JP5076295B2 - 膜パターンの形成方法、デバイスの製造方法、有機エレクトロルミネッセンス装置 - Google Patents
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この方法によれば、非有効領域における液体受容部の配置密度を有効領域の中心部から遠い領域ほど大きくしているので、配置した機能液から蒸発する溶媒の分圧の低くなり易い有効領域の角部等においても溶媒の分圧が急激に低下することがなく、有効領域全体で蒸発した溶媒分子の分圧を均一化することが可能である。溶媒蒸気の分圧は、配置された溶媒の表面積に依存し、配置された溶媒の表面積が大きいほど蒸発した溶媒分子の分圧は大きくなる。本発明においては、配置する溶媒の表面積を液体受容部の配置密度によって調節し、これにより有効領域内で溶媒の分圧に偏りが生じないようにしているので、有効領域全体で機能液から溶媒が蒸発する速度、すなわち乾燥速度が均一になり、膜厚むらや膜の偏りなどがない高品質な膜を形成することができる。特に膜厚むらや膜の偏りなどが発生し易い有効領域の角部等においても、均一で高品質な膜を形成することが可能となる。
この方法によれば、より乾燥むらの少ない膜パターンを形成することができる。また、液滴吐出法で機能液を吐出する場合には、液体受容部の配置密度を複数段階で変化させる方が連続的に変化させる場合に比べて吐出が容易になる。すなわち、マルチヘッドの液滴吐出装置では、液滴吐出ノズルを回転させることによって機能液の吐出ピッチを変えるが、液体受容部の配置密度を連続的に変化させた場合には、この吐出ピッチの変化も連続的に変化させなければならず、操作が複雑になる。一方、配置密度を3段階、4段階…のように段階的に変化させた場合には、吐出ピッチの変化も3段階、4段階…で変化させればよいので、操作が容易であり効率的に吐出を行うことができる。また、吐出ミスによる不良も防止することができる。
この方法によれば、従来最も問題となっていた有効領域の角部近傍における膜厚むらや膜の偏りなどの不均一性を解消し、有効領域全体にわたって均一な膜を形成することができる。
この方法によれば、隔壁によって膜パターンの形状が規定されることから、例えば隣接する隔壁間の幅を狭くするなど、隔壁を適切に形成することにより、膜パターンの微細化や細線化を図ることができる。
この方法によれば、非有効領域への機能液又は溶媒の配置を有効領域に配置する場合と同じ条件で行なうことができる。
この方法によれば、より確実に乾燥むらを防止することができる。
この方法によれば、液滴吐出法を用いることにより、スピンコート法などの他の塗布技術に比べて、液体材料の消費に無駄が少なく、基体上に配置する液体材料の量や位置の制御を行ないやすい。
この方法によれば、有効領域全体にわたって均一な膜を有する高性能なデバイスを提供することができる。
本発明のデバイスとしては、例えば、有機エレクトロルミネッセンス装置やカラーフィルタ基板等があり、これら有機エレクトロルミネッセンス装置の有機機能層(発光層、電荷輸送層等)や画素電極のパターン、又はカラーフィルタ基板のカラーフィルタパターンの形成工程等に、本発明の膜パターンの形成方法を好適に適用することができる。
この構成によれば、有効領域の液体受容部に有機エレクトロルミネッセンス素子の発光層等を液体プロセスで形成する場合に、非有効領域の液体受容部にダミーの溶媒を塗布しておけば、該発光層等において膜厚むらが発生することを防止ないし抑制することができる。つまり、非有効領域の液体受容部にダミーの溶媒を塗布しておくことで、有効領域において蒸発する溶媒分子の分圧が該有効領域の中央部と周辺部とで略同一となり、その結果、有効領域全体で発光層等の膜厚を均一化することができるようになるのである。
特に、本発明では、前記液体受容部の配置密度を前記有効領域の中心部から遠い領域ほど大きくしているので、有効領域全体で蒸発した溶媒の分圧を均一化することができ、発光層等の膜厚むらや膜の偏りなどがない高性能且つ信頼性の高い有機エレクトロルミネッセンス装置を提供することができる。
図1は、本発明の膜パターンの形成方法を示す概念図である。
本発明の膜パターンの形成方法は、基体P上に機能性材料を含む機能液を配置し、前記機能液を乾燥することにより、前記基体P上に前記機能性材料からなる膜パターンを形成するものである。膜パターンが形成される領域のうち、膜本来の機能が有効に発揮される一群の膜パターンによって構成される領域を有効領域TEといい、膜パターンは形成されるが、膜本来の機能を発揮しない一群の膜パターンによって構成される領域を非有効領域TDという。ただし、非有効領域TDには必ずしも膜パターンが形成される必要はなく、機能性材料を含まない溶媒のみを配置する領域、又は溶媒のみを配置する領域とダミーの膜パターンを形成する領域との双方を含む領域を非有効領域という場合もある。本発明では、これらを総称して非有効領域という。
まず、図3(a)に示すように、基体Pの有効光学領域TE及びダミー領域TD(T1,T2,T3)に隔壁Bを形成する。
基体Pとしては、ガラス、石英ガラス、Siウエハ、プラスチックフィルム、金属板など各種のものが挙げられる。さらに、これら各種の素材基板の表面に半導体膜、金属膜、誘電体膜、有機膜などが下地層として形成されたものも含む。
親液処理としては、酸素を処理ガスとしたプラズマ処理(O2プラズマ処理等)や、酸素雰囲気中での紫外線照射処理等を用いることができる。
撥液処理としては、CF4、SF6、CHF3等のフッ素成分を有するガス(フッ素含有ガス)を用いたプラズマ処理を用いることができる。撥液処理に代えて、隔壁Bの素材自体(例えば有機物層B2の形成材料)に予めフッ素基等の撥液成分を充填しておいてもよい。隔壁Bの表面を撥液化することにより、隔壁Bの開口部にのみ膜を形成し、隔壁Bの上面に不要な膜が形成されるのを防ぐことができる。
ダミー画素PDのサイズは有効画素PEのサイズと同じとされているため、ダミー画素PDに吐出する液滴の量は、有効画素PEに吐出する液滴の量と同一とすることができる。ただし、有効光学領域TEの中心部Cから遠い領域では、液滴の乾燥時間も短くなるため、当該領域において十分な持続時間を確保したい場合には、その乾燥時間に応じて、吐出する液滴の量を変えることも可能である。液滴の配置量は、例えば液滴のショット数を変えることによって調節することができる。
次に、本発明のデバイスの製造方法の一実施の形態として、本発明の膜パターンの形成方法を有機EL装置の製造方法に適用した例について説明する。この有機EL装置は、有機EL素子を画素として基体上に配列してなる有機EL装置であり、例えば電子機器等の表示手段として好適に用いることができるものである。
次に、有機EL装置70の製造方法について図面を参照しながら説明する。本実施形態では、図5から図8に示した構成を備えた有機EL装置を液体プロセスである液滴吐出法を用いて製造する例について説明する。
なお、以下に示す手順や液体材料の材料構成は一例であってこれに限定されるものではない。また、液滴吐出装置については前述のものを用いることができる。
なお、ダミー画素PDには、赤色、緑色及び青色の3つの発光層形成材料が形成されることになるが、図10(c)では、これらを纏めて符号140Dで示している。
次に、本発明のデバイスの製造方法の一実施の形態として、本発明の膜パターンの形成方法をカラーフィルタ基板の製造方法に適用した例について説明する。このカラーフィルタ基板は、例えば液晶表示パネルの色表示手段として好適に適用可能なものである。
このカラーフィルタ基板の製造方法では、ガラスやプラスチック等からなる基体P上に、前述の液滴吐出ヘッド20を用いて複数のカラーフィルタF(FR,FG,FB)を形成する。生産性を向上させる観点から、基体Pとしてはガラスやプラスチック等からなる大面積の基板(大型基板)を用い、この大型基板P上に形成された複数のパネル領域TEの内部に、ドット状に配列した複数のカラーフィルタFを形成する。
図12には、パネル領域TEとダミー領域TDの境界部分が図示されている。パネル領域TEには、赤色カラーフィルタFRが形成される赤色有効画素が示されている。
バンクBは、カラーフィルタFが形成される領域を仕切る仕切り部材として機能するものである。バンクBは、パネル領域TE、及び該パネル領域TEの周辺の領域(非有効領域)に形成される。パネル領域TEに形成されるバンクBは、表示パネルの画素パターンに対応する開口部を有している。本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、バンクBによって区画された領域に着色材料を含む機能液が配置され、この機能液が乾燥することにより、大型基板P上にカラーフィルタ(膜パターン)Fが形成される。この場合、バンクBによってカラーフィルタFの形状が規定されることから、例えば隣接するバンクBの幅を狭くするなど、バンクBを適切に形成することにより、カラーフィルタFの微細化が図られる。
その後、大型基板Pをパネル領域TE,TEの間に設けたスクライブラインに沿って切断し、個々のカラーフィルタ基板を得る。これにより、カラーフィルタ基板が完成する。
次に、本発明の膜パターンの形成方法の実施例について説明する。
図13は、サンプル基板Pに形成した有効画素PE及びダミー画素PDの配置を示す平面模式図である。図13(a)は、ダミー画素PDの配置密度を有効領域TEの縁辺中央部から角部に向けて3段階で変化させた場合の模式図(サンプル1)、図13(b)は、ダミー画素PDの配置密度を有効領域TEの縁辺中央部と角部の2段階で変化させた場合の模式図(サンプル2)、図13(c)は、ダミー画素PDの配置密度を有効画素PEと同じ密度で形成した場合の模式図(サンプル3)である。いずれのサンプルにおいても、有効画素の形状及びサイズとダミー画素の形状及びサイズは、同じものとされている。
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図16は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図16において、符号600は携帯電話本体を示し、符号601は上記実施形態の有機EL装置又はカラーフィルタ基板を備えた表示部を示している。
図16に示す電子機器は、上述した本発明の膜パターンの形成方法により形成された膜パターンを備えたものであるので、高い表示品質や高い性能が得られるものとなる。
なお、本発明の有機EL装置、カラーフィルタ基板等のデバイスは、前述した携帯電話機に限らず、種々の電子機器に搭載することができる。この電子機器としては例えば、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた機器等がある。
Claims (6)
- 機能性材料を溶媒に溶解ないし分散させてなる機能液を基体上に配置し、前記機能液から溶媒を除去することにより、前記機能性材料からなる膜パターンを形成する方法であって、
前記膜パターンが形成される前記基体の有効領域に隔壁によって区画された複数の第一液体受容部を形成する工程と、
前記有効領域の周囲の非有効領域に隔壁によって区画された複数の第二液体受容部を形成する工程と、
前記有効領域に形成された前記複数の第一液体受容部に前記機能液を配置する工程と、
前記非有効領域に形成された前記複数の第二液体受容部に前記機能液又は溶媒を配置する工程と、を有し、
前記有効領域は矩形形状を有し、前記非有効領域であって、前記矩形の各辺での中央部を第一領域、前記各辺の角部を第二領域、前記第一領域と前記第二領域との間に配置され、前記角部を含まない領域を第三領域とを有し、
前記第一領域の前記複数の第二液体受容部は第一配置密度で配置され、前記第二領域の前記複数の第二液体受容部は第二配置密度で配置され、前記第三領域の前記複数の第二液体受容部は第三配置密度で配置されており、
前記第一配置密度は、前記第三配置密度よりも小さく、前記第三配置密度は前記第二配置密度よりも小さいことを特徴とする、膜パターンの形成方法。 - 前記有効領域における前記液体受容部のサイズと前記非有効領域における前記液体受容部のサイズとを同じサイズで形成することを特徴とする、請求項1に記載の膜パターンの形成方法。
- 前記非有効領域における前記液体受容部を、前記有効領域の外周に沿って少なくとも2列以上形成することを特徴とする、請求項1または2に記載の膜パターンの形成方法。
- 前記機能液又は前記溶媒の配置を液滴吐出法により行なうことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかの項に記載の膜パターンの形成方法。
- 膜パターンを有するデバイスの製造方法であって、
前記膜パターンの形成工程が、請求項1〜4のいずれかの項に記載の膜パターンの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。 - 隔壁によって区画された有機エレクトロルミネッセンス素子と、
前記有機エレクトロルミネッセンス素子が設けられた有効領域と、
前記有効領域の周囲の非有効領域に設けられ、隔壁によって区画された複数の液体受容部とを有し、
前記有効領域は矩形形状を有し、前記非有効領域であって、前記矩形の各辺での中央部を第一領域、前記各辺の角部を第二領域、前記第一領域と前記第二領域との間に配置され、前記角部を含まない領域を第三領域とを有し、
前記第一領域の前記複数の第二液体受容部は第一配置密度で配置され、前記第二領域の前記複数の第二液体受容部は第二配置密度で配置され、前記第三領域の前記複数の第二液体受容部は第三配置密度で配置されており、
前記第一配置密度は、前記第三配置密度よりも小さく、前記第三配置密度は前記第二配置密度よりも小さいことを特徴とする、有機エレクトロルミネッセンス装置。
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