JPWO2006041027A1 - 機能基板 - Google Patents

Abstract

有機ＥＬ素子１は、基板本体１１と、基板本体１１上に所定のパターンで配列された複数の有機機能層２０と、複数の有機機能層２０をそれぞれに区画する隔壁３０とを備えている。隔壁３０は、基板本体１１上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部３２と、第１隔壁部３２の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部３１とを少なくとも有する。隔壁３０は、第２隔壁部３１の横断面における下底の長さが第１隔壁部３２の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている。

Description

本発明は、有機ＥＬ素子やカラーフィルタ基板等に代表される機能基板に関する。

機能基板の一種として、例えば有機エレクトロルミネッセント素子（以下、「有機ＥＬ素子」とすることがある。）が挙げられる。一般的に、有機ＥＬ素子は、表面に複数の画素電極がマトリクス状に配設されたアクティブマトリクス基板と、複数の画素電極をそれぞれに区画する隔壁（バンク）と、複数の画素電極のそれぞれの上に形成された有機エレクトロルミネッセント発光層（以下、「有機ＥＬ発光層」とすることがある。）を含む有機機能層と、有機機能層と隔壁の全体を覆うように形成された上部共通電極とを有する。有機ＥＬ素子では有機ＥＬ発光層のそれぞれが画素を形成している。

有機ＥＬ素子は有機機能層の種類によって大別することができる。具体的には、低分子有機材料を主成分とする低分子有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）素子と、高分子有機材料を主成分とする高分子有機ＥＬ（ＰＬＥＤ）素子とに大別することができる。これらのうち高分子有機ＥＬ素子では、有機機能層は一般的にインクジェット法等の湿式塗布法により形成される（例えば特許文献１）。
特開２０００−３５３５９４号公報 図６は湿式塗布法の一種であるインクジェット法により有機機能層１２０を形成する工程を説明するための概略断面図である。

一般的に、有機機能層１２０は以下のような工程によって形成される。すなわち、有機機能層１２０は、隔壁１３０が形成されたアクティブマトリクス基板１１０上に有機機能層１２０を形成するための材料（例えば、発光材料等）を含むインク液滴を滴下し、加熱乾燥することにより形成される。

インク液滴の乾燥は、隔壁１３０の斜面（法面）１３１近傍から開始する。図６に示すように、インク液滴を滴下した直後、インク液滴は大きく盛り上がった形状Ｓ５を有する。乾燥が進むにつれて、インク液滴の形状はＳ５からＳ６へ、Ｓ６からＳ７へと次第に変化する。

滴下直後のＳ５の状態、少し乾燥したＳ６の状態では、インク液滴中の溶媒の乾燥はそれほど進んでおらず、インク液滴の粘性は比較的低い。このため、形状Ｓ６までインク液滴が乾燥する段階では、斜面１３１にインク液滴中の有機材料はほとんど付着しない。更に乾燥が進みインク液滴の形状がＳ７となると、斜面１３１にインク液滴中の有機材料が隔壁１３０の斜面１３１に付着し始める。これは、インク液滴中の溶媒の乾燥が進み、インク液滴（特に、隔壁１３０の斜面との接触面近傍）の粘性が高くなっているためである。インク液滴の乾燥が更に進むと共に、インク液滴の粘性も次第に高くなり、インク液滴中の有機材料が隔壁斜面１３１に付着する量も増加する。従って、図６に示すように、有機機能層１２０は隔壁１３０に近い部分の層厚が中央部（画素部）の層厚よりも厚い凹形状に形成される。尚、この現象は一般的に「ピニング（Ｐｉｎｎｉｎｇ）」と呼ばれる。

ピニングが生じると、有機機能層１２０の中央部分（言い換えれば、画素中央部分）の輝度が有機機能層１２０の周辺部分（言い換えれば、画素周辺部分）の輝度よりも高くなるため、各画素内で輝度斑が生じる。従って、所望の表示品位を得ることが困難になるという問題がある。

また、有機機能層１２０のうち、層厚が薄い中央部分には層厚が厚い周辺部分よりも多くの電流が流れる。言い換えれば、有機機能層１２０を流れる電流の多くが集中的に有機機能層１２０の中央部分を流れる。このため、有機機能層１２０の中央部分の劣化速度が周辺部分の劣化速度に較べて速くなる。従って、ピニングが生じると有機ＥＬ素子の寿命が短くなるという問題がある。

インクジェット法の性質上、滴下するインク液滴の濃度を所定濃度以上にすることは困難である。従って、中央部分の層厚の厚い有機機能層１２０を形成するためには体積の大きなインク液滴を滴下する必要がある。滴下するインク液滴の体積が大きい場合には、滴下されたインク液滴が隔壁を乗り越えて隣接する画素電極上に移動しないように、十分に隔壁１３０を高く形成する必要がある。しかしながら、隔壁１３０を高く形成すると、インク液滴がピニングする斜面１３１の面積が増加するため、斜面１３１に付着する有機材料の量も増加する。このため、有機機能層１２０の中央部分の層厚と周辺部分の層厚との差がより顕著になり、有機機能層１２０の中央部分では所望の層厚が得られなくなる。このため、十分に高い発光輝度が得られず、所望の画像表示品位を得ることができないという問題がある。

本発明は、係る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは均一な層厚の（層厚ムラがない）機能層を有する有機ＥＬ素子等の機能基板を提供することにある。

本発明に係る機能基板は、基板本体と、基板本体上に所定のパターンで配列された複数の機能層と、複数の機能層をそれぞれに区画する隔壁とを備えている。隔壁は、基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有する。隔壁は、第２隔壁部の横断面における下底の長さが第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている。

隔壁は有機材料を含むものであってもよい。例えば、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、及びノボラック樹脂からなる群から選ばれた１種類又は２種類以上の樹脂を含んでいてもよい。

また、隔壁は、少なくともその斜面及び頂面が撥液性を有することが好ましい。隔壁に撥液性を有する材料を含ませることによって隔壁の表面を撥液性にしてもよい。

また、隔壁は、その高さが１μｍより大きくなるように形成されていることが好ましい。且つ、第１隔壁部の高さが１．５μｍより小さくなるように形成されていることが好ましい。

機能層は高分子有機材料を含むものであることが好ましい。また、機能層は、湿式塗布法により形成されるものであってもよい。尚、本明細書において「湿式塗布法」とは、薄膜形成材料を溶媒（水、有機溶媒等）に溶解させたインクを用いて薄膜を形成する方法をいう。具体的には、インクジェット法、印刷法、スピンコート法等が挙げられる。尚、本明細書において「接触角」は協和界面科学株式会社製ＣＡ−Ｗ（全自動接触角計；Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｃｏｎｔａｃｔ Ａｎｇｌｅ Ｍｅｔｅｒ）を用いて測定した値をいう。

機能層は、カラーフィルタ層、有機エレクトロルミネッセント発光層、導電層、有機半導体層、レンズ層等であってもよい。すなわち、本発明に係る機能基板は、カラーフィルタ基板、有機エレクトロルミネッセンス素子、回路基板、有機半導体基板（例えば、有機薄膜トランジスタ基板等）、マイクロレンズアレイ基板等であってもよい。

本発明に係る表示パネルは機能基板を有する。機能基板は、基板本体と、基板本体上に所定のパターンで配列された複数の表示媒体層と、複数の表示媒体層をそれぞれに区画する隔壁とを備えている。隔壁は、基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有する。且つ、隔壁は第２隔壁部の横断面における下底の長さが第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている。

本発明に係る表示装置は機能基板を有する。機能基板は、基板本体と、基板本体上に所定のパターンで配列された複数の表示媒体層と、複数の表示媒体層をそれぞれに区画する隔壁とを備えている。隔壁は、基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有する。且つ、隔壁は第２隔壁部の横断面における下底の長さが第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている。

尚、本発明に係る表示パネル及び表示装置において、「表示媒体層」とは、互いに対向する電極間の電位差により光透過率又は光反射率が変調される層、若しくは互いに対向する電極間を流れる電流により自発光する層をいう。表示媒体層の具体例としては、例えば、液晶層、無機または有機エレクトロルミネッセント層、発光ガス層、電気泳動層、エレクトロクロミック層等が挙げられる。

本発明に係る製造方法は、上記本発明に係る機能基板を製造するための方法であり、基板本体上に膜を形成する工程と、その膜にハーフ露光を施して隔壁を形成する工程とを備えている。

実施形態に係る有機ＥＬ素子１（有機ＥＬ素子）の概略断面図である。 有機ＥＬ素子１の封止基板６０側から見た正面図である。 図１中の点線ＩＩＩで囲まれた部分の詳細な断面図である。 インク液滴を滴下してホール輸送層２１を形成する工程を説明するための概略断面図である。 隔壁３０を形成したアクティブマトリクス基板１０の概略断面図である。 インクジェット法により有機機能層１２０を形成する工程を説明するための概略断面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は実施形態に係る有機ＥＬ素子１（有機ＥＬ素子）の概略断面図である。図２は有機ＥＬ素子１の封止基板６０側から見た正面図である。図３は図１中の点線ＩＩＩで囲まれた部分の詳細な断面図である。尚、説明の便宜上、図２には、封止基板６０及び上部共通電極４０を描画していない。また、図３には、上部共通電極４０を描画していない。

有機ＥＬ素子１は、複数の画素電極１９がマトリクス状に配列されたアクティブマトリクス基板（基板本体）１０と、複数の有機機能層２０と、隔壁（バンク）３０と、上部共通電極４０と、封止基板６０と、シール５０とを備えている。マトリクス状に配設された複数の有機機能層２０のそれぞれは画素を構成している。図３に示すように、アクティブマトリクス基板１０は、基板本体１１と、複数のソースライン１２と、複数のゲートライン１３と、複数のＴＦＴ１４と、複数の画素電極１９と、平坦化膜１８とを備えている。

基板本体１１は有機ＥＬ素子１の機械的耐久性を担保する機能、及び有機機能層２０等に外部から水分や酸素が進入することを抑制する機能を有する。基板本体１１は、ガラス基板、石英基板、セラミックス基板（例えば、アルミナセラミックス基板等）等の絶縁性無機基板や、プラスチック基板（例えば、ポリエチレンテレフタレート基板）等であってもよい。また、アルミニウムや鉄等の金属基板の一方面をＳｉＯ₂（シリカゲル）や有機絶縁性材料等の絶縁材料でコートした基板、又はアルミニウムや鉄等の金属基板の表面に陽極酸化等の方法で絶縁化処理を施した基板等であってもよい。尚、有機ＥＬ素子１が基板本体１１側から光を出射させる所謂ボトムエミッション方式である場合は、基板本体１１がガラスやプラスチック等の光透過率の高い材料により形成されていることが好ましい。

複数のソースライン（データ信号線）１２は相互に並行に延びるように形成されている。各ソースライン１２は、ＴＦＴ１４に電気的に接続されており、各ＴＦＴ１４にデータ信号を入力する。複数のゲートライン（走査信号線）１３はソースライン１２の延びる方向に角度をなして相互に並行に延びるように形成されている。各ゲートライン１３は、ＴＦＴ１４に電気的に接続されており、各ＴＦＴ１４に走査信号を入力する。各ＴＦＴ１４はソースライン１２及びゲートライン１３からそれぞれ入力されたデータ信号及び走査信号に基づいて画素電極１９に電流を供給する。尚、ソースライン１２及びゲートライン１３は、アルミニウム（Ａｌ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）等の導電性材料（例えば、導電性金属）により形成することができる。

ＴＦＴ１４は、ゲートライン（ゲートメタル）１３と、その上に設けられた島状半導体１６と、ゲート絶縁膜１５と、島状半導体１６上に設けられたドレイン電極１７とを有する。ゲート絶縁膜１５は、ゲートライン１３と島状半導体１６とを相互に絶縁し、ＴＦＴ１４の耐圧性を担保する機能を有する。ゲート絶縁膜１５は、シリコン膜、チッ化シリコン膜、又は酸化タンタル膜等により構成することができる。また、酸化シリコン膜／チッ化シリコン膜／酸化シリコン膜といった積層により構成してもよい。島状半導体１６はポリシリコン（Ｓｉ）等により形成することができる。ドレイン電極１７はアルミニウム等により形成されており、画素電極１９に電気的に接続されている。

尚、本実施形態では、ＴＦＴ１４はボトムゲート構造を有するが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばトップゲート構造等であってもよい。また、ＴＦＴ１４の代わりにＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）ダイオード等の他のスイッチング素子を用いても構わない。

平坦化膜１８はアクティブマトリクス基板１０の一方面（図３で上側の面）を平坦にする機能を有する。平坦化膜１８を設けることによって、平坦化膜１８の上部に形成される画素電極１９や有機機能層２０等を平坦に形成することができる。尚、平坦化膜１８はアクリル、ノボラック、又はポリイミド等の樹脂材料により形成することができる。

平坦化膜１８の上には複数の画素電極１９が所定配列で（例えばマトリクス状に）配置されている。画素電極１９は、金属材料、合金、又は導電性酸化物等により形成することができる。具体的に、金属材料としては、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等が挙げられる。合金としては、マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ₂）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。導電性酸化物としては、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等が挙げられる。画素電極１９から有機機能層２０への高いホール注入効率を実現する観点から、これらの材料の中でも、例えば、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等といった仕事関数の大きな材料がより好ましい。

また、有機ＥＬ発光層２２からの高い光取り出し効率を実現する観点から、有機ＥＬ素子１が基板本体１１側から有機ＥＬ発光層２２の光を取り出す所謂ボトムエミッション方式である場合は、画素電極１９はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の光透過性の材料により形成されていることが好ましい。一方、有機ＥＬ素子１が上部共通電極４０側から有機ＥＬ発光層２２の光を取り出す所謂トップエミッション方式である場合は、画素電極１９がアルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料により形成されていることが好ましい。

画素電極１９の層厚は５０ｎｍ以上且つ５００ｎｍ以下であることが好ましい。５０ｎｍより小さい場合は、所望の膜強度が得られず、また、所望の抵抗値が得られない。５００ｎｍより大きい場合は、画素電極１９の剥離が生じる虞がある。

画素電極１９は親液化処理が施されたものであってもよい。親液化処理を施すことにより画素電極１９と有機機能層２０との親和性が向上するため、より層厚の均一な有機機能層２０を形成することが可能となる。親液化処理としては、ＵＶ／Ｏ₃処理（オゾン紫外線処理）等が挙げられる。尚、本明細書において「親液化処理」とは親液性を付与する処理のことをいう。また、「親液性」とは、湿式塗布法により有機機能層を形成するためのインク液滴と画素電極１９との接触角が２０度以下である性質のことをいう。

尚、本実施形態では、画素電極１９は略矩形状に形成されているが、画素電極１９は円形状、楕円形状等に形成されていてもよい。

各画素電極１９上に設けられた有機機能層２０は、画素電極１９の上に形成されたホール輸送層２１と、ホール輸送層２１の上に形成された有機ＥＬ発光層２２とを有する。但し、本発明においては、有機機能層２０はこの構成に限定されない。有機機能層２０は、有機ＥＬ発光層２２のみにより構成されていてもよい。また、有機ＥＬ発光層２２と、ホール注入層、ホール輸送層２１、電子注入層、及び電子輸送層から選ばれた１又は２以上の層とにより構成されていても構わない。

ホール輸送層２１は画素電極１９から有機ＥＬ発光層２２へのホールの輸送効率を向上させる機能を有する。ホール輸送層２１を形成するためのホール輸送材料としては、ポルフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミン置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、水素化アモルファスシリコン、水素化アモルファス炭化シリコン、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等が挙げられる。

有機ＥＬ発光層２２は画素電極１９から注入されたホールと、上部共通電極４０から注入された電子とを再結合させて光を出射させる機能を有する。有機ＥＬ発光層２２を形成するための発光材料としては、金属オキシノイド化合物［８−ヒドロキシキノリン金属錯体］、ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ジフェニルエチレン誘導体、ビニルアセトン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、ブタジエン誘導体、クマリン誘導体、ベンズオキサゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、オキサゾール誘導体、ベンズイミダゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、ベンズチアゾール誘導体、スチリル誘導体、スチリルアミン誘導体、ビススチリルベンゼン誘導体、トリススチリルベンゼン誘導体、ペリレン誘導体、ペリノン誘導体、アミノピレン誘導体、ピリジン誘導体、ローダミン誘導体、アクイジン誘導体、フェノキサゾン、キナクリドン誘導体、ルブレン、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン等が挙げられる。

図２に示すように、隔壁３０は平面視において格子状に形成されており、アクティブマトリクス基板１０上にマトリクス状に配設された複数の画素電極１９及び複数の有機機能層２０をそれぞれに区画している。隔壁３０の開口（画素電極１９が露出した部分）の形状は角部が略矩形に形成されている。尚、略矩形とは矩形又は角部が鈍角化された矩形のことをいう。ここで、角部を鈍角化するとは、９０度を超える角（複数でもよい）又は曲線で角部を構成することをいう。曲線と鈍角との組み合わせによって角部を構成しても構わない。

隔壁３０は、アクティブマトリクス基板１０上に設けられた第１隔壁部３２と、第１隔壁部３２の上に設けられた第２隔壁部とを有する。第１隔壁部３２及び第２隔壁部の断面形状はそれぞれ略台形である（以下、「第１隔壁部３２の断面が構成する略台形」を「略台形ａ」と称呼し、「第２隔壁部３１の断面が構成する略台形」を「略台形ｂ」と称呼する。）。

略台形ａの上底は略台形ｂの下底よりも長く、第１隔壁部３２の頂面３２ｂの一部が露出している。言い換えれば、第１隔壁部３２と第２隔壁部３１とは段差を形成するように形成されている。

隔壁３０の高さは１μｍより大きいことが好ましい。より好ましくは１．５μｍ以上である。第１隔壁部３２の高さは１．５μｍより小さいことが好ましい。より好ましくは１μｍ以下である。

少なくとも隔壁３０の表面は撥液性を有することが好ましい。表面が撥液性を有する隔壁３０を製造する方法としては、例えば、撥液性を有する材料により隔壁３０を形成する方法、及び隔壁３０に撥液化処理を施す方法等が挙げられる。尚、撥液化処理とは撥液性を付与する処理のことをいう。湿式塗布法により有機機能層２０を形成するためのインク液滴と隔壁３０との接触角が４０度以上である状態のことを「撥液性」という。

隔壁３０は有機材料により形成することができる。有機材料の中でも、例えばポリイミド樹脂、アクリル樹脂、ノボラック樹脂、又はこれらの混合樹脂等で形成されることが好ましい。ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、及びノボラック樹脂は有機材料の中でも耐熱性（熱的安定性）が良好であり、脱ガス、変色、変質、及び変形等が発生しにくい。従って、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、及びノボラック樹脂からなる群から選ばれた１種類又は２種類以上の樹脂を含有させることにより、隔壁３０の安定性を向上させることができ、長い製品寿命を有する有機ＥＬ素子１を実現することができる。

上部共通電極４０は有機機能層２０に電子を注入する機能を有する。上部共通電極４０は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料により形成することができる。マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ₂）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等の合金、若しくは酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、又はインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）等の導電性酸化物により形成してもよい。また、上部共通電極４０はこれらの材料からなる複数の層の積層により構成してもよい。

有機機能層２０への高い電子注入効率を実現する観点から、これらの材料の中でも、仕事関数の小さな材料がより好ましい。仕事関数が小さい材料としては、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銅（Ｃｕ）、マグネシウム（Ｍｇ）／銀（Ａｇ）、ナトリウム（Ｎａ）／カリウム（Ｋ）、リチウム（Ｌｉ）／アルミニウム（Ａｌ）、リチウム（Ｌｉ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）、又はフッ化リチウム（ＬｉＦ）／カルシウム（Ｃａ）／アルミニウム（Ａｌ）等が挙げられる。

有機ＥＬ発光層２２の発光の高い取り出し効率を実現する観点から、有機ＥＬ素子１が上部共通電極４０側から有機ＥＬ発光層２２の光を取り出す所謂トップエミッション方式である場合は、上部共通電極４０がインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）等の光透過性の材料により形成されていることが好ましい。一方、有機ＥＬ素子１が基板本体１１側から有機ＥＬ発光層２２の光を取り出す所謂ボトムエミッション方式である場合は、上部共通電極４０がアルミニウム（Ａｌ）等の光反射性材料により形成されていることが好ましい。

封止基板６０は有機機能層２０等に酸素や水分が進入することを防止する機能を有する。封止基板６０はガラス基板や石英基板等により形成することができる。封止基板６０はシール５０により接着固定されている。シール５０の材料としてはエポキシ樹脂等の酸素透過性及び透湿性の低い材料が好ましい。

以下、有機ＥＬ素子１の製造工程について詳細に説明する。

まず、アクティブマトリクス基板１０上にマトリクス状に配設された画素電極１９にＵＶ／Ｏ₃処理（オゾン紫外線処理）等の親液化処理を行う。画素電極１９に親液性を付与することにより、ホール輸送層２１と画素電極１９との親和性及び密着性が向上することができる。また、均一な層厚のホール輸送層２１を実現することができる。

次に、スピンコート法等を用いて、アクティブマトリクス基板１０の上にポリイミド等からなる樹脂膜を形成する。その樹脂膜にハーフ露光を施して所望の形状にエッチングすることにより隔壁３０を形成する。尚、「ハーフ露光」とは現像完了時に露光された部分の感光性樹脂膜の下地（感光性樹脂膜の露光された面と逆側の面）がある程度残るようにするプロセスのことをいう。言い換えれば、感光性樹脂膜の下層が感光しないように露光を行うプロセスのことをいう。詳細には、ポリイミド等の樹脂膜のうち第２隔壁部３１が形成される部分の上部のみをフォトマスク等で遮光し、その状態で現像時に感光性樹脂の膜厚がある程度残るような露光量で露光することにより第２隔壁部３１を形成する。次いで、隔壁３０を形成するエリアの上部全体をフォトマスク等で遮光し、その状態で完全に（つまり現像時に感光性樹脂が完全に無くなるような露光量で）露光する。露光後、現像プロセスを行うことにより、第２隔壁部３１と第１隔壁部３２で構成される隔壁３０を完成させることができる。この方法によれば、第１隔壁部３２及び第２隔壁部３１を同一の樹脂膜から形成することができる。従って、第１隔壁部３２及び第２隔壁部３１を別個の薄膜から形成する場合と比較して、樹脂膜の形成工程、及び現像工程を少なくすることができるため、有機ＥＬ素子１の製造コストを低減することができる。

次に、形成した隔壁３０に撥液化処理を行う。撥液化処理としては四フッ化炭素（ＣＦ₄）プラズマ処理等のフッ素プラズマ処理等が挙げられる。四フッ化炭素（ＣＦ₄）プラズマ処理を行う場合は、隔壁３０にダメージを与えないように、小さな出力且つ短時間で処理することが好ましい。処理時間は２０秒から３０分の間であることが好ましく、隔壁３０の材料により適宜決定することができる。出力は１０〜１０００Ｗ／ｍ²の範囲であることが好ましい。

隔壁３０に撥液化処理を施す代わりに、隔壁３０に撥液性を有する材料（添加物）を含有させてもよい。又は、撥液性を有する材料により隔壁３０を形成してもよい。撥液性を有する材料（添加物）としては、フッ素系材料、シリカ系材料、側鎖にメチル基やフッ素基等を導入したポリイミド樹脂等が挙げられる。フッ素系材料としては、フッ化カルシウム、六フッ化アルミニウムナトリウム、フッ化ナトリウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、フルオロエチレン等が挙げられる。シリカ系の材料としては、ポリシラザン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。

尚、撥液化処理により隔壁３０に撥液性を付与する方法であれば、隔壁３０の材料選択の自由度が大きくなり、生産方法の自由度が大きくなるため、生産効率をより高くすることができる。一方、撥液性を有する材料により隔壁３０を形成する場合は、撥液化処理の工程を行う必要がないため、製造工程をより簡略化することができ、容易に有機ＥＬ素子１を製造することができる。

次に、隔壁３０によりそれぞれに区画された複数の画素電極１９の上に、インクジェット法等の湿式塗布法によりホール輸送層２１を形成する。詳細には、ホール輸送材料を溶媒に溶解（又は分散）させたインクを隔壁３０により区画された各領域に滴下し、乾燥させることによりホール輸送層２１を形成する。乾燥にはホットプレートやオーブンを用いて、１５０℃〜２５０℃で０．５分から１２０分加熱することが好ましい。

ホール輸送材料を溶解（又は分散）させる溶媒としては、トルエン、ｏ−キシレン、ｍ−キシレン、ｐ−キシレン、エチルベンゼン、ヘミメリテン〔１，２，３−トリメチルベンゼン〕、プソイドクメン〔１，２，４−トリメチルベンゼン〕、メシチレン〔１，３，５−トリメチルベンゼン〕、クメン〔イソプロピルベンゼン〕、プレーニテン〔１，２，３，４−テトラメチルベンゼン〕、イソジュレン〔１，２，３，５−テトラメチルベンゼン〕、ジュレン〔１，２，４，５−テトラメチルベンゼン〕、ｐ−シメン〔イソプロピルトルエン〕、テトラリン〔１，２，３，４−テトラヒドロナフタレン〕、シクロヘキシルベンゼン、メリテン〔ヘキサメチルベンゼン〕、メタノール、エタノール、１−プロパノール、２−プロパノール〔ＩＰＡ；イソプロピルアルコール〕、エチレングリコール〔１，２−エタンジオール〕、ジエチレングリコール、２−メトキシエタノール〔エチレングリコールモノメチルエーテル，メチルセロソルブ〕、２−エトキシエタノール〔エチレングリコールモノエチルエーテル，セロソルブ〕、２−（メトキシメトキシ）エタノール、２−イソプロポキシエタノール、２−ブトキシエタノール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、グリセリン、アセトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、アニソール〔メトキシベンゼン〕、水、及びこれら溶媒の混合溶媒等が挙げられる。

図４はインク液滴を滴下してホール輸送層２１を形成する工程を説明するための概略断面図である。尚、図４において破線で示した形状Ｓ１は滴下直後のインク液滴の形状である。図４に示すように、インク液滴は乾燥するに従って、体積が小さくなり、形状がＳ２からＳ３、Ｓ３からＳ４と変化していく。

本発明者が誠意研究した結果、図４に示すように、第２隔壁部３１の底面の横断面幅を第１隔壁部３２の頂面の横断面幅よりも短くし、段差構造とした場合は、第２隔壁部３１の斜面３１ａ及び第１隔壁部３２の頂面３２ｂにはほとんどピニングせず、スリップ（ｓｌｉｐ）していく一方、第１隔壁部３２の斜面３２ａにはピニングすることが見出された。また、この現象は画素電極１９が親液性を有し、第１隔壁部３２の頂面３２ｂが撥液性を有する場合に特に顕著に表れることが見出された。

本実施形態では斜面３１ａに対するインク液滴のピニングが抑制されるため、ホール輸送層２１の周辺部分の層厚と中央部分の層厚との差を低減することができる。すなわち、均一な層厚の（層厚ムラがない）ホール輸送層２１を形成することができる。従って、各画素内の輝度斑の少ない高品位な画像表示が可能な有機ＥＬ素子１を実現することができる。

尚、隔壁３０が段差構造であるならば、第２隔壁部３１の高さＬ１及び隔壁３０の高さＬ３に関わらず斜面３１ａへのインク液滴のピニングは抑制される。すなわち、例えば、滴下されたインク液滴の隣接画素への流入を抑制するために第２隔壁部３１の高さＬ１を比較的高くした場合でも、あっても斜面３１ａへのインク液滴のピニングは抑制される。従って、この構成によれば、各ホール輸送層２１の層厚ムラを低減すると共に、後に滴下される有機ＥＬ発光層２２を形成するためのインクの隣接画素への流入も効果的に抑制することができる。また、第２隔壁部３１の高さＬ１を比較的大きく設定することができるため、各画素に滴下するインクの量を多くすることができる。従って、比較的層厚の厚いホール輸送層２１を実現することができる。隔壁３０の高さは１μｍより大きいことが好ましい。より好ましくは、１．５μｍ以上である。尚、隔壁３０の高さＬ３とは、図４に示すように、ホール輸送層２１が直上に形成されている画素電極１９を基準としたときの隔壁３０先端までの距離のことである。

尚、隔壁３０に撥液性を付与するだけ（隔壁３０を段差構造にしない場合）では隔壁３０の斜面にインク液滴がピニングすることを効果的に抑制することができない。この場合は、隔壁３０の斜面全面にわたってピニングが発生してしまう虞がある。従って、中央部分が比較的薄く、周辺部分が比較的厚い有機機能層２０が形成されることとなる。

次に、ホール輸送層２１の上に有機ＥＬ発光層２２を形成する。有機ＥＬ発光層２２の形成方法としては、ホール輸送層２１の形成方法と同様に、インクジェット法等が挙げられる。インクジェット法により、発光材料を含む膜を成膜した後、乾燥させることにより有機ＥＬ発光層２２を形成する。乾燥にはホットプレートやオーブンを用いて、１５０℃〜２５０℃で０．５分から１２０分加熱することが好ましい。有機ＥＬ発光層２２を形成するためのインクに用いることができる溶媒は、上述したホール輸送層２１の形成に用いることができる溶媒と同様である。

有機ＥＬ発光層２２に関しても、上述の通り、隔壁３０は段差部を有し、且つ隔壁３０は撥液性を有するため、有機ＥＬ発光層２２の材料を含むインク液滴は、乾燥する際に第２隔壁部３１の斜面３１ａや第１隔壁部３２の頂面３２ｂでピニングすることなくスリップする。このため、中央部分及び周辺部分の層厚の差が少なく均一な有機ＥＬ発光層２２を形成することができる。また、上述の通り、第２隔壁部３１の高さＬ１を十分に高くすることができるため、層厚が厚い有機ＥＬ発光層２２を形成することができる。

次に、隔壁３０及び有機ＥＬ発光層２２の全体を覆うように上部共通電極４０を形成する。上部共通電極４０の形成方法としては、スパッタ法や蒸着法等が挙げられる。尚、断線がなく、均一な層厚の上部共通電極４０を得る観点から、第１隔壁部３２の高さＬ２は１．５μｍより小さいことが好ましい。高さＬ２が１．５μｍ以上である場合は、第１隔壁部３２と有機ＥＬ発光層２２との間に生ずる段差が非常に大きいため、その段差部分において上部共通電極４０が断線する虞があるからである。上部共通電極４０の断線をより効果的に抑制する観点から、第１隔壁部３２の高さＬ２は１μｍ以下であることがより好ましい。尚、第１隔壁部３２の高さＬ２とは、図４に示すように、ホール輸送層２１が直上に形成されている画素電極１９を基準としたときの第１隔壁部３２先端までの距離のことである。

上部共通電極４０形成後、封止基板６０をシール５０により接着固定することにより有機ＥＬ素子１を完成させる。封止基板６０をシール５０によりアクティブマトリクス基板１０に接着する工程は、窒素やアルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。酸素や水分が存在する雰囲気下で行った場合、有機ＥＬ素子１内に酸素や水分が残留し、有機機能層２０等を劣化させるため所望の寿命を得ることができない。しかし、不活性ガス雰囲気下で行うことにより有機ＥＬ素子１内に酸素や水分が進入することを効果的に抑制することができ、長い製品寿命を実現することができるからである。

尚、本実施形態に列挙した各部材の材料、及び有機ＥＬ素子１の製造方法は単なる例示であって、本発明は何らこれらに限定されるものではない。また、本実施形態では、アクティブマトリクス方式の有機ＥＬ素子１について詳細に説明したが、本発明に係る有機ＥＬ素子はパッシブマトリクス方式が採用されたものであっても構わない。

また、本発明に係る機能基板は上述した有機ＥＬ素子に限定されるものではない。具体的には、機能層がカラーフィルタ層であるカラーフィルタ基板、機能層が導電層である回路基板、機能層が有機半導体層である有機薄膜トランジスタ基板、機能層がレンズ層からなるマイクロレンズ基板等であってもよい。上述の通り、本発明に係る機能基板は均一な層厚の（層厚ムラがない）機能層を有する。従って、例えば機能層がカラーフィルタ層である場合は、カラーフィルタ層内で光透過率の斑が少ないカラーフィルタ基板を実現することができる。

（実施例１）
本実施例１では、第２隔壁部３１の高さＬ１（隔壁３０の高さＬ３）が異なる複数種類の基板を作成し、それらの基板のそれぞれにホール輸送材料を含むインク液滴７０を滴下して、滴下したインク液滴７０が隔壁３０を超えて隣接する画素電極１９上に流出したか否か（液漏れの有無）を観察した。液漏れの有無は、インク液滴７０を滴下した直後に、光学顕微鏡でそれぞれの基板を観察することにより判定した。

アクティブマトリクス基板１０及び隔壁３０は図３に示す有機ＥＬ素子１と同様の構成とした。図６は隔壁３０が形成されたアクティブマトリクス基板１０の概略断面図である。スパッタ法を用いて、ガラス製の基板上にインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）を１００ｎｍの膜厚で成膜した。スピンコート法を用いて、形成したインジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）薄膜上にフォトレジストを塗布し、フォトマスクを用いて所望のパターンに露光した。露光後、基板を現像液で現像し、水洗いすることにより、所望のレジストパターンを得た。所望のレジストパターンが形成された基板を市販の塩化鉄（ＩＩＩ）溶液に５分浸し、水洗することにより、インジウム錫オキサイド（ＩＴＯ）薄膜を所望の形状にエッチングした。次に、基板を剥離液に５分間浸し、水洗することによりフォトレジストを剥離した。これらのプロセスにより画素電極１９を形成した。隔壁３０は、ポリイミド樹脂材料をスピンコートし、その後ハーフ露光技術、現像工程といったフォトパターニング工程を行うことにより形成した。また、基板にＵＶ／Ｏ₃処理を施して、画素電極１９の表面を親液性にした。隔壁３０には撥液化処理（ＣＦ₄プラズマ処理）を施し、隔壁３０を撥液性とした。第１隔壁部３２の高さＬ２は０．５μｍとした。隔壁３０間の距離Ｌ８は５０μｍとした。隔壁３０に囲まれた画素電極１９は角部が鈍角化された略正方形である。第１隔壁部３２の底面の幅Ｌ４及び頂面の幅Ｌ５はそれぞれ５０μｍ、４０μｍとした。第２隔壁部３１の底面の幅Ｌ６及び頂面の幅Ｌ７はそれぞれ３０μｍ、２０μｍとした。ホール輸送材料はポリチオフェン及びポリマー酸を用いた。ホール輸送材料を溶解させる溶媒は純水を用いた。ホール輸送材料の濃度は５％とした。１画素当たりに滴下する総インク液滴量を４００ピコリットルとした。インク液滴７０は、画素電極１９より１ｍｍ上空から初速１０ｍ／ｓで射出した。

下記の表１に隔壁３０の高さＬ３と液漏れの関係とを示す。

表１に示すように、第２隔壁部３１の高さＬ１が１μｍの場合（Ｌ３＝１．５μｍ）は、ほとんど液漏れは確認されなかった。具体的には、液漏れが確認された画素は１００画素中３〜５画素であった。第２隔壁部３１の高さＬ１が１．５μｍ以上の場合（Ｌ３≧２．０μｍ）は、液漏れは全く確認されなかった。一方、第２隔壁部３１の高さＬ１が０．５μｍの場合（Ｌ３＝１μｍ）は、多くのインク液滴で液漏れが確認された。具体的には、液漏れが確認された画素は１００画素中７０〜８０画素であった。この結果から、第２隔壁部３１の高さＬ１が０．５μｍより大きい場合、言い換えれば隔壁３０の高さＬ３が１μｍよりも大きい場合は液漏れが少なく好適にホール輸送層２１を形成することができることがわかった。また、第２隔壁部３１の高さＬ１が１μｍ以上、隔壁３０の高さＬ３が１．５μｍ以上であることがより好ましいことがわかった。

（実施例２）
隔壁３０が形成されたアクティブマトリクス基板１０にインクジェット法によりホール輸送層２１及び有機ＥＬ発光層２２を形成した。隔壁３０及びアクティブマトリクス基板１０は実施例１と同様の構成とした。高さＬ１は０．５μｍとし、その他高さＬ２を除いたＬ４〜８は実施例１と同様である。ホール輸送材料はポリチオフェン及びポリマー酸とした。発光材料はポリフェニレンビニレンとした。ホール輸送層２１及び有機ＥＬ発光層２２を形成するためのインクの溶媒はキシレンとした。ホール輸送層２１及び有機ＥＬ発光層２２を形成するためのインクの濃度はそれぞれ５％、１０％とした。ホール輸送層２１及び有機ＥＬ発光層２２はインクジェット法により形成した後、１００〜２００℃で５〜３０分乾燥した。

実施例２では、上記構成で第１隔壁部３２の高さＬ２の高さが異なる複数種類の基板に蒸着法により上部共通電極４０を形成した。上部共通電極４０の材料はアルミニウム層とカルシウム層の積層膜とした。上部共通電極４０の層厚は０．１μｍとした。この際の上部共通電極４０の状態を光学顕微鏡により観察した。下記表２に、上部共通電極４０の第１隔壁部３２と有機ＥＬ発光層２２との間の段差部分における断線の有無と第１隔壁部３２の高さＬ２との相関を示す。

表２に示すように、第１隔壁部３２の高さＬ２が１．５μｍである場合は約半数の画素で上部共通電極４０の断線が確認された。第１隔壁部３２の高さＬ２が２．０μｍである場合はほぼすべての画素で上部共通電極４０の断線が確認された。一方、第１隔壁部３２の高さＬ２が１μｍである場合は上部共通電極４０の断線はほとんど観察されなかった。具体的には、１００画素中３〜５画素においてのみ上部共通電極４０の断線が観察された。第１隔壁部３２の高さＬ２が０．５μｍである場合は上部共通電極４０の断線は観察されなかった。

以上の結果からわかるように、第１隔壁部３２の高さＬ２が１．５μｍ未満である場合は上部共通電極４０の断線を効果的に抑制することができることがわかった。第１隔壁部３２の高さＬ２が１μｍ以下であることがより好ましいことがわかった。

本発明に係る機能基板は、携帯電話、ＰＤＡ、テレビ、電子ブック、モニター、電子ポスター、時計、電子棚札、非常案内等に有用である。

Claims (18)

1. 基板本体と、
   上記基板本体上に所定のパターンで配列された複数の機能層と、
   上記複数の機能層をそれぞれに区画する隔壁と、
   を備え、
   上記隔壁は、上記基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、該第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有し、且つ、上記隔壁は、該第２隔壁部の横断面における下底の長さが上記第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている機能基板。
2. 請求項１に記載された機能基板において、
   上記隔壁は有機材料を含む機能基板。
3. 請求項２に記載された機能基板において、
   上記有機材料は、ポリイミド樹脂、アクリル樹脂、及びノボラック樹脂からなる群から選ばれた１種類又は２種類以上の樹脂である機能基板。
4. 請求項１に記載された機能基板において、
   上記複数の機能層のそれぞれは高分子有機材料を含む機能基板。
5. 請求項４に記載された機能基板において、
   上記複数の機能層は湿式塗布法により形成される機能基板。
6. 請求項１に記載された機能基板において、
   上記隔壁は、少なくともその斜面及び頂面が撥液性を有する機能基板。
7. 請求項１に記載された機能基板において、
   上記隔壁は撥液性を有する材料を含んでいる機能基板。
8. 請求項１に記載された機能基板において、
   上記隔壁は、その高さが１μｍより大きくなるように形成されている機能基板。
9. 請求項１に記載された機能基板において、
   上記隔壁は、上記第１隔壁部の高さが１．５μｍより小さくなるように形成されている機能基板。
10. 請求項１に記載された機能基板において、
    上記各機能層はカラーフィルタ層である機能基板。
11. 請求項１に記載された機能基板において、
    上記各機能層は有機エレクトロルミネッセント発光層を少なくとも含む機能基板。
12. 請求項１１に記載された機能基板において、
    上記各機能層は、上記有機エレクトロルミネッセント発光層に積層された１又は複数のバッファ層をさらに含む機能基板。
13. 請求項１に記載された機能基板において、
    上記各機能層は導電層である機能基板。
14. 請求項１に記載された機能基板において、
    上記各機能層は有機半導体層である機能基板。
15. 請求項１に記載された機能基板において、
    上記各機能層はレンズ層である機能基板。
16. 基板本体と、該基板本体上に所定のパターンで配列された複数の表示媒体層と、該複数の表示媒体層をそれぞれに区画する隔壁とを備え、該隔壁は、上記基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、該第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有し、且つ該第２隔壁部は、その横断面における下底の長さが上記第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている機能基板を備えた表示パネル。
17. 基板本体と、該基板本体上に所定のパターンで配列された複数の表示媒体層と、該複数の表示媒体層をそれぞれに区画する隔壁とを備え、該隔壁は、上記基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、該第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有し、且つ該第２隔壁部は、その横断面における下底の長さが上記第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている機能基板を備えた表示装置。
18. 基板本体と、該基板本体上に所定のパターンで配列された複数の表示媒体層と、該複数の表示媒体層をそれぞれに区画する隔壁とを備え、該隔壁は、上記基板本体上に設けられた横断面略台形状の第１隔壁部と、該第１隔壁部の上に設けられた横断面略台形状の第２隔壁部とを少なくとも有し、且つ該第２隔壁部は、その横断面における下底の長さが上記第１隔壁部の横断面における上底の長さよりも短くなるように形成されている機能基板を製造する方法であって、
    上記基板本体上に膜を形成する工程と、
    上記膜にハーフ露光を施して上記隔壁を形成する工程と、
    を備えた機能基板の製造方法。

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