうち1つの画素を模式的に示す平面図である。図12に示すように1つの画素は細長い形状を呈し、長手方向の両端が円弧状形状とされる。そして後述する第1隔壁52に囲まれた領域が発光領域とされている。この電気光学装置1は、基板10と、この基板10上にTFTなどの能動素子や配線が形成された駆動素子部20と、有機EL薄膜が形成される機能素子部40とからなる。
に第1隔壁の平坦面52b、52b´を有しており、該第1隔壁の平坦面52bは開口部
の長手方向の両端が略半円状に形成されている。ここで、開口部の長手方向の両端近傍の第1隔壁の平坦面52b´は、開口部の直線部(長辺部)近傍に形成された第1隔壁の平坦面52bよりも面積が大とされており、表面が親液性を有する第1隔壁の面積が広く確保されている。そして、第2隔壁53は、第1隔壁の平坦面52b、52b´の外周に沿って傾斜部53aが立ち上がり、その外周部に平坦な面が形成されている。
辺部)の傾斜角と比較して低くなる。そのため有機樹脂を含む液体から第2隔壁を形成する場合、第2隔壁材料の圧縮応力は直線部分に加わる応力に比べて円弧部に加わる応力が強くなり、隔壁傾斜角は開口部の直線部(長辺部)近傍より、両端の略円弧状に形成された第2隔壁が小さくなる。このようにすることにより、薄膜材料を含む液面と第1隔壁により囲まれた薄膜形成領域との間隔を遠ざけることができる。したがって、薄膜材料液が表面張力により開口部の中央部に集まることが防止される。
次に、本実施例にかかる電気光学装置1の製造方法の一例について説明する。製造方
法の基本的な流れは上述した実施例1と同様であるため、実施例1と異なる部分について
説明する。
の層間絶縁膜28上に第1隔壁52となる薄膜として、例えばSiO2膜を形成する。次に、図13−1及び図13−2に示すように、このSiO2膜を、機能層45を形成する開口部が画素電極(陽極)41上の所定の位置に形成されるようにパターニングする。この結果、第1隔壁52は、機能層45の形成領域を囲うように画素電極(陽極)41の周縁部上に乗り上げた状態で形成される。本実施例においては、機能層45を形成するための開口部は、図13−2に示すように細長い形状を呈し、長手方向の両端が円弧状とされる。また、第1隔壁52の開口上部は、開口下部よりも広く形成される。すなわち、第1隔壁52の側面は、図13−1に示すように基板表面に垂直な方向に対して傾斜部52aを有するように形成される。
手方向の両端部近傍の第1隔壁の平坦面52b´は、開口部の直線部(長辺部)近傍の第1隔壁の平坦面52bよりも面積が大とされ、親液性の第1隔壁52の面積を広く確保することができる。
その結果、発光層45bは、第1隔壁52に囲まれた領域の隅々まで膜厚が均一な状態で形成され、膜厚のばらつきに起因する1つの画素内における発光輝度の不均一が生じることがない。
また、上記の変形例として図14に示すような構成とすることもできる。図14は、第1隔壁52の開口両端の略半円状の平坦面52b´に、薄膜材料液の液溜まり部として開口部の両端形状に沿った弓状の凹部55を設けている。このように凹部55を設けることにより、凹部55にも液滴が溜まり、薄膜材料液がより強く略半円状の第1隔壁の平坦面52b´側に引っ張られる。このため薄膜材料は両端方向により強く引っ張られながら乾燥するため、材料が開口部の中央部に集まることが防止される。その結果、第1隔壁52に囲まれた領域(第1隔壁52の開口部領域)内では、膜厚が均一な発光層45bを形成することができ、発光層45b(機能層45)の膜厚のばらつきに起因した品質低下のない、高品質な電気光学装置を作製することができる。
、円柱状、角柱状、ディンプル状など種々の形態を取ることが可能である。また、凹部5
5の深さも特に限定されるものではなく、略半円状の第1隔壁の平坦面52b´の面積や
、液滴充填領域RS内に充填される薄膜材料液の液滴量などの諸条件により適宜設定可能
である。
また、他の変形例として図15に示すような構成とすることもできる。図15に示した例は、図12に示した画素構成の、開口中央の直線部(長辺部)では第1隔壁の平坦面52bの面積が小となり、第1隔壁52の開口の長手方向の両端部では第1隔壁の平坦面52b´の面積が大となるように第1隔壁の平坦面52b、52b´の外周部を曲線状に形成している。この場合も、上記の場合と同様の効果を得ることができ、第1隔壁52に囲まれた領域の隅々まで、膜厚が均一な状態で発光層45bを形成することができる。したがって、発光層45b(機能層45)の膜厚のばらつきに起因した品質低下のない、高品質な電気光学装置を作製することができる。
造する場合を例に挙げて説明したが、電気光学装置の製造に際してカラーフィルタなどの
薄膜を液滴吐出法を用いて形成する場合にも広く適用することが可能である。また、電気
光学装置だけでなく、インクジェットプロセスなどの液滴吐出法によって所定の位置に薄
膜層の形成が行われる半導体装置や表示デバイスなどの製造にも広く適用することが可能
である。
<電気光学装置>
図17は、本実施形態の有機EL装置1に備えられた各画素領域Aの平面構造を示す図である。図の(a)は図16の画素領域Aのうち、主にTFT等の画素駆動部分を示す図であり、図の(b)は画素間を区画する隔壁(仕切部材)等を示す図である。また図18は、図17(a)のX−X線に沿う断面構成を示しており、図19は、同Y−Y線に沿う断面構成を示している。
なお、基板10と有機EL素子200との間に形成された下地絶縁膜210から第2層間絶縁膜240までが、本発明に係る有機EL装置の回路層を構成している。
このような液体材料に対する親和性の差異を発現させるには、上記の如く無機隔壁149と隔壁150の材質を互いに異ならせ、これらの隔壁149,150に対してプラズマ処理等の表面改質処理を施す方法を例示できる。またプラズマ処理によらず、隔壁150を形成する有機材料にフッ化物を混入して隔壁150自体に撥液性を付与した構成も適用できる。
画素電極141は、基板10を介して光を取り出すボトムエミッション型の場合には、ITO(インジウム錫酸化物)等の透光性導電材料により形成される。トップエミッション型の場合には透光性である必要はなく、金属材料等の適宜な導電材料によって形成できる。本実施形態に係る正孔注入層140Aは液相法により形成されるため、画素電極141の表面は親液性であることが好ましく、正孔注入層140Aの形成材料としては水系のインクを用いることが多いため、親水性であることがより好ましい。
ことで、製造プロセス時に共通電極154が腐食されるのを防止する効果が得られ、無機
化合物、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン窒酸化物等のシリコン化合
物により形成できる。共通電極50を無機化合物からなる陰極保護層で覆うことにより、
無機酸化物からなる共通電極154への酸素等の侵入を良好に防止することができる。な
お、陰極保護層は、10nmから300nm程度の厚みに形成される。
ンク149が区画領域151内に延出され、かつその延出部分が区画領域内にて斜面部1
49aを構成していることで、液相法を用いた有機機能層140の形成時に正孔注入層1
40A及び発光層140Bを平坦化することができ、均一な膜厚及び膜質を備えた有機機
能層を形成できるものとなっている。また本実施形態の有機EL装置では、無機隔壁149の延出部分が斜面形状を成しているので、画素領域の開口率を低下させることなく無機隔壁149の区画領域151内への露出面積を増大させることができる利点がある。
次に、液滴吐出装置(IJ)を用いた有機EL装置(電気光学装置)1の製造方法について、図23及び図24を参照しながら説明する。なお、図23、図24には、説明を簡略化するために単一の画素領域A(図19に示した断面構成に相当する図)のみが示されている。本発明に係る有機EL装置では、有機EL素子の光を基板側から取り出す構成(ボトムエミッション)、及び基板と反対側から取り出す構成(トップエミッション)のいずれも採用できるが、本実施形態ではボトムエミッション型の有機EL装置として説明する。
次に、図23(b)に示すように、第1層間絶縁膜230、及び各配線の上面を覆うように第2層間絶縁膜240を形成する。このとき、走査線131及び信号線132上の領域の第2層間絶縁膜240は部分的に基板10の図示上方へ突出されて凸状部240aを形成する。すなわち、第2層間絶縁膜240は、第1層間絶縁膜230上の走査線131等による凹凸を平坦化しない程度の膜厚にて形成する。
このとき無機バンク149は凸状部240aに被さるように形成する。これにより、凸状部240aの断面形状に倣う斜面部149aを有する無機バンク149を形成することができる。具体的には、画素電極141及び第2層間絶縁膜240を覆うように酸化シリコン膜を形成した後、公知のフォトリソグラフィ技術を用いて画素電極141上の所定領域(図に符号141aで示す領域)の酸化シリコン膜を選択除去し、画素電極141の表面を部分的に露出させる。
バンク150の高さは、例えば1〜2μm程度に設定され、基板10上で有機EL素子の仕切部材として機能する。このような構成のもと、有機EL素子の正孔注入層や発光層の形成場所、すなわちこれらの形成材料の塗布位置とその周囲のバンク150との間に十分な高さの段差からなる区画領域151が形成される。
また、このバンク150を形成するに際して、区画領域151を構成するバンク150
壁面の位置を、無機バンク149の斜面部149aより後退させて形成する。このように
して区画領域151内に無機バンク149の斜面部149aを露出させておくことで、後
段の工程でバンク150内に配する液体材料の濡れ広がりを良好なものとすることができ
る。
の領域に対して撥液処理を施す。バンク150は、有機EL素子を区画する仕切部材とし
て機能するので、液滴吐出ヘッド20から吐出される液体材料に対して非親和性(撥液性
)を示すものであることが好ましく、前記撥液処理により、バンク150に選択的に非親
和性を発現させることができる。
係る撥液処理として、例えばバンクの表面をフッ素系化合物などで表面処理するといっ
た方法を採用できる。フッ素化合物としては、例えばCF4、SF6、CHF3などがあり、表面処理としては、例えばプラズマ処理、UV照射処理などが挙げられる。
あるいは、バンク150の形成材料にフッ化物を添加した樹脂材料を用いても同様の撥
液性を具備したバンク150を形成できる。
この発光層形成材料としては、例えば共役系高分子有機化合物の前駆体と、得られる発
光層の発光特性を変化させるための蛍光色素とを含んでなるものを好適に用いることがで
きる。共役系高分子有機化合物の前駆体は、蛍光色素等とともに液滴吐出ヘッドから吐出されて薄膜に成形された後、加熱硬化されることによって共役系高分子有機EL層となる発光層を生成し得るものをいい、例えば前駆体のスルホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるもの等である。
、液体材料114b中の溶媒を蒸発させる。この工程により、図24(c)に示すように正孔注入層140A上に固形の発光層140Bが形成され、これにより正孔注入層140Aと発光層140Bとからなる有機機能層140が得られる。ここで、発光層形成材料を含む液体材料114b中の溶媒の蒸発については、必要に応じて加熱あるいは減圧等の処理を行うが、発光層形成材料は通常乾燥性が良好で速乾性であることから、特にこのような処理を行うことなく、したがって各色の発光層形成材料を順次吐出塗布することにより、その塗布順に各色の発光層140Bを形成することができる。また前述したように、液体材料114bが配される正孔注入層140Aの表面は良好に平坦化されているので、その上に形成される発光層140Bも良好な平坦性を持って形成され、膜厚及び膜質が均一なものとなる。液体材料114bも無機バンク149の斜面部149aに接した状態で乾燥に供されるので、斜面部149aにより液体材料の偏在が防止され、より良好な均一性を得ることが可能である。
上記実施の形態では、凸状部240aが、下層側に設けられた配線(走査線131、信
号線132等)の凹凸形状に起因するものである場合について説明したが、本発明に係る
電気光学装置にあっては、凸状部240aを設けるために画素電極141より下層側(基
板側)にダミー配線等の導電部材を設けた構成とすることもできる。
図20(a)は、このようなダミー配線を備えた有機EL装置の画素構成を示す平面構
成図である。図20(b)は、(a)図のZ−Z線に沿う断面構成図であり、基板やTF
Tに接続された配線等は図示を省略している。なお、図20において図16から図19と同一の構成要素には、それらと同一の符号を付して説明を省略する。
形状の領域)141の辺端に沿って複数のダミー配線136,137が設けられている。
換言すれば、これらのダミー配線136,137に囲まれる矩形状の領域に画素電極14
1が配置されている。そして、図20(b)に示す断面構造をみると、第1層間絶縁膜230上にダミー配線136が形成されており、これらのダミー配線136を覆って第1層間絶縁膜230上に形成された第2層間絶縁膜240は、ダミー配線136に起因する第1層間絶縁膜230上の凹凸形状に倣ってダミー配線136上の領域で上方に突出された部分(凸状部240a)を有している。第2層間絶縁膜240上に形成された画素電極141は、凸状部240aにその周縁部を乗り上げて配置されており、凸状部240a上の画素電極141を含む領域に形成された無機隔壁149は、画素電極141の中央側に斜面部149aを有している。そして、無機隔壁149上に隔壁150が設けられ、隔壁149,150により囲まれる区画領域151内に有機機能層140が成膜されている。
を配置し、上記凸状部240aを形成するならば、ダミー配線136,137の膜厚によ
り凸状部240aの高さ(すなわち斜面部149aの高さ)を自在に制御でき、有機機能
層140の膜厚変更にも容易に対応可能である。なお、上記ダミー配線136,137は、同層に形成されていても、異なる層に形成されていても構わない。同層に形成する場合には、これらを一体に平面視格子状に形成してもよい。
前記実施形態では、画素電極141を平面視で取り囲むようにダミー配線136,137を配した場合について説明したが、ダミー配線136,137は、駆動部を構成する走査線や信号線と異なり、その配置にはほとんど制限がない。そこでこれらのダミー配線を画素電極141の周囲で局所的に形成した構成とすることもできる。図21は、このようなダミー配線の配置のバリエーションを示す平面構成図である。図21(a)は、ダミー配線137,137を、画素電極141の長軸方向両端に配した場合を示している。また図21(b)は、ダミー配線138を画素電極141の頂部近傍に配した場合を示している。
の頂部においても液体材料が無機隔壁149から離れやすくなる。そこで、図21(b)に示すように、区画領域151の四隅(各頂点)にダミー配線138を配しておくことで、区画領域151内での液体材料の偏在を防止して、均一な膜厚、膜質の有機機能層140を得ることができる。
図22は、本発明の他の実施形態の有機EL装置を示す図であり、先の実施形態にて示した図20(b)に相当する断面構成図である。
上記各実施の形態では、画素電極141より下層側に設けた配線(走査線、信号線、ダ
ミー配線等)によって形成した凸状部240aを利用して斜面部149aを有する無機バ
ンク149を形成する場合について説明したが、図22に示すように、第2層間絶縁膜2
40に凹部240bを形成することにより、その周囲に凸状部240aを形成することも
できる。この場合、その下層側にTFT等が形成された第1層間絶縁膜230上を第2層
間絶縁膜240により平坦化し、この第2層間絶縁膜240の所定位置に凹部240bを
エッチングによって形成する。
を形成するならば、画素電極141と、絶縁膜の下層側に設けられているTFTとを接続
するためのコンタクトホールと、凹部240bとを同時に形成することができ、工程の効
率化、及び製造コストの低減を実現できる。
実施例4では、実施例1、2及び3において説明した電気光学装置を備える電子機器の具体例について説明する。図25〜図27は、それぞれ、上述した本発明にかかる電気光学装置を搭載した電子機器の例である。図25は、携帯電話の一例を示す斜視図である。100は携帯電話本体を示し、そのうち108はこの発明にかかる電気光学装置からなる表示部である。図26は、腕時計型の電子機器の一例を示す斜視図である。110は時計機能を内蔵した時計本体を示し、111はこの発明にかかる電気光学装置からなる表示部である。そして、図27は、ワードプロセッサ機やパーソナルコンピュータなどの携帯型情報処理装置の一例を示す斜視図である。この図27において、120は携帯型情報処理装置を示し、122はキーボードなどの入力部、124は演算手段や記憶手段などが格納されている情報処理装置本体部、126はこの発明にかかる電気光学装置からなる表示部である。
極、42 隔壁、43 第1隔壁、43a 第1隔壁の傾斜部、43b 第1隔壁の平坦面、44 第2隔壁、44a 第2隔壁の傾斜部、45 機能層、46 対向電極、47 シール層、140 機能層、141 画素電極、149 第1隔壁、 149a 第1隔壁斜面部、150 第2隔壁、154 共通電極、200 有機EL素子。
Claims (12)
- 基板上に設けられた隔壁によって囲まれた平面視で略矩形状の区画領域に薄膜材料液を塗布して形成された薄膜を有する電気光学装置であって、
前記隔壁は、表面が前記薄膜材料液に対して親液性を有する第1隔壁と、前記第1隔壁上に積層形成され、表面が前記薄膜材料液に対して撥液性を有する第2隔壁とからなり、
前記第1隔壁は、前記第2隔壁によって被覆されていない露出部分を有し、
前記露出部分は、前記第1隔壁が設けられた前記基板の表面に対して略平行な平坦面を有し、
前記平坦面は、前記区画領域の角部において、前記区画領域の辺部に沿った部分に比べて広くなった部分を有し、
前記区画領域のうち前記第1隔壁で囲まれた領域内に前記薄膜を備えていることを特徴とする電気光学装置。 - 基板上に設けられた隔壁によって囲まれた平面視で略矩形状の区画領域に薄膜材料液を塗布して形成された薄膜を有する電気光学装置であって、
前記隔壁は、表面が前記薄膜材料液に対して親液性を有する第1隔壁と、前記第1隔壁上に積層形成され、表面が前記薄膜材料液に対して撥液性を有する第2隔壁とからなり、
前記第1隔壁は、前記第2隔壁によって被覆されていない露出部分を有し、
前記露出部分は、前記第1隔壁が設けられた前記基板の表面に対して略平行な平坦面を有し、
前記平坦面は、前記区画領域の対向する短辺部に沿った部分において、前記区画領域の長辺部に沿った部分に比べて広くなった部分を有し、
前記区画領域のうち前記第1隔壁で囲まれた領域内に前記薄膜を備えていることを特徴とする電気光学装置。 - 前記平坦面の前記広くなった部分が、平面視で略円弧状であることを特徴とする請求項1または2に記載の電気光学装置。
- 前記平坦面の前記広くなった部分に凹部を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記第1隔壁が無機材料を主体としてなり、前記第2隔壁が有機材料を主体としてなるものであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 前記薄膜が有機エレクトロルミネッセンス膜であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の電気光学装置。
- 基板上の薄膜形成領域に薄膜を有する電気光学装置の製造方法であって、
前記薄膜形成領域を囲むと共に、表面が薄膜材料液に対して親液性を有する第1隔壁を形成する第1隔壁形成工程と、
前記第1隔壁の一部を露出させた状態で前記薄膜形成領域を含む平面視で略矩形状の区画領域を囲むと共に、表面が前記薄膜材料液に対して撥液性を有する第2隔壁を前記第1隔壁上に形成する第2隔壁形成工程と、
前記第2隔壁で囲まれた前記区画領域に前記薄膜材料液を充填し、その後乾燥して前記区画領域のうち前記第1隔壁で囲まれた前記薄膜形成領域に前記薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備え、
前記第1隔壁形成工程は、前記区画領域内において露出した部分が平坦面を有するように前記第1隔壁を形成し、
前記第2隔壁形成工程は、前記平坦面が前記区画領域の角部において、前記区画領域の辺部に沿った部分に比べて広くなった部分を有するように、前記第1隔壁上に前記第2隔壁を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 基板上の薄膜形成領域に薄膜を有する電気光学装置の製造方法であって、
前記薄膜形成領域を囲むと共に、表面が薄膜材料液に対して親液性を有する第1隔壁を形成する第1隔壁形成工程と、
前記第1隔壁の一部を露出させた状態で前記薄膜形成領域を含む平面視で略矩形状の区画領域を囲むと共に、表面が前記薄膜材料液に対して撥液性を有する第2隔壁を前記第1隔壁上に形成する第2隔壁形成工程と、
前記第2隔壁で囲まれた前記区画領域に前記薄膜材料液を充填し、その後乾燥して前記区画領域のうち前記第1隔壁で囲まれた前記薄膜形成領域に前記薄膜を形成する薄膜形成工程と、を備え、
前記第1隔壁形成工程は、前記区画領域内において露出した部分が平坦面を有するように前記第1隔壁を形成し、
前記第2隔壁形成工程は、前記平坦面が前記区画領域の短辺部において、前記区画領域の長辺部に沿った部分に比べて広くなった部分を有するように、前記第1隔壁上に前記第2隔壁を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 - 前記第2隔壁形成工程は、前記平坦面の前記広くなった部分が、平面視で略円弧状となるように前記第1隔壁上に前記第2隔壁を形成することを特徴とする請求項7または8に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記平坦面の前記広くなった部分に凹部を形成する工程をさらに備えたことを特徴とする請求項7乃至9のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記薄膜形成工程は、有機エレクトロルミネッセンス膜を形成することを特徴とする請求項7乃至10のいずれか一項に記載の電気光学装置の製造方法。
- 請求項1乃至6のいずれか一項に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。
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