JP5082217B2 - 膜パターンの形成方法、デバイスの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、膜パターンの形成方法及びデバイスの製造方法に関するものである。

近年、有機蛍光材料等の機能性材料をインク化し、該インク（機能液）を基体上に吐出する液滴吐出法により、機能性材料のパターニングを行う方法を採用して、一対の電極間に該機能性材料からなる機能層が挟持された構成の有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置という）、特に機能性材料として有機発光材料を用いた有機ＥＬ装置の開発が行われている。

上述した機能性材料のパターニング法として、基体上に形成したＩＴＯ等からなる画素電極の周囲にバンクと呼ばれる隔壁を形成し、次に画素電極及びこの画素電極に隣接する前記バンクの一部を親液性に処理するとともにバンクの残りの部分を撥液性に処理した後、機能層の構成材料を含むインクを画素電極に吐出して乾燥することにより、該画素電極上に機能層を形成する方法が採用されている。具体的には、複数のノズルが副走査方向に沿って配列されてなるノズル列を有する液滴吐出ヘッドを用い、この液滴吐出ヘッドを基体に対して主走査方向に走査しつつ、前記ノズルからインクを吐出することにより、画素電極上に機能層を形成する方法が知られている。このような方法は、マイクロオーダーの液滴を画素領域に配することが可能なため、材料の利用効率を考えると、スピンコートなどの方法に比べて有効である。

しかしながら、画素電極が配された表示領域（有効領域）のうち周辺部では、インクから蒸発する溶媒分子の分圧が該表示領域の中央部よりも少なくなる場合がある。このような現象が生じると、周辺部において溶媒の蒸発速度が極端に速くなり、その結果、製造される有機ＥＬ装置において機能層の膜厚むらや１画素内での膜の偏り（膜の断面形状が斜めに傾いた状態）が生じる惧れがある。このような膜厚むらが生じた有機ＥＬ装置は、その特性が低下し、これを表示装置等として用いた場合には、表示むらを生じることもある。そこで、これを解決するために、例えば特許文献１のような技術が開示されている。
特開２００２−２２２６９５号公報

上記特許文献１に開示された技術は、表示領域の外側に表示に寄与しないダミー領域（非有効領域）を形成し、該ダミー領域にも機能層と同一のインクを塗布することで、表示領域内における溶媒分子の分圧のばらつきを小さくするものである。通常は、ダミー領域に表示領域と同様のパターンのバンクを形成し、該バンクの開口部にインクを塗布するものとしている（特許文献１の図２を参照）。この方法によれば、表示領域の中央部と周辺部で溶媒の乾燥が等しく進行するので、機能層の膜厚むらや膜の偏りのない高品質な膜を形成することが可能となる。

ダミー領域に吐出されるインクは表示用の画素を形成するものではないので、表示領域に形成される画素（有効画素）と区別して、ダミー画素と呼ばれることがある。上記のような膜厚むらの発生を防止するためには、少なくとも数列から数十列分のダミー画素を形成する必要があるが、従来は全てのダミー画素を有効画素と同じピッチ、同じパターンで形成していたため、インクを表示領域と同様に塗布するのみでは、必ずしも十分な膜厚むらの解消には至らない場合があった。つまり、基体に吐出されたインクの乾燥は同心円状に周辺から進行するため、ダミー領域のインクが先に乾燥してしまい、ダミー領域を設けない場合と同様の膜厚むらを生じる場合があった。

一方、特許文献１には、ダミー領域にバンクを設けずに、基板の表面、すなわちバンクとして形成される有機材料膜の上面に直接インクを吐出する方法も開示されている（特許文献１の図３を参照）。しかし、この場合には、乾燥の進行に伴ってダミー領域のインクの径が小さくなるので、乾燥工程がある程度進んだ段階では、十分な溶媒雰囲気が形成できなくなるという問題がある。つまり、この方法では、ダミーのインクは撥液化された有機材料膜の表面に吐出されるので、インクと材料膜との間に大きな後退接触角が形成されてしまい、インクを乾燥すると、インクの接触角は変化せずに、インクの径、すなわちインクの表面積のみが小さくなっていく。そのため、乾燥がある程度進むと、ダミー領域のインクによって必要な溶媒蒸気の分圧を維持できなくなり、結局、ダミー領域を設けなかった場合と同様の問題が生じることになる。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、基板面内で均一な膜厚のパターンを形成することが可能な膜パターンの形成方法及びデバイスの製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一実施形態に係る膜パターンの形成方法は、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、前記機能液を乾燥することにより、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を隔壁によって区画する隔壁形成工程と、前記隔壁形成工程の後に、前記有効領域と前記有効領域の周囲の非有効領域を親液処理する親液工程と、前記親液工程の後に、前記基体の有効領域の前記隔壁で区画された領域に前記機能液を配置する工程と、前記親液工程の後に、前記非有効領域に前記機能液又は前記溶媒を配置する工程と、前記有効領域及び前記非有効領域に配置された前記機能液又は前記溶媒を乾燥する工程と、を備え、前記非有効領域において、前記機能液又は前記溶媒は前記親液処理された前記隔壁の上面に配置され、前記非有効領域に配置する前記機能液又は前記溶媒の量は前記有効領域に配置する前記機能液の量よりも多い、ことを特徴とする。
また本発明の一実施形態に係る膜パターンの形成方法は、前記機能液又は前記溶媒が配置されない領域を含む前記非有効領域に配置する単位面積当たりの前記機能液又は前記溶媒の量を、前記機能液が配置されない領域を含む前記有効領域に配置する単位面積当たりの前記機能液の量よりも多くし、且つ、前記非有効領域における前記機能液又は前記溶媒の後退接触角を３０°以下に調節することを特徴とする。
また本発明の一実施形態に係る膜パターンの形成方法は、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。
また本発明の一実施形態に係るデバイスの製造方法は、膜パターンの形成工程が、上記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。
また本発明の一実施形態に係る膜パターンの形成方法は、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、前記機能液を乾燥することにより、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前記機能液を配置する工程と、前記有効領域の周囲の非有効領域に前記機能液又は前記溶媒を配置する工程と、前記有効領域及び前記非有効領域に配置された前記機能液又は前記溶媒を乾燥する工程とを有し、前記乾燥の開始から終了までの期間において、前記非有効領域に配置された前記溶媒の表面積Ｓ_Ｄが、前記有効領域に配置された前記溶媒の表面積Ｓ_Ｅに対して、Ｓ_Ｅ≦Ｓ_Ｄを満たすように乾燥を行なうことを特徴とする。
この方法によれば、非有効領域の溶媒蒸気の分圧を乾燥期間の開始から終了に至るまで常に十分な大きさに維持できるので、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。

本発明においては、前記非有効領域に配置する単位面積当たりの前記溶媒の表面積Ｓ_Ｄを、前記有効領域に配置する単位面積当たりの前記溶媒の表面積Ｓ_Ｅよりも大きくし、且つ前記非有効領域における前記溶媒の後退接触角を３０°以下に調節するものとすることができる。
この方法によれば、非有効領域における溶媒の後退接触角が３０°以下となっているので、溶媒を乾燥しても、基体の面内方向における塗膜の径は殆ど変化しない。このため、乾燥期間中常に一定の溶媒蒸気の分圧を維持することができる。

本発明においては、前記機能液又は前記溶媒の配置工程に先立って、前記基体の有効領域及び非有効領域に、前記機能液又は前記溶媒が配置される液体受容部を形成するものとすることができる。
この方法によれば、液体受容部によって機能液又は溶媒の平面的なサイズが規定されるので、有効領域の膜パターンの形状や非有効領域における溶媒蒸気の分圧を精密に制御することが可能である。

本発明においては、前記有効領域及び前記非有効領域の前記液体受容部を隔壁によって区画された領域として形成し、且つ前記非有効領域における前記液体受容部のサイズを前記有効領域における前記液体受容部のサイズよりも大きくするものとすることができる。
この方法によれば、非有効領域における溶媒の表面積は液体受容部のサイズで規定されるので、非有効領域の溶媒蒸気の分圧を乾燥期間中常に一定に維持することが可能である。また、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。

本発明においては、前記有効領域の前記液体受容部を隔壁によって区画された領域として形成し、前記非有効領域の前記液体受容部を前記基体の表面処理によって形成すると共に、前記非有効領域における前記液体受容部のサイズを前記有効領域における前記液体受容部のサイズよりも大きくし、且つ前記非有効領域における前記液体受容部の前記溶媒に対する後退接触角を３０°以下となるように調節するものとすることができる。
この方法によれば、非有効領域における溶媒の後退接触角が３０°以下となっているので、溶媒を乾燥しても、基体に平行な面内における塗膜の径は殆ど変化しない。このため、乾燥期間中常に一定の溶媒蒸気の分圧を維持することができる。

本発明においては、前記非有効領域の前記液体受容部を、前記隔壁の上面を表面処理することによって形成するものとすることができる。
この方法によれば、非有効領域に形成される膜パターンと基体との間に、隔壁を構成する材料膜が介在するので、例えば有機ＥＬ装置の発光層等を形成する場合のように、基体の表面に配線等が形成されている場合であっても、これらの配線と膜パターンとの間に大きな寄生容量が発生することはない。また、前記材料膜によって基体の表面を機能液又は溶媒から保護することもできる。

本発明においては、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ものとすることができる。
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という利点がある。

本発明のデバイスの製造方法は、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、前述した本発明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。
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。

［第１の実施の形態］
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Ｔ_Ｅ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（ダミーの膜パターン）によって構成される領域を非有効領域Ｔ_Ｄという。ただし、非有効領域Ｔ_Ｄ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。

例えば、有機ＥＬ表示装置等の表示装置においては、有効領域Ｔ_Ｅとは、表示に用いられる一群の画素によって構成される１つのまとまった領域をいい、液晶表示装置等に使用されるカラーフィルタ基板においては、有効領域Ｔ_Ｅとは、表示に用いられる一群のカラーフィルタによって構成される１つのまとまった領域をいう。また、複数の電極や配線が形成される基板にあっては、当該複数の電極や当該複数の配線によって構成される１つのまとまった領域をいう。本発明の膜パターンの形成方法は、このような有効領域Ｔ_Ｅに前記機能液を選択的に配置することにより、所望の形状及び機能を有する一群の膜パターンを形成するものである。

図１では、有効領域Ｔ_Ｅを例えば複数の表示用の画素（有効画素）Ｐ_Ｅからなる有効光学領域とし、この有効光学領域Ｔ_Ｅの複数の有効画素Ｐ_Ｅに対して、それぞれ機能性材料を含む機能液を液滴吐出法により選択的に吐出する例を示している。

図１において、符号ＩＪは液滴吐出装置、符号２０は当該液滴吐出装置に備えられる液滴吐出ヘッド、符号８１は当該液滴吐出ヘッドに設けられたノズルをそれぞれ示している。図１では、ノズル８１の配列方向Ｊは有効画素Ｐ_Ｅの配列方向Ｘに対して傾いた状態とされているが、配列方向Ｊにおけるノズル８１の配列ピッチ（隣接するノズル８１の中心の間隔）がＸ方向における有効画素Ｐ_Ｅの配列ピッチ（隣接する有効画素Ｐ_Ｅの中心の間隔）と同じであれば、配列方向Ｊは有効画素Ｐ_Ｅの配列方向Ｘと一致した方向に設定される。液滴吐出ヘッド２０は、有効光学領域Ｔ_Ｅと平行な面内において角度θを回転可能に構成されており、ノズル８１のＸ方向における配列ピッチ（すなわち、ノズル８１をＸ軸に投影したときのノズル８１の配列ピッチ）と有効画素Ｐ_ＥのＸ方向における配列ピッチとが一致するように、ノズル８１の配列方向Ｊが制御される。そして、このような配列方向Ｊを規定した状態で、液滴吐出ヘッド２０と基体ＰとをＸ方向又はＹ方向に相対移動できるように構成されている。

図２は、液滴吐出ヘッド２０の一例を示す分解斜視図である。
液滴吐出ヘッド２０は、複数のノズル８１を有するノズルプレート８０と、振動板８５を有する圧力室基板９０と、これらノズルプレート８０と振動板８５とを嵌め込んで支持する筐体８８とを備えている。

液滴吐出ヘッド２０の主要部構造は、図３の部分斜視図に示すように、圧力室基板９０をノズルプレート８０と振動板８５とで挟み込んだ構造とされている。ノズルプレート８０のノズル８１は、各々圧力室基板９０に区画形成された圧力室（キャビティ）９１に対応している。圧力室基板９０には、シリコン単結晶基板等をエッチングすることにより、各々が圧力室として機能可能にキャビティ９１が複数設けられている。キャビティ９１同士の間は側壁９２で分離されている。各キャビティ９１は供給口９４を介して共通の流路であるリザーバ９３に繋がっている。

振動板８５にはタンク口８６が設けられ、図示略の液体材料供給タンクからパイプを通じて任意の液体材料を供給可能に構成されている。振動板８５上のキャビティ９１に相当する位置には圧電体素子８７が配設されている。圧電体素子８７はＰＺＴ素子等の圧電性セラミックスの結晶を上部電極および下部電極（図示せず）で挟んだ構造を備える。圧電体素子８７は図示略の制御装置から供給される吐出信号に対応して体積変化を発生可能に構成されている。

液滴吐出ヘッド２０から液滴を吐出するには、まず、制御装置が液滴を吐出させるための吐出信号を液滴吐出ヘッド２０に供給する。液滴は液滴吐出ヘッド２０のキャビティ９１に流入しており、吐出信号が供給された液滴吐出ヘッド２０では、その圧電体素子８７がその上部電極と下部電極との間に加えられた電圧により体積変化を生ずる。この体積変化は振動板８５を変形させ、キャビティ９１の体積を変化させる。この結果、そのキャビティ９１のノズル８１から液滴が吐出される。液滴が吐出されたキャビティ９１には吐出によって減った液体材料が新たに液体材料供給タンクから供給される。

本実施形態に係る液滴吐出装置ＩＪに備えられた液滴吐出ヘッド２０は、圧電体素子に体積変化を生じさせて液滴を吐出させる構成であるが、発熱体により液体材料に熱を加えその膨張によって液滴を吐出させるような構成であってもよい。

図４（ａ）は、有効光学領域Ｔ_Ｅを含む基体Ｐの平面構成を示す模式図であり、図４（ｂ）は有効光学領域Ｔ_Ｅの角部の領域Ｋを拡大して示す模式図である。

図４に示すように、本発明の膜パターンの形成方法では、有効光学領域（有効領域）Ｔ_Ｅの周囲に、非有効領域であるダミー領域Ｔ_Ｄを形成し、このダミー領域Ｔ_Ｄにダミーの液体材料を吐出することにより、有効光学領域Ｔ_Ｅの周囲にも有効光学領域Ｔ_Ｅと同じ溶媒雰囲気を形成する。ダミーの液体材料としては、通常は、有効光学領域Ｔ_Ｅに吐出するのと同じ機能液を吐出するが、溶媒のみを吐出することも可能である。この場合の溶媒としては、該機能液に含まれる溶媒や、該機能液に含まれる溶媒に近い沸点を有する他の溶媒を用いることができる。

ダミー領域Ｔ_Ｄは、有効光学領域Ｔ_Ｅの周囲を囲むように設けられている。ダミー領域Ｔ_Ｄには、液体材料を配置するための複数の領域Ｐ_Ｄが設けられている。これらの領域Ｐ_Ｄは、有効光学領域Ｔ_Ｅに形成される有効画素Ｐ_Ｅに対して、ダミー画素と呼ばれる場合がある。ダミー画素Ｐ_Ｄは、表示に寄与しない画素であり、通常は画素電極やスイッチング素子は形成されないが、専ら検査を行なうために画素電極やスイッチング素子を形成し、有効画素Ｐ_Ｅに準じた機能を持たせる場合もある。

液滴吐出法においては、吐出された液滴を精度良く所定の画素に配置するために、画素と画素との間に、画素を仕切るための隔壁（バンク）を形成する場合がある。この場合には、隔壁によって区画された個々の領域が、液体材料を配置するための領域Ｐ_Ｄ、すなわち液体受容部であり、これら複数の液体受容部のうち、有効光学領域Ｔ_Ｅに配置された液体受容部が有効画素Ｐ_Ｅとなり、ダミー領域Ｔ_Ｄに配置された液体受容部がダミー画素Ｐ_Ｄとなる。

また、隔壁を形成せずに、基体Ｐを表面処理するのみで、液体材料の配置される領域と配置されない領域とを区画する場合もある。すなわち、基体Ｐの特定の領域に機能液に対して親和性（親液性）が低くなるような処理（撥液処理）を施し、有効画素Ｐ_Ｅ及びダミー画素Ｐ_Ｄとなる領域を機能液に対して相対的に親和性の高い領域（親液領域）とする場合がある。この場合には、親液領域として形成された個々の領域が液体受容部となる。さらに、配置精度が要求されない場合には、上述のような表面処理を行なわずに、そのまま基体Ｐ上に液体材料を吐出する場合もあり、この場合には、液体材料の塗膜が形成される個々の領域が液体受容部となる。

本実施形態では、前述の表面処理によって、隔壁を形成せずに有効画素Ｐ_Ｅ及びダミー画素Ｐ_Ｄを形成するものとする。

図４（ｂ）に示すように、本発明においては、ダミー画素Ｐ_Ｄのサイズは、有効画素Ｐ_Ｅのサイズよりも大きく形成されている。液体材料の乾燥は有効光学領域Ｔ_Ｅの周辺部から進行するため、ダミー領域Ｔ_Ｄのみで乾燥が進行するのを防ぐために、ダミー領域Ｐ_Ｄに多くの溶媒を配置する必要があるからである。また、ダミー画素Ｐ_Ｄにおいては、基体Ｐの液体材料（特に溶媒）に対する後退接触角は３０°以下に制御されている。こうすることで、乾燥による液体材料の収縮を抑えることができ、その結果、溶媒蒸気の分圧を乾燥期間中常に一定に保つことが可能になる。

なお、図４（ｂ）では、ダミー画素Ｐ_Ｄの形状をダミー領域Ｔ_Ｄ内で全て共通とし、ダミー画素Ｐ_ＤのＸ方向及びＹ方向の配列ピッチ（隣り合うダミー画素Ｐ_Ｄの中心の間隔）を、有効光学領域Ｔ_Ｅにおける有効画素Ｐ_ＥのＸ方向及びＹ方向の配列ピッチ（隣り合うダミー画素Ｐ_Ｅの中心の間隔）と同じとしているが、ダミー画素Ｐ_Ｄの構成は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、ダミー画素Ｐ_Ｄのサイズ（すなわち当該領域に吐出される液体材料の表面積の大きさ）や配列ピッチは、ダミー領域Ｔ_Ｄ内でばらついていてもよい。この場合、ダミー画素Ｐ_Ｄのサイズとは、ダミー領域Ｔ_Ｄに設けられた平均的なダミー画素Ｐ_Ｄのサイズをいう。ただし、このようなばらつきは、ダミー領域Ｔ_Ｄに配置される単位面積当たりの溶媒の量（すなわちダミー画素Ｐ_Ｄの面積）が、有効光学領域Ｔ_Ｅに配置される単位面積当たりの溶媒の量よりも大きくなる限りにおいて許容されるものとする。

次に、図５を用いて、本発明の膜パターンの形成方法を説明する。
まず、図５（ａ）に示すように、基体Ｐの有効光学領域Ｔ_Ｅ及びダミー領域Ｔ_Ｄに前述の表面処理を施し、基体Ｐの表面に、有効画素Ｐ_Ｅ及びダミー画素Ｐ_Ｄとなる複数の領域を形成する。

この処理においては、ダミー画素となる各領域の面積を有効画素となる各領域の面積よりも大きい面積で形成する。また、ダミー画素となる領域では、基体Ｐの液体材料（特に溶媒）に対する後退接触角が３０°以下となるように調節する。

なお、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。

上述の処理を行なったら、図５（ｂ）に示すように、親液領域として形成されたそれぞれの領域Ｐ_Ｅ，Ｐ_Ｄに機能液Ｌを吐出する。機能液Ｌは、膜パターンＦを構成する材料を溶媒に溶解ないし分散させてなる液体材料である。なお、機能液Ｌの吐出には、前述した液滴吐出装置ＩＪを用いる。

膜パターンＦを構成する材料としては、電気的機能や光学的機能等の種々の機能を持った材料（機能性材料）を用いることができる。例えば、有機ＥＬ素子の発光層を形成する場合には、機能性材料として蛍光あるいはリン光を有する材料を用いればよく、カラーフィルタを形成する場合には、顔料等の微粒子着色材料を用いればよい。また、液晶装置等の透明画素電極を形成する場合には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の微粒子導電材料を用いればよい。

溶媒としては、上記の機能性材料を溶解ないし分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。例えば、水、アルコール類、炭化水素系化合物、エーテル系化合物が好適である。

ダミー画素Ｐ_Ｄに吐出する溶媒の量は、有効画素Ｐ_Ｅに吐出する溶媒の量よりも多くすることが望ましい。ダミー領域Ｔ_Ｄでは液滴の乾燥が速く進むため、吐出する溶媒の量を有効画素Ｐ_Ｅと同一とすると、有効光学領域Ｔ_Ｅの乾燥が終了する前にダミー領域の溶媒が全て蒸発してしまい、有効光学領域Ｔ_Ｅ内で均一な乾燥が行なえなくなるからである。
また、ダミー画素Ｐ_Ｄ及び有効画素Ｐ_Ｄに吐出する溶媒の量は、少なくともダミー画素Ｐ_Ｄに配置される溶媒の表面積Ｓ_Ｄが有効画素Ｐ_Ｅに配置される溶媒の表面積Ｓ_Ｅよりも大きくなるような量に設定する。こうすることで、ダミー領域Ｔ_Ｄの溶媒蒸気の分圧を有効光学領域Ｔ_Ｅの溶媒蒸気の分圧よりも高い分圧とすることができる。

機能液Ｌを吐出したら、図５（ｃ）に示すように、機能液Ｌの溶媒を乾燥により除去し、有効画素Ｐ_Ｅに前記機能性材料からなる膜パターンＦを形成する。

前述のように、本発明では、有効光学領域Ｔ_Ｅの周囲にダミーの液体材料を吐出しているので、機能液Ｌを乾燥するときに、有効光学領域Ｔ_Ｅにおける溶媒蒸気の分圧が、ダミー領域Ｔ_Ｄにおける溶媒蒸気の分圧に比して過剰に大きくなることはない。特に、ダミー領域Ｔ_Ｄに配置される単位面積当たりの溶媒の量が、有効光学領域Ｔ_Ｅに配置される単位面積当たりの溶媒の量よりも大きくなっているので、乾燥が速く進むダミー領域Ｔ_Ｄにおいても溶媒の分圧が急激に低下することがない。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の分圧は大きくなるが、本発明においては、配置する溶媒の表面積をダミー画素Ｐ_Ｄのサイズによって調節し、これにより有効光学領域Ｔ_Ｅ内で溶媒の分圧に偏りが生じないようにしているので、有効光学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。

さらに、ダミー画素Ｐ_Ｄでは、基体Ｐの機能液Ｌに対する後退接触角は３０°以下に制御されているので、ダミー画素Ｐ_Ｄに配置された機能液Ｌは、乾燥の開始から終了までの間、その表面積が殆ど変化することはなく、常に一定の溶媒蒸気の分圧を維持することが可能である。特に、有効画素Ｐ_Ｅに吐出される溶媒の量は、ダミー画素Ｐ_Ｄに吐出される溶媒の量よりも少なく、表面積も小さいため、乾燥の開始から終了までの期間は常に、各ダミー画素Ｐ_Ｄに配置された溶媒の表面積Ｓ_Ｄが、各有効画素Ｐ_Ｅに配置された溶媒の表面積Ｓ_Ｅに対して、Ｓ_Ｅ≦Ｓ_Ｄを満たすような条件で乾燥が行なわれることになる。このため、ダミー領域Ｔ_Ｄの溶媒蒸気の分圧を乾燥期間の開始から終了に至るまで常に十分な大きさに維持することができる。

図６は、機能液Ｌの乾燥工程を示す模式図である。
液滴吐出ヘッド２０から滴下された機能液Ｌは、塗布後の乾燥工程において液面が徐々に低下し、最終的に固化されて膜パターンＦを形成する。この際、図６（ｂ）のように機能液Ｌと基体Ｐとの濡れ性が悪いと（後退接触角θ_Ｂ＞３０°）、機能液Ｌの塗膜は、接触角θＢを一定として、基体Ｐの面方向（図示左右方向）及び高さ方向（図示上下方向）の双方で収縮していく。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が、図６（ｂ）の場合には、塗膜の収縮が基体Ｐの面方向において生じるため、溶媒蒸気の分圧は乾燥の進行に伴って徐々に小さくなり、乾燥工程がある程度進むと、ダミー領域Ｔ_Ｄにおいて必要な溶媒蒸気の分圧が維持できなくなってしまう。

一方、図６（ａ）のように機能液Ｌと基体Ｐとの濡れ性が良いと（後退接触角θ_Ａ≦３０°）、塗膜の収縮は基体Ｐの面方向には生じず、専ら塗膜の高さ方向の収縮（すなわち接触角θ_Ａの変化）のみが生じるようになる。このため、乾燥が進んでも塗膜の表面積は殆ど変化せず、溶媒蒸気の分圧も殆ど変化しないことになる。したがって、ダミー領域の溶媒蒸気の分圧は乾燥期間中常に一定に維持されることになり、その結果、有効光学領域全体で膜パターンＦの膜厚を均一化することが可能になるのである。

［第２の実施の形態］
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。

図７は、有機ＥＬ装置７０の回路構成図、図８は、同有機ＥＬ装置７０の平面模式図である。また図９は、同有機ＥＬ装置７０に備えられた各画素Ｐ_Ｅの平面構造を示す図であって、（ａ）は画素Ｐ_Ｅのうち、主にＴＦＴ等の画素駆動部分を示す図、（ｂ）は画素間を区画するバンク（隔壁）Ｂ等を示す図である。また図１０は、図９（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構成を示す図である。

図７に示すように、有機ＥＬ装置７０は、ガラス等からなる基体上に、複数の走査線（配線、電力導通部）１３１と、これら走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線（配線、電力導通部）１３２と、これら信号線１３２に並列に延びる複数の共通給電線（配線、電力導通部）１３３とがそれぞれ配線されたもので、走査線１３１及び信号線１３２の各交点毎に、画素Ｐ_Ｅが設けられて構成されたものである。

信号線１３２に対しては、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等を備えるデータ側駆動回路７２が設けられている。一方、走査線１３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタ等を備える走査側駆動回路７３が設けられている。また、画素Ｐ_Ｅの各々には、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ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）１４２と、このスイッチング用ＴＦＴ（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（電力）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像信号がゲート電極に供給される駆動用ＴＦＴ１４３と、この駆動用ＴＦＴ１４３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と、この画素電極１４１と共通電極１５４との間に挟み込まれる発光部１４０と、が設けられている。そして、前記画素電極（第１電極）１４１と共通電極（第２電極）１５４と、有機機能層からなる発光部１４０とによって構成される素子が、有機ＥＬ素子である。

このような構成のもとに、走査線１３１が駆動されてスイッチング用ＴＦＴ１４２がオンとなると、そのときの信号線１３２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ＴＦＴ１４３のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用ＴＦＴ１４３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を通じて共通電極１５４に電流が流れることにより、発光部１４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。

次に、平面構造を見ると、図８に示すように、本実施形態の有機ＥＬ装置７０は、基体Ｐの中央部に、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子２００を具備している。

基体Ｐは、例えばガラス等の透明基板であり、基体Ｐの中央に位置し、有機ＥＬ素子２００が機能する有効光学領域（有効領域）Ｔ_Ｅと、基体Ｐの周縁に位置して有効光学領域Ｔ_Ｅの外周に配置され、有機ＥＬ素子２００が機能しないダミー領域（非有効領域）Ｔ_Ｄとに区画されている。有効光学領域Ｔ_Ｅは、マトリックス状に配置された有機ＥＬ素子２００によって形成される領域であり、有効表示領域とも言う。また、ダミー領域Ｔ_Ｄは、有効光学領域Ｔ_Ｅに隣接して形成され、表示に寄与しない領域として構成されている。有効光学領域Ｔ_Ｅには、有効画素Ｐ_Ｅを区画するバンクＢ（図９参照）が形成されており、バンクＢによって区画される領域が、機能液を配置するための液体受容部を構成し、この液体受容部に機能液を配置することにより、後述の有機ＥＬ素子の有機機能層が形成される。すなわち、バンクＢによって区画された領域が有効画素であり、有効光学領域Ｔ_Ｅには、個々の有効画素に有機ＥＬ素子２００が形成されている。一方、ダミー領域Ｔ_Ｄには、ダミー画素Ｐ_Ｄを区画するためのバンクは形成されていない。バンクＢの材料膜はダミー領域Ｔ_Ｄにも形成されているが、ダミー領域Ｔ_Ｄでは当該材料膜のパターニングが行なわれておらず、ダミー画素Ｐ_Ｄに配置すべき液体材料は、当該材料膜の上面に直接吐出するものとされている。

共通電極１５４は、その一端が基体Ｐ上に形成された陰極用配線（図示略）に接続されており、図８に示すように、この配線の一端部１５４ａがフレキシブル基板７５上の配線７７に接続されている。なお、この配線７７は、フレキシブル基板７５上に備えられた駆動ＩＣ７６（駆動回路）に接続されている。

また、図８に示すように、基体Ｐのダミー領域Ｔ_Ｄには、前述の共通給電線１３３（１３３Ｒ、１３３Ｇ、１３３Ｂ）が配線されている。さらに、図８において、有効光学領域Ｔ_Ｅの図示両横側には、前述の走査側駆動回路７３、７３が配置されている。この走査側駆動回路７３、７３はダミー領域Ｔ_Ｄの下側の回路素子部に設けられている。さらに回路素子部には、走査側駆動回路７３、７３に接続される駆動回路用制御信号配線７３ａと駆動回路用電源配線７３ｂとが設けられている。また、図８において、有効光学領域Ｔ_Ｅの図示上側には検査回路７４が配置されている。この検査回路７４により、製造途中や出荷時の表示装置の品質、欠陥の検査を行うことができる。

次に、図９（ａ）に示す画素Ｐ_Ｅの平面構造をみると、画素Ｐ_Ｅは、平面視略矩形状の画素電極１４１の四辺が、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によって囲まれた配置となっている。また図１０に示す画素Ｐ_Ｅの断面構造をみると、基体Ｐ上に、駆動用ＴＦＴ１４３が設けられており、駆動用ＴＦＴ１４３を覆って形成された複数の絶縁膜を介した基体Ｐ上に、有機ＥＬ素子２００が形成されている。有機ＥＬ素子２００は、基体Ｐ上に立設されたバンクＢに囲まれる領域内に設けられた有機機能層１４０を主体として構成され、この有機機能層１４０を、画素電極１４１と共通電極１５４との間に挟持した構成を備える。

ここで、図９（ｂ）に示す平面構造をみると、バンクＢは、画素電極１４１の形成領域に対応した平面視略矩形状の開口部１４９ｂ，１５１を有しており、この開口部１４９ｂ，１５１に先の有機機能層１４０が形成されるようになっている。

図１０に示すように、駆動用ＴＦＴ１４３は、半導体膜２１０に形成されたソース領域１４３ａ、ドレイン領域１４３ｂ、及びチャネル領域１４３ｃと、半導体層表面に形成されたゲート絶縁膜２２０を介してチャネル領域１４３ｃに対向するゲート電極１４３Ａとを主体として構成されている。半導体膜２１０及びゲート絶縁膜２２０を覆う第１層間絶縁膜２３０が形成されており、この第１層間絶縁膜２３０を貫通して半導体膜２１０に達するコンタクトホール２３２，２３４内に、それぞれドレイン電極２３６、ソース電極２３８が埋設され、各々の電極はドレイン領域１４３ｂ、ソース領域１４３ａに導電接続されている。第１層間絶縁膜２３０には、第２層間絶縁膜２４０が形成されており、この第２層間絶縁膜２４０に貫設されたコンタクトホールに画素電極１４１の一部が埋設されている。そして画素電極１４１とドレイン電極２３６とが導電接続されることで、駆動用ＴＦＴ１４３と画素電極１４１（有機ＥＬ素子２００）とが電気的に接続されている。画素電極１４１の周縁部に一部乗り上げるようにして無機絶縁材料からなる無機バンク（第１隔壁層）１４９が形成されている。無機バンク１４９上には、有機材料からなる有機バンク（第２隔壁層）１５０が積層され、これら無機バンク１４９及び有機バンク１５０によって、有機ＥＬ装置７１における隔壁部材が形成されている。

上記有機ＥＬ素子２００は、画素電極１４１上に、電荷輸送層としての正孔注入層１４０Ａと、発光層１４０Ｂとを積層し、この発光層１４０Ｂと有機バンク１５０とを覆う共通電極１５４を形成することにより構成されている。正孔注入層１４０Ａは、画素電極１４１を覆って形成されており、その周端部は、有機バンク１５０の下層側に設けられた無機バンク１４９のうち、有機バンク１５０から画素電極１４１中央側に突出して配置された部分も覆って形成されている。

基体Ｐとしては、いわゆるボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、基体Ｐ側から光を取り出す構成であるので、ガラス等の透明基板が用いられる。一方、いわゆるトップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合には、有機ＥＬ素子２００が配設された側から光を取り出す構成であるので、ガラス等の透明基板のほか、不透明基板も用いることができる。不透明基板としては、例えばアルミナ等のセラミックス、ステンレススチール等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、また熱硬化性樹脂や熱可塑性樹脂、さらにはそのフィルム（プラスチックフィルム）などが挙げられる。

画素電極１４１は、基体Ｐ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が、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。

共通電極１５４は、発光層１４０ＢとバンクＢの上面、さらにはバンクＢの側面部を形成する壁面を覆った状態で基体Ｐ上に形成される。この共通電極１５４を形成するための材料としては、トップエミッション型の場合、透明導電材料が用いられる。透明導電材料としてはＩＴＯが好適であるが、他の透光性導電材料であっても構わない。ボトムエミッション型の場合には、透明導電材料のほか、アルミニウム等の不透明若しくは光反射性を有する導電材料を用いることができる。

共通電極１５４の上層側には、陰極保護層を形成してもよい。係る陰極保護層を設けることで、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１５４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、このような陰極保護層は、共通電極１５４の平面領域の外側の基体上まで、１０ｎｍから３００ｎｍ程度の厚みに形成される。

［有機ＥＬ装置の製造方法］
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７から図１０に示した構成を備えた有機ＥＬ装置を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。

以下、上記有機ＥＬ装置７０に備えられる有機ＥＬ素子２００の製造方法について図１１及び図１２を参照しながら説明する。図１１及び図１２には、有効光学領域Ｔ_Ｅとダミー領域Ｔ_Ｄの境界部分が図示されている。

まず、図１１（ａ）に示すように、基体Ｐ上に画素電極１４１、該画素電極１４１を駆動するための駆動用ＴＦＴ１４３等の回路素子部を形成する。これらは公知の方法により形成することができる。図１１（ａ）では、有効光学領域Ｔ_Ｅのみに画素電極１４１を形成しているが、ダミー領域Ｔ_Ｄに対しても同様の画素電極を形成することができる。この場合、ダミー領域Ｔ_Ｄに形成される画素（ダミー画素）は、検査用の素子として用いることが可能である。

次に、回路素子部の形成された基体Ｐ上にバンクＢを形成する。
図１１（ａ）では、バンクＢとして、有効画素Ｐ_Ｅにのみ開口部１４９ｂ，１５１を有する形状を採用する。ダミー領域に開口部を設けないことで、ダミーの膜パターンと回路素子部に形成された配線等との間に寄生容量が発生しないようにすることが可能である。ただし、必要であれば、有効画素Ｐ_Ｅとダミー画素Ｐ_Ｄの双方に開口部１４９ｂ，１５１を設けることも可能である。

ここではまず、画素電極１４１の周縁部と一部平面的に重なるように、酸化シリコン等の無機絶縁材料からなる無機バンク１４９を形成する。具体的には、画素電極１４１及び平坦化絶縁膜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酸化シリコン膜をパターニングし、画素電極１４１の表面を部分的に開口させることで形成できる。

次に、無機バンク１４９上に、アクリル、ポリイミド等の有機絶縁材料からなる有機バンク１５０を形成する。有機バンク１５０は、無機バンク１４９と共に、有機ＥＬ素子２００を区画するバンク（隔壁）Ｂを形成するものである。すなわち、有効光学領域Ｔ_Ｅにおいては、無機バンク１４９及び有機バンク１５０によって区画された各々の領域が液体受容部であり、これらの液体受容部がそれぞれ有効画素Ｐ_Ｅとなる。一方、ダミー領域Ｔ_Ｄにおいては、バンクＢが開口部を有していないので、バンクＢの上面（すなわちパターニングされていない有機バンク１５０の上面）の平坦な領域がダミー画素Ｐ_Ｄとなる。

有機バンク１５０の高さは、例えば１μｍ〜２μｍ程度に設定され、基体Ｐ上で有機ＥＬ素子２００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２００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有機バンク１５０との間に十分な高さの段差からなる開口部１５１が形成される。有機バンク１５０の開口部１５１と無機バンク１４９の開口部１４９ｂとは互いに連通しており、画素電極１４１はこれらの開口部内において露出した状態となっている。

バンクＢの上面には、ダミー画素Ｐ_Ｄとなる部分に対して親液性を付与するような処理を行なうことが望ましい。この処理においては、バンク上面の機能液に対する後退接触角が３０°以下となるようにする。この処理によって親液領域となった各々の領域が液体受容部であり、これらの液体受容部がそれぞれダミー画素Ｐ_Ｄとなる。ただし、バンク上面が予め十分な親液性を有している場合には、係る処理は不要である。この場合には、機能液が配置された各々の領域が液体受容部であり、これらの液体受容部がそれぞれダミー画素Ｐ_Ｄとなる。

ダミー画素Ｐ_Ｄのサイズは、有効画素Ｐ_Ｅのサイズよりも大きなものとする。すなわち、ダミー領域に形成する個々の親液領域の面積を有効画素に形成されるバンクの開口部よりも大きくし、より多くの溶媒蒸気をダミー領域から供給できるようにする。また、ダミー画素に多くの溶媒を供給できるようにすることで、乾燥が速く進むダミー領域において有効光学領域と同程度の乾燥時間を確保することも目的としている。

有機バンク１５０の開口部１５１のＸ方向及びＹ方向における間隔（配列ピッチ）は、有効画素Ｐ_Ｅとダミー画素Ｐ_Ｄとで同じ間隔とされる。すなわち、有効画素Ｐ_Ｅとダミー画素Ｐ_Ｄは同じ配置密度で形成される。ただし、ダミー画素Ｐ_Ｄのサイズや配置密度はダミー領域Ｔ_Ｄ内でばらついていてもよい。この場合、ダミー画素Ｐ_Ｄのサイズとは、ダミー領域Ｔ_Ｄに設けられた平均的なダミー画素Ｐ_Ｄのサイズをいう。ただし、このようなばらつきは、ダミー領域Ｔ_Ｄに配置される単位面積当たりの溶媒の表面積が、有効光学領域に配置される単位面積当たりの溶媒の表面積よりも大きくなる限りにおいて許容される。

有機バンク１５０を形成するに際しては、有機バンク１５０の開口部１５１の壁面を、無機バンク１４９の開口部１４９ｂから若干外側へ後退させて形成するのがよい。このように有機バンク１５０の開口部１５１内に無機バンク１４９を一部露出させておくことで、有機バンク１５０内での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。

基体Ｐ上にバンクＢを形成したら、図１１（ｂ）に示すように、液滴吐出ヘッドにより、正孔注入層１４０Ａを形成するための機能液Ｌ１をバンクＢによって区画された塗布位置に選択的に塗布する。機能液Ｌ１は、正孔注入層形成材料を溶媒に溶解ないし分散させたものである。

正孔注入層形成材料としては、ポリマー前駆体が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、ポリスチレンスルフォン酸、ポリエチレンジオキシチオフェンとポリスチレンスルフォン酸との混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等を例示することができる。また、溶媒としては、イソプロピルアルコール、Ｎ−メチルピロリドン、１，３−ジメチル−イミダゾリノン等の極性溶媒を例示することができる。

ダミー画素Ｐ_Ｄに吐出する機能液Ｌ１の量（特に溶媒の量）は、有効画素Ｐ_Ｅに吐出する機能液の量よりも多くすることが望ましい。ダミー領域Ｔ_Ｄでは液滴の乾燥速度が速いため、吐出する溶媒の量をダミー画素Ｐ_Ｄと有効画素Ｐ_Ｅの双方で共通とすると、ダミー領域で速く乾燥が終了してしまい、有効光学領域Ｔ_Ｅ全体で均一な乾燥が行なえなくなる場合があるからである。一方、吐出する溶媒の量をダミー画素Ｐ_Ｄで多くした場合には、有効光学領域Ｔ_Ｅ内で溶媒の持続時間に偏りが生じなくなり、有効光学領域全体で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。

機能液Ｌ１が液滴吐出ヘッドより基体Ｐ上に吐出されると、機能液Ｌ１は流動性によって水平方向に広がろうとするが、塗布された位置を囲んでバンクＢが形成されているので、機能液Ｌ１はバンクＢを越えてその外側に広がらない。また、画素電極１４１や無機バンク１４９の表面は良好な親液性を有しているので、吐出された機能液Ｌ１は画素電極等の表面全体に塗れ広がり、均一な塗膜を形成する。一方、ダミー領域に吐出された機能液Ｌは、吐出位置を中心として濡れ広がり、所定の面積を有する複数の塗膜を形成する。

基体Ｐ上に機能液Ｌ１を配置したら、図１１（ｃ）に示すように、加熱あるいは光照射により機能液Ｌ１の溶媒を蒸発させて画素電極１４１上に固形の正孔注入層１４０Ａ（膜パターン）を形成する。または、大気環境下又は窒素ガス雰囲気下において所定温度及び時間で焼成するようにしてもよい。あるいは大気圧より低い圧力環境下（減圧環境下）に配置することで溶媒を除去するようにしてもよい。

この際、ダミー領域Ｔ_Ｄに配置される単位面積当たりの溶媒の量が、有効光学領域Ｔ_Ｅに配置される単位面積当たりの溶媒の量よりも大きくなっているので、乾燥が速く進むダミー領域Ｔ_Ｄにおいても溶媒の分圧が急激に低下することがない。また、ダミー画素Ｐ_Ｄの表面は機能液に対して３０°以下の後退接触角を有しているので、乾燥の開始から終了までの間、機能液の表面積は殆ど変化することがなく、常に一定の溶媒蒸気の分圧を維持することができる。このため、有効光学領域全体で乾燥速度が均一になり、得られる正孔注入層１４０Ａも膜厚の均一性や平坦性に優れたものとなる。

続いて、図１２（ａ）に示すように、液滴吐出ヘッドより、発光層１４０Ｂを形成するための機能液Ｌ２をバンクＢ内の正孔注入層１４０Ａ上に選択的に塗布する。機能液Ｌ２は、発光層形成材料を溶媒に溶解ないし分散させたものである。

発光層形成材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の高分子発光材料である、ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、ポリパラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリジアルキルフルオレン（ＰＤＡＦ）、ポリフルオレンベンゾチアジアゾール（ＰＦＢＴ）、ポリアルキルチオフェン（ＰＡＴ）や、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）等のポリシラン系などを好適に用いることができる。また、これらの発光材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素な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。

前記発光層形成材料については、極性溶媒に溶解ないし分散させて液体材料とし、この液体材料を液滴吐出ヘッドから吐出するのが好ましい。極性溶媒は、前記発光材料等を容易に溶解または均一に分散させることができるため、液滴吐出ヘッドのノズル孔での発光層形成材料中の固型分が付着したり目詰りを起こしたりするのを防止することができる。

このような極性溶媒として具体的には、水、メタノール、エタノール等の水と相溶性のあるアルコール、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルイミダゾリン（ＤＭＩ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、キシレン、シクロヘキシルベンゼン、２，３−ジヒドロベンゾフラン等の有機溶媒または無機溶媒が挙げられ、これらの溶媒を２種以上適宜混合したものであってもよい。

発光層１４０Ｂの形成は、赤色の発色光を発光する発光層形成材料を含む機能液、緑色の発色光を発光する発光層形成材料を含む機能液、青色の発色光を発光する発光層形成材料を含む機能液を、それぞれ対応する有効画素Ｐ_Ｅに吐出することによって行う。

図１２（ａ）では、赤色有効画素に機能液Ｌ２を吐出する工程が示されている。この工程では、正孔注入層１４０Ａを形成したのと同じように、ダミー画素Ｐ_Ｄにも同様の機能液Ｌ２を吐出する。なお、図１２（ａ）では、機能液Ｌ２を全てのダミー画素Ｐ_Ｄに吐出しているが、一部のダミー画素Ｐ_Ｄのみに吐出するものとしてもよい。

液滴の上に液滴を重ね描きすると、２回目に吐出した液滴は吐出位置に対して良好な濡れ広がりを示す。すなわち、一回目の液滴Ｌ１によって形成された膜１４０Ａは、その上に重ね描きした液滴Ｌ２に対して良好な親液性を示し、液滴Ｌ２に対して十分に小さな後退接触角を有するものとなる。このため、基体Ｐに特別な処理を施さなくても、前述した吐出条件、すなわち塗膜のサイズ、ピッチ、後退接触角等の条件は十分に満たされることになる。

なお、この工程では、ダミーの機能液Ｌ２を、先に吐出したダミーの機能液Ｌ１とは異なる位置に吐出することも可能である。この場合、ダミーの機能液Ｌ２の吐出は、前述した条件で行なう。

機能液Ｌ２を吐出したら、機能液Ｌ２中の溶媒を蒸発させる。この工程により、図１２（ｂ）に示すように、赤色有効画素Ｐ_Ｅの正孔注入層１４０Ａ上に固形の赤色の発光層１４０Ｂ（膜パターン）が形成される。そして、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。

この際、ダミー領域Ｔ_Ｄに配置する機能液の量及び表面積が適切に制御されているので、有効光学領域Ｔ_Ｅ全体で乾燥速度が均一になり、膜厚及び膜質が均一なものとなる。しかも、機能液Ｌ２が配置される正孔注入層１４０Ａの表面が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、より均一かつ良好な発光特性、信頼性を備えた発光層となる。

全ての有効画素Ｐ_Ｅに発光層１４０Ｂを形成したら、図１２（ｃ）に示すように、基体Ｐの表面全体にＩＴＯ或いはマグネシウム・アルミニウム合金等からなる共通電極１５４を形成し、必要に応じて、共通電極１５４の表面に保護膜１５５を形成する。これにより、有機ＥＬ素子２００が完成する。
なお、ダミー画素Ｐ_Ｄ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１２（ｃ）では、これらを纏めて符号１４０Ｄで示している。

本実施形態の有機ＥＬ装置の製造方法では、ダミー領域Ｔ_Ｄに保持される単位面積当たりの溶媒の量及び表面積を、有効領域Ｔ_Ｅに保持される単位面積当たりの溶媒の量及び表面積よりも大きくしているので、機能液の乾燥工程においてダミー領域Ｔ_Ｄにおける溶媒の蒸発速度を有効光学領域Ｔ_Ｅにおける溶媒の蒸発速度に近づけることができる。特に、ダミー領域においては、基体表面の機能液に対する後退接触角が十分小さくなるように調節されているので、乾燥期間中、溶媒の表面積は殆ど変化せず、常に一定の溶媒蒸気の分圧を維持することができる。このため、有効光学領域Ｔ_Ｅの外周部と中央部とにおいて均一な膜厚の正孔注入層又は発光層を形成できるようになり、これにより、表示特性にむらの少ない信頼性に優れた有機ＥＬ装置を提供することが可能になる。

［実施例］
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、表面処理の異なる２つのサンプル基板（サンプル基板１、サンプル基板２）の有効領域内における膜厚の不均一性を示す図である。図１３の横軸は基板上における有効画素の位置を示しており、縦軸は１有効画素内での膜厚の不均一性を示している。膜厚の不均一性は、１有効画素内で最も膜厚が大きい部分と最も膜厚が薄い部分との膜厚差によって測定している。なお、縦軸の単位はオングストローム（Å）である。

サンプル基板１に対して、ある表面処理条件において乾燥まで行なったところ、ダミー領域の乾燥後の液滴のサイズは塗布直後の半分になった。このときのダミー領域に対する液滴の後退接触角は５０°であった。また、有効領域内の膜厚のばらつきは図１３（ａ）のようになった。図１３（ａ）に示すように、サンプル基板１においては、有効領域の端部において大きな膜厚の不均一性が生じており、単にダミー領域を設けるのみでは、十分に膜厚むらを解消できないことがわかる。

そこで、表面処理条件を変え、ダミー領域に対する液滴の後退接触角が２５°となるようにした（サンプル基板２）。この状態で乾燥を行なったところ、液滴の面方向のサイズは乾燥開始から乾燥終了まで殆ど変化しなかった。このときの有効領域内の膜厚のばらつきは図１３（ｂ）のようであり、サンプル基板１の場合に比べて、ばらつきの程度が改善されていた。

このような結果は、図６に示したような現象によって理解することができる。すなわち、液滴径が一定で接触角が変化する場合（図６（ａ））と、接触角が一定で液滴径が減少する場合（図６（ｂ））では、液滴の表面積の変化は図１４のようになり、液滴径が小さくなる場合には、乾燥の進行に伴って液滴の表面積が小さくなっていくが、このような溶媒分圧の変化が生じると、それを補うように有効領域の蒸発速度が増加していき、結果として、基板の端部と基板の中央部の蒸発速度に差が生じるようになる。一方、液滴径が一定で接触角のみが変化する場合には、表面積の減少が抑えられるため、ダミー領域の溶媒の分圧は殆ど変化しない。このため、有効領域の中央部と端部の乾燥速度差は大きくならず、有効領域全体で均一な膜が得られるようになる。

なお、このような結果は使用する機能液の種類によらない。どのような機能液を用いた場合であっても、ダミー画素における機能液の表面積を乾燥期間中一定に保持すれば、有効領域内の膜厚均一性は高まる。本実施例では、ダミー領域の機能液に対する後退接触角を調節することによって機能液の表面積を一定に保ったが、前述の考察から、その手段はこれに限定されるものではないと考えられる。例えば、ダミー領域に対してバンクを形成し、このバンクの開口部に機能液を吐出する方法が挙げられる。ダミー画素に配置された溶媒の表面積はバンクの開口部のサイズに規定されるので、常に一定の溶媒雰囲気を保つことができる。この場合には、ダミー領域において十分な溶媒雰囲気が得られるように、ダミー画素のバンクの開口部を有効画素のバンクの開口部よりも大きく形成する。

また、本実施例では、ダミー領域に配置された溶媒の表面積を一定に保つようにしたが、ダミー領域の溶媒の分圧の減少によって有効領域の蒸発速度が大きくなるのを防ぐという観点からは、少なくとも乾燥期間の開始から終了までの間において、ダミー領域に配置された溶媒の表面積を有効領域に配置された溶媒の表面積よりも大きくすればよく、必ずしもダミー領域に配置された溶媒の表面積が常に一定であることまでは要求されない。

［電子機器］
次に、本発明の電子機器の具体例について説明する。
図１５は、携帯電話機の一例を示した斜視図である。図１５において、符号６００は携帯電話機本体を示し、符号６０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置を備えた表示部を示している。
図１５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。

以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態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。

上記の実施形態では、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が、本発明はこれに限らず、所定の領域内に複数の膜パターンを備えるデバイスの製造方法について広く適用することができる。例えば上述の有機ＥＬ装置の例では、正孔注入層１４０Ａや発光層１４０Ｂだけでなく、画素電極１４１のパターニングに本発明を適用することも可能である。また、データ線１３２、走査線１３１又は電源線１３３を含む各種の配線パターンの形成や、フレキシブル基板７５と基体Ｐとを接続する複数の端子電極パターンの形成についても、本発明の膜パターンの形成方法を適用することができる。

本発明の膜パターンの形成方法を示す概念図である。 機能液を配置する手段の一例である液滴吐出ヘッドの分解斜視図である。 同液滴吐出ヘッドの要部を示す部分斜視図である。 ダミー領域を含む基体の平面図である。 膜パターンの形成工程の一例を示す工程図である。 機能液の乾燥工程を示す模式図である。 本発明のデバイスの一例である有機ＥＬ装置の等価回路図である。 同有機ＥＬ装置の全体構成を示す平面図である。 同有機ＥＬ装置の１画素の構成を示す平面図である。 図９のＡ−Ａ線に沿う断面図である。 同有機ＥＬ装置の製造工程の一例を示す工程図である。 図８に続く工程図である。 実施例における膜パターンのプロファイルを示す図である。 乾燥工程における塗膜の表面積と体積との関係を示す図である。 本発明の膜パターンを備えた電子機器の一例を示す斜視図である。

符号の説明

７０…有機エレクトロルミネッセンス装置（デバイス）、１４０Ａ…正孔注入層（膜パターン）、１４０Ｂ…発光層（膜パターン）、Ｂ…隔壁、Ｆ…膜パターン、Ｌ，Ｌ１，Ｌ２…機能液、Ｐ…基体、Ｐ_Ｅ…有効画素（液体受容部）、Ｐ_Ｄ…ダミー画素（液体受容部）、Ｔ_Ｅ…有効領域、Ｔ_Ｄ…非有効領域

Claims (4)

1. 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、前記機能液を乾燥することにより、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を隔壁によって区画する隔壁形成工程と、
   前記隔壁形成工程の後に、前記有効領域と前記有効領域の周囲の非有効領域を親液処理する親液工程と、
   前記親液工程の後に、前記基体の有効領域の前記隔壁で区画された領域に前記機能液を配置する工程と、
   前記親液工程の後に、前記非有効領域に前記機能液又は前記溶媒を配置する工程と、
   前記有効領域及び前記非有効領域に配置された前記機能液又は前記溶媒を乾燥する工程と、
   を備え、
   前記非有効領域において、前記機能液又は前記溶媒は前記親液処理された前記隔壁の上面に配置され、
   前記非有効領域に配置する前記機能液又は前記溶媒の量は前記有効領域に配置する前記機能液の量よりも多い、
   ことを特徴とする膜パターンの形成方法。
2. 前記機能液又は前記溶媒が配置されない領域を含む前記非有効領域に配置する単位面積当たりの前記機能液又は前記溶媒の量を、前記機能液が配置されない領域を含む前記有効領域に配置する単位面積当たりの前記機能液の量よりも多くし、且つ、前記非有効領域における前記機能液又は前記溶媒の後退接触角を３０°以下に調節することを特徴とする、請求項１記載の膜パターンの形成方法。
3. 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または２に記載の膜パターンの形成方法。
4. 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１〜３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。

Images