TW200910456A - Thin film forming method, methods of manufacturing organic electroluminescence element, semiconductor device and optical element - Google Patents

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200910456 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關薄膜形成方法、有機電激發光 (mectroLuminescence ; EL)元件之製造方法、半導體元件 之製造方法及光學元件之製造方法，尤其是，係有關藉由 使用液狀材料的塗佈法而形成經圖案化(patterning)之薄膜 的方法、以及使用該方法的有機電激發光元件、半導體元 , 件、及光學元件之製造方法。 k 【先前技術】 近年來，使时機材料來製造發光元件、半導體元 件、光電轉換元件等功能性元件係受到囑目。這是由於藉 由以塗佈法來進行有機材料的膜形成，能約製作具備有機 材料層（功能性層）之大面積的功能性元件。在此情形中， 有機材料層-般而言係以圖案化之方式形成在上述功能性 元件的基板上。 f 、♦利文獻1及2係記載有關於由有機材料構成之薄膜 的圖案形成，首先在基板上形成以包失在間隔壁間的區域 所規定之圖案，於該間隔壁所包夾之區域塗佈含有有機發 先材料的液狀材料，並使之乾燥，藉此在基板上形成由有 機材料構成之有機發光層（功能性層）的圖案。 以第7圖说明由上述習知技術所構成之功能性層的圖 衆形成方法的概要。如第7圖（a)所示，首先，在基板1〇1 上形成：由ITO(Indium Tin Oxide ;氧化銦錫）膜等構成的 電極102;使相鄰的電極1〇2間絕緣的無機絕緣層1〇3;以 320364 4 200910456 進V，無機絕緣層103上由有機物構成的有機間隔壁 ^ 4热機絕緣層1〇3及有機間隔壁層104係對於上述 液狀材料為親液性。 、在此狀怨下’對基板101的表面進行CF4電漿處理（撥 液處I) S CF4電襞處理中，無機物表面（無機絕緣層 1〇3> 102)與有機物表面（有機間隔壁層1〇4)相比係難 ' —口此在該處理後，在基板1 〇 1的表面，無機物 c表面雖對於上述液狀材料保持有親液性，但有機物表面對 於上述液狀材料有撥液性，而將表面之狀態選擇性地進行 變更。 接著，如第7圖（b)所示，利用喷墨（ink jet)方式，以 喷墨頭105將液狀材料106喷出至有機間隔壁層1〇4間。 所嗔出的液狀材料106係被撥液性的有機間隔壁層1〇4所 撥除，而在由有機間隔壁層104所區隔的狀態下保持於具 有親液性的電極102及無機絕緣層1〇3上。藉由使所保持 、 的液狀材1〇6乾燥，便能夠在電極102上以圖案化方式形 成屬於功能性層的發光層。 專利文獻1 :日本特開2000-323276號公報 專利文獻2 :日本特開2002-222695號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之課題） 然而，在上述習知技術的方法中，必須利用微影法 (photolithography)等而在基板ιοί上形成有機間隔壁層 104，而藉由該有機間隔壁層1 〇4來規定所期望的圖案，有 5 320364 200910456 步驟數增加而W導致生產⑽低之問題。 本！X月係有4皿於上述問題而研創者，其目的在於提供 =用塗佈法使用液狀材料、低成本㈣便地在基板上的預 定區域以圖案化方式形成薄膜之方法；及使用該方法製造 的有機電紐光元件、半導體元件 '及光學元件之製 法。 (解決課題的手段） 係监達^述目的’本發明係為-種薄膜形成方法’ =含有㈣形成材料的液狀材料塗佈在基板上而於預定 區域形成薄膜之方法，兮太、土及 理之牛驟.有··對基板進行撥液處 ^驟，在基板之經撥液處理的面以圖案化方式形成對 =述液狀料比該面還科親液性的基層之步驟；以及 在基層上塗錢狀材料並使之乾燥之步驟。 依據如此構成的本發明，在將液狀材料塗佈於基板上 〔預定區域而形成薄膜之前，預先藉由撥液處理而直接地 =隔介其㈣相接地在基板形成撥祕表面，而在該撥 2表面上以圖案化方式形成基層。接著，在該以圖案化 =式形成的親液性之基、層上塗佈液狀材料。藉此，液狀材 =會流th至形成在基板上的撥錄表面，而留在親液性 的基層上，藉由使該液狀材料乾燥，能夠在基板上形成所 圖㈣薄膜。在本發日种，由於可彻基層來規定 =布絲成雜的區域，因此不需要形成間隔壁，能夠 :基板構造予以簡化。藉此’在本發明中，可簡化了製造 V驟，防止製品的生產率下降，並且同時能降低製造成本。 320364 6 200910456 . 此外，在本發明中較佳為， 的步驟中，利用乾式方法形成 U匕方式形成基層 明，不採用塗佈法而採用乾式=、、1鋪如此構成的本發 •基層之面的厲濕性的影響下形藉此月匕夠在不受形成 -用蒸鑛法、滅艘法、CVD法等―二/。乾式方法係能夠使 乾式方法以圖案化方式形成基。此外，於利用 使用成膜區域為開口部之遮罩=方法/ ，例如能夠採用 ( 此外，在本發明中較佳為， 或金屬的複合氧化物所形成之土…、、、屬的氧化物 者：氧化鈒、氧化銦、氧化封、^具體而言，為以下任一 鈦酸鏍。 孔化銘、氧化鎳、鈦酸鋇、 依據如上述構成的本發明 裂置適當地選擇基層的材料㈣作的元件、 選擇上述金屬氧化物、金屬複 'M乍電子襄置時，可 化物、金屬複合化物係穩定亦即丨述金屬氧 ( 材料，柏处执士丄 犯夠進行電荷注入、輪详从 :並此夠在由該等材料構成的輪、的 枓或光電轉換材料所構成的 y成由半導體材 此外，在本發明中較佳為，、^作電子裝置。 :有機物所構成的層。依據如此二：由不溶於液狀射料 在該基層上利用塗佈法形 成t本發明、，由於即使 此能萄和利用蒸鐘法將薄膜、、亦不洛於液狀材料，因 好的狀態保持住基層。〜成在基層上時相同地，以良 此外，在本發明中較佳 之步，驟中，係將基層的端部 ^圖案化方式形成基層 成為順斜角形狀。依據如此 320364 7 200910456 構成的本發明，不易在基 層之邊界部產生段差，能心：：液性表面與親液性的, 狀材料。 結料邊界料實地保㈣ 此外，在本發明中較佳為，在 =财，係於與薄膜的預定區域相二式形成基層 圖案。 域形成基層的 此外，在本發明♦較佳為，在 基層之步驟中’係在由絕緣式形成前述 形成基層的圖案。 斤區恥的導電性材料上 此外，在本發明中較佳 者：含有氟系氣體的真空電裝處理撥=理係為以下任- 處理。依據如此構成的本發明，去=有撥液性的材料之 之面為由有機物所構成時，能夠行撥液處理 液性材料之處理兩者中進行選擇電：處理及塗佈撥 液處理之面為ώ入雇 卜，虽基板之施_ 於在電襞處理巾^ _構成時， 能多句藉由塗佈撥液性材料之處理來實施撥液處 此外’在本發明中較佳為，藉A 複數次之塗佈液狀材料並使之乾燥之步：的=材料售 的本發明，能夠藉由塗佈複數次 二如此福 不均，能夠形成更為均-的薄膜。材枓而分散塗制 此外，在本發明中較佳為，藉由 複數次之塗佈液狀材料並使之乾 驟、液狀材料ί 之步驟。依據如此考 320364 8 200910456 的本發明，能夠形成具有更為複雜的層構成之薄膜。 此外，本發明的有機電激發光元件、半導體元件、光 學元件之製造方法係使用上述薄膜的形成方法。依據如此 . 構成的本發明，係利用塗佈法使用液狀材料，並低成本且 - 簡便地在基板上的預定區域以圖案化方式形成薄膜，藉 此，將製造步驟簡化而防止製品生產率下降，並且能夠降 低製造成本。 (發明的效果） 依據本發明，能夠提供一種利用塗佈法使用液狀材 料、低成本且簡便地在基板上的預定區域圖案形成薄膜之 方法。此外，依據本發明，能夠提供使用上述方法的有機 電激發光元件、半導體元件、光學元件之製造方法。 【實施方式】 以下，參照附圖說明本發明的實施形態。本發明的薄 膜形成方法係在基板上不形成間隔壁部，並將液狀材料塗 I 佈於基板上，使其乾燥而形成微細的預定8Γ案形狀的薄膜 層，且能夠如以下的實施形態所示應用於發光元件、半導 體元件、光學元件等。 (第1實施形態） 首先，利用第1圖說明本發明之第1實施形態的薄膜 形成方法。第1實施形態係使用本發明的薄膜形成方法而 在基板上形成薄膜層之實施形態。第1圖係顯示由本發明 的第1實施形態形成薄膜之步驟之圖。 第1圖（e)係顯示依據第1實施形態於基板11上形成 9 320364 200910456 之薄膜16。薄膜層16係相當於本發明的形成在預定區域 或形成為預定圖案之薄膜。在本實施形態中，薄膜層16 係形成在基層15上，其片該基層15係以預定形狀形成在 . 基板11上。藉此，薄膜層16係以與基層15相同的圖案形 • 狀形成在基板11上。 基板11係為透明的玻璃基板。此外，基板丨丨可為撓 性材質，亦可為硬質材質，且除了玻璃以外，亦可為塑膠、 f 咼分子膜、梦、金屬基板等。此外，基板11亦可為半導體 積體電路基板、在基板上施作有電極等的圖案化之基板等 各種基板。 基層15係能夠使用無機物系材料或有機物系材料 等，並未特別限定。基層15係期望為不溶於構成後述液狀 材料的溶媒為宜。此外，當將本實施形態利用於有機EL 元件與半導體元件等電子元件的製造時，較佳為使用電子 注入·輸送材料或電洞注入.輸送材料作為基層15。 作為如此材料之無機系材料係能夠使用金屬氧化物 及金屬的複合氧化物。 作為上述金屬氧化物的具體例，能夠舉出鉻(Cr)、鉬 (Mo)、鎢(W)、釩(V)、鈮(Nb)、鈕(Ta)、鈦(Ti)、鍅(Zr)、 铪(Hf)、銃(Sc)、釔(Y)、敍（Tr)、錳(Μη)、鐵(Fe)、釕（Ru)、 锇（Os)、鈷(Co)、鎳(Ni)、銅（Cu)、辞(Zn)、鎘(Cd)、鋁(A1)、 鎵(Ga)、銦(In)、矽（Si)、鍺(Ge)、錫（Sn)、鉛(Pb)、銻（Sb)、 鉍(Bi)、鑭(La)、鏑(Lu)等的氧化物。 此外，作為上述金屬的複合氧化物的具體例，除了鈦 10 320364 200910456 酸鋇（BaTi〇3)、鈦酸鋰（SrTi〇3)之外，尚能夠舉出：鈦酸鈣 (CaTi03)、鈮酸鉀（KNb〇3)、鐵酸鉍（BiFe〇3)、鈮酸鋰 (LiNb03)、釩酸鈉（Na3v〇4)、釩酸鐵（FeV〇3)、鈦酸釩 ' (TiV〇3)、鉻酸釩（CrV03)、叙酸鎳（NiV03)、釩酸鎂 -(Μ§ν〇3)、釩酸鈣（CaV03)、釩酸鑭（LaV03)、鉬酸釩 (vm〇o5)、鉬酸釩（v2Mo〇8)、釩酸鋰（LiV2〇5)、矽酸 鎂（MgjiO4)、矽酸鎂（MgSi03)、鈦酸锆(ZrTi04)、鈦酸 r 鋰（SrTi〇3)、鎂酸鉛（PbMg03)、鈮酸鉛（PbNb03)、硼 酸鋇（BaB204)、鉻酸鑭（LaCr〇3)、鈦酸鋰（LiTi2〇4)、銅 酸鑭(LaCu04)、鈦酸鋅(znTi〇3)、鎢酸鈣（CaW04)等。 此外，在上述的具體例中，較佳者為，氧化釩、氧化 鉬、氧化釕、氧化紹、氧化錄、欽酸鋇、鈦酸錯。 此外，在有機物系材料中，作為電洞注入.輸送材料 的具體例’係能夠舉出：苯胺(phenylamine)系化合物、星 狀放射（starburst)型胺系化合物、酜青（phthalocyanine)系化 i 合物、非晶碳、環五胺(cyclopentamine)衍生物、四苯基丁 一炸(tetraphenylbutadiene)衍生物、三苯胺(triphenylamine) 衍生物、曙二唾（Oxadiazole)衍生物、吼嗤并σ奎琳 (pyrazoloquinoline)衍生物、二苯乙婦基苯（distyrylb+enzene) 衍生物、二苯乙稀基伸芳基（distyrylarylene)衍生物、ti比 咯（pyrrole)衍生物、噻吩（thiophene)環化合物、砒啶 (pyridine)環化合物、.紫環酮(perinone)衍生物、茈(peryiene) 衍生物、寡噻吩(oligothiophene)衍生物、三反丁烯二醯胺 (trifumaryl amine)衍生物、噚二唑二聚體、吡唑啉 11 320364 200910456 (pyrazoline)二聚體等色素材料等。此外，能夠舉出··鋁 啥淋醇（alumiquinolinol)錯合物、苯并啥淋皱（benzoquinol beryllium)錯合物、苯并曙唆鋅（benzoxazolyl zinc)錯合物、 苯并°塞β圭鋅（benzothiazole zinc)錯合物、偶氮曱基鋅（azo methyl zinc)錯合物、紫質鋅(porphyrin zinc)錯合物、銪錯 合物等、於中心金屬具有A1(鋁）、Zn(鋅）、Be(鈹）等或 Tb(錢）、Eu(銪）、Dy(鏑）等稀土類金屬且於配位子具有曙 一坐、0塞一0坐(thiadiazole)、苯。比η定(phenylpyridine)、苯基 苯并咪唑（phenylbenzimidazole)、喹啉（quin〇line)構造等的 金屬錯合物材料等。 7\' _ _ v ^ v 一〜侧疋何料的具體例，能夠舉出: T二峻類、財琳醇錯合物等、-般來說形成安定的自由 ㈣-a:—且游離電勢高的物質。具體而言， 2 生物、U,4·三錄iaz〇le)衍生 物、咪唑(imidazole)衍生物等。 16係為將液狀材料塗佈在基層15上，使其乾 々卞而形成者。液狀材料為將 、乾 者。溶劑只要不會將基層15溶解劑而形成 溶液系者而無特職定 I夠使用水糸及有機 燥達到均—，亦可適當添 =了使液體的塗佈性與乾 薄膜形成材料係能夠舌性劑等添加物。 無機滿合材料等可'.容j 7帛有機材料、無機材料、有機 為有機EL元件的；^可t散於溶劑中的材料。在製造物 層形成材料。 約將有機el材料使用於薄膜 320364 12 200910456 接著’根據第i圖’說明第！實施形態的薄膜形成方法。 處理準備基板11(第1陶，對基板11進行撥液 的表面Μ其中，第1圖的符號八係表示基板11 、表面成為了撥液性表面。 於人^朗書中，「撥液性」係指對象表面(基板U)對 Γ撥Λ 16的材料之液狀材料(或其溶_親和性 _ :有無係能夠由液體材料與基板11的接觸角來 接觸#分與固體表面所形成之角度。 的 在本說明書中，係定義當液滴的接觸角為川。以 體表面具有撥液性。此外，定義當 ^二在^體對於固體表面具有親液性，易於潤開。 而形成品質良好的膜。 也散開’ 4液處理係有進行含有氣系氣體 ::及㈣具有撥液性的材料之方法，該等方處二 又據欲賊予撥液性之面的材f來進行適當選擇。^ 擇以二::賦面以有機材料形成時，可選 方法、以=含=性之材料作為潑液處理的 氟系氣體之電襞處理中，處理的方法。在含有 體的真空電漿或大氣屢電漿。如CF4、SF6之氟系氣 另一方面’當欲賦予撥液 時，即使騎含有⑽氣體的電#^/無機材料形成 冤水處理，表面亦不易氟化， 320364 13 200910456 難以賦予良好的撥液性，因此，較佳為以塗佈具有撥液性 的材料之方法進行撥液處理。作為撥液性材料者，能夠使 用分子内具有氟的氟系樹脂、界面活性劑、矽烷偶合劑 . (silane coupling agent)等。 - 在第1圖（b)的例中，由於基板11(亦即欲賦予撥液性 之面）係以無機材料形成，因此進行於基板11的表面塗佈 具有撥液性的材料之處理。藉此，將基板予以撥水化，而 於表面形成撥液性表面A。 /'- 接著，在基板11的撥液性表面A上形成基層15(第1 圖（c))。 在此步驟中，在基板11上配置具有開口部1 a的遮罩 (mask)l，以真空蒸鍍法使基層15成膜。基層15係為了在 後續步驟中易於在其上配置用以形成薄膜16的液狀材料 而用者，係提供親液性表面。 基層15係較佳為，以能夠不受基板11的可濕性影響 ί 地進行膜形成之乾式方法形成。具體而言，除了真空蒸鍍 法以外，較佳為藏鑛法、離子植入法、CVD法等。此外， 亦可層疊複數的材料層而構成基層15。 此外，如第1圖（c)所示，基層15的端部較佳為，形 成為未達90°的順斜角形狀。亦即，基層15在端部較佳為， 形成為愈接近與基板11接觸的邊界邊緣（前端）愈薄。基層 15在端部係隨著從邊界邊緣往基層15的中心部而逐漸變 厚。若如此使基層15的端部形成為順斜角形狀，便不易在 基板11的撥液性表面Α與基層15的邊界部產生段差，而 14 320364 200910456 能夠在基層15的邊界部確實保持液狀材料。 、此外’作為形成預定圖案的基層15之方法 上述使用成膜區域為開Q部的遮罩i之方法以外 用在整Φ基板11形成基層後料微影製程 = ' 進行以圖案形成之方法等。 θ 接著，藉由塗佈法在屬於親液性區域的基層15上塗 佈液狀材料16a(第1圖（d》。 【 基層15係為親液性，而其周圍的基板^表面（撥液 性表面A)係為撥液性。因此，塗佈於基層15的液狀材料 16a在屬於撥液性的基板u會被撥開，藉此不流出至基板 11，而集中在親液性的基層15上。藉此’液狀材料"'i6a 係配置在以圖案化之方式形成的基層15上。 作為液狀材料16a的塗佈方法，有喷墨法、噴嘴塗佈 (nozzle coat)法、分注器（Dispenser)法、棒塗佈（_⑶拈) 法、刮刀塗佈（blade coating)法、滾筒塗佈（roll coat)法、凹 t 版塗佈（gravure coat)法、柔板印刷（flexo print)法、噴塗塗 佈（spray coat)法尊。 接著，使液狀材料16a乾燥而在基層15上形成薄膜 層 16(第 1 圖（e))。 、 藉由使液狀材料16a乾燥，使由薄膜形成材料所構成 的薄膜層16形成在基層15上。液狀材料i6a係能約—邊 藉由安裝在保持基板11之平台（未圖示）的溫度調整機構進 行溫度調整，一邊以加熱板(hot plate)、烤爐（oven)、烘乾 機(dryer)等乾燥機構進行乾燥。 320364 15 200910456 另外，亦可重複複數次液狀材料16a的塗佈步驟及乾 燥步驟。藉由如此重複複數次，能夠獲得所期望厚度的薄 膜層16,並且能夠將塗佈不均予以分散從而形成厚度均一 . 的薄膜層16。 . 此外，亦可使用不同的液狀材料16a而重複複數次塗 佈步驟及乾燥步驟。藉由如此使用複數種的液狀材料 16a，能夠形成具有更為複雜的層構成之薄膜層16。 (第2實施形態） 接著，利用第2圖，說明本發明的第2實施形態的薄 膜形成方法。 弟2貫施形悲係在形成有任意材料層的基板上形成所 期望圖案形狀的薄膜之實施形態。第2圖係顯示本發明的 第2實施形態的薄膜形成步驟之圖。另外，在以下的實施 形態中，與第1實施形態相同的構成要素係標註相同的符 號，並省略重複之說明。 c 首先，如第2圖（a)所示，準備形成有材料層12的基 板11。材料層12可為無機糸材料、有機糸材料*亦可為 無機糸材料與有機糸材料的混合材料等’材料並未特別限 定。 接著，第2圖（b)所示，對基板11的表面（亦即材料層 12)進行撥水處理，形成撥液性表面A。關於撥水處理，當 形成於基板11的材料層12為由無機材料所構成的層時， 較佳為塗佈具有撫液性的材料之方法，當材料層12為由有 機材料所構成的層時，能夠視情況選擇塗佈具有撥液性的 16 320364 200910456 材料之方法及含有氟系氣體的電漿處理中的任一者。 接著，如第2圖（c)所示，在基板11上配置遮罩1， 並藉由真空蒸鍍法等乾式方法，在材料層12的撥液性表面 - A形成所期望圖案的基層15。 - 接著，如第2圖（d)所示，在具有親液性表面的基層 15上塗佈液狀材料16a。此時，由於基層15的周圍的材料 層12表面（撥液性表面A)為撥液性，故液狀材料16a係配 置於親液性表面的基層15上。 〆 接著，如第2圖（e)所示，使配置在基層15上的液狀 材料16a乾燥。藉此，能夠在預定圖案形狀的基層15上形 成相同圖案形狀的薄膜16。 (第3實施形態） 接著，利用第3圖至第5圖，說明本發明的第3實施 形態的薄膜形成方法。 第3實施形態係為使用本發明之薄膜形成方法製造有 I 機電激發光元件之實施形態。第3圖係為顯示本發明的第 3實施形態所製造的有機電激發光元件的剖面圖，第4圖 及第5圖係為顯示該製造步驟之剖面圖及平面圖。 第3圖所示的有機電激發光元件10(以下稱為「有機 EL元件10」）係具有基板11、電極13、絕緣層14、基層 15、薄膜層16、電極17、及氧化保護層18。 電極13係由導電性材料所構成，以預定圖案形成於 基板11。 絕緣層14係由具有電性絕緣性的材料所構成，形成 17 320364 200910456 在基板11及電極13上。絕緣層14係覆蓋基板11、及電 極13的端部，且藉由開口部14a使電極13的一部分露出。 基層15係形成為覆蓋藉由開口部14a而露出的電極 . 13的露出部及開口部14a周圍的絕緣層14。 • 在本實施形態中，薄膜層16係為由含有有機EL材料 的發光性材料所構成之發光層，且係形成在基層15之上。 薄膜層16係使將發光性材料混入溶劑之溶液（液狀材料 16a)乾燥而形成者。 f 電極17係由導電性材料所形成，以預定圖案形成於 薄膜層16上及絕緣層14上。氧化保護層18係形成為覆蓋 在含有電極17等的基板11上。 藉由如此之構成，第3圖所示之有機EL元件10係藉 由於電極13、17間流通電流，而能夠將光從薄膜層16照 射至外部。 接著，根據第4圖及第5圖，說明有機EL元件10 ( 的製造方法。 首先，準備基板11，在基板11上形成電極13及絕緣 層14(第4圖（a)、第5圖（a))。 接著，對基板11進行撥液處理（第4圖（b)、第5圖（b))。 在本實施形態中，絕緣層14係以有機材料形成，電 極13係以無機材料形成。在此例中，由於欲賦予撥液性之 面（絕緣層14)係以有機材料形成，因此對基板11的表面進 行含有氟系氣體的電漿處理。藉此，絕緣層14的親液性表 面係經撥液化而成為撥液性表面A。在第5圖（b)至第5圖 18 320364 200910456 (e)中，符號「A(14)」係表示絕緣層14的表面成為撥液性 表面A。另外，由於電極13係以無機材料形成，因此即使 進行上述電漿處理，電極13仍然還是親液性表面。 . 另外，在此情形中，亦可藉由塗佈具有撥液性的材料 . 而賦予絕緣層14及電極13的表面撥液性。 另一方面，不同於本實施形態，當絕緣層14與電極 13皆以無機材料形成時，由於欲賦予撥液性之面（絕緣層 14)係以無機材料形成，因此對基板11的表面進行塗佈具 /' S'有撥液性的材料之處理。藉此，絕緣層14及電極13的表 面係經撥液化。 接著，形成基層15(第4圖（c)、第5圖（c))。 在本實施形態中，係以面對開口部14a及其周圍的絕 緣部14之方式配置遮罩1，並利用真空蒸鍍法使基層15 成膜。藉此，基層15係以覆蓋開口部14a及其周圍的絕緣 層14的方式形成。另外，亦可以其他的乾式方法製作基層 ί 15。 接著，藉由塗佈法將液狀材料16a塗佈於基層15上（第 4 圖（d)、第 5 圖（d))。 基層15係為親液性，而其周圍的絕緣層14的撥液性 表面A係為撥液性。因此，塗佈於基層15的液狀材料16a 係在絕緣層14的撥液性表面A被撥除，而不流出至絕緣 層14，而停留在親液性的基層15。藉此，液狀材料16a 係配置在以圖案化方式形成的基層15上。 接著，使液狀材料16a乾燥而在基層15上形成薄膜 19 320364 200910456 層16(第4圖（e)、第5圖（e))。 藉由液狀材料16a的乾燥，在基層15上形成有機EL 材料所構成的薄膜層16。 再者，在液狀材料16a的乾燥後，利用真空蒸鍵法等 形成電極17及氧化保護層18，來製造第3圖所示的有機 EL元件10。 (第4實施形態） 接著，利用第6圖，說明本發明的第4實施形態的薄 膜形成方法。 第4實施形態係使用本發明的薄膜形成方法製造半導 體元件之實施形態。第6圖係顯示本發明的第4實施形態 的薄膜形成步驟。 首先，如第6圖（a)所示，準備形成有材料層12的基 板11。 接著，如第6圖（b)所示，對基板11上的材料層12 進行撥液處理，於材料層12形成撥液性表面A。 接著，如第6圖（c)所示，使用具有預定圖案的遮罩1， 以真空蒸鍍法等乾式方法，在撥液性表面A形成作為閘極 電極之預定圖案的基層15。 接著，如第6圖（d)所示，在作為閘極電極而發揮功能 的基層15上，塗佈使絕緣層材料溶解於溶劑而得之液狀材 料 20a。 接著，如第6圖（e)所示，使塗佈在基層15上的液狀 材料20a乾燥而於基層15上形成絕緣層20。其中，絕緣 20 320364 200910456 層20係具有親液性。 再者，如第6圖⑴及第6圖（g)所示，在親液性的絕緣 層20上塗佈使半導體材料溶解於溶劑之液狀材料21a，並 . 使之乾燥。藉此，在絕緣層20上形成半導體層21。 - 接著，如第6圖（h)所示，在基板11上配置具有預定 圖案的遮罩2。遮罩2係形成為用來形成源極電極及汲極 電極的圖案。 然後，如第6圖⑴所示，利用真空蒸鍍法等，在半導 / 體層21上形成源極電極22及汲極電極23，而製造半導體 元件。 如以上所述，在本發明的各實施形態中，預先在基板 11上形成撥液性表面A，之後再在該撥液性表面A形成預 定圖案形狀的親液性的基層15或絕緣層20。然後，藉由 塗佈法，於該親液性的圖案形狀配置液狀材料16a、20a、' 21a。此時，由於親液性的圖案形狀的區域外係成為撥液性 (: 表面A，因此能夠將液狀材料16a、20a、21 a留置於親液 性的圖案形狀，藉由使之乾燥，而能夠形成與親液性的圖 案形狀相同圖案形狀的薄膜層16、絕緣層20、或半導體層 2卜 如此，在本發明的各實施形態中，能夠將使液狀材料 乾燥而形成的薄膜層形成為微細的預定圖案形狀，不用如 習知技術藉由費工的微影法等來形成隔壁層。藉此，將製 造步驟簡化而防止製品生產率下降，並且能夠降低製造成 本0 21 320364 200910456 以下，說明製作有機 (實施例1) 電激發光元件的具體實施例。 錫圖案化以作為第1 準備在透明坡5离基板上將氧化鋼 電極的基板。 疋轉塗佈（spin coating)法，於整面塗佈正 型光阻劑 1Ve photoresist)(東京應化社製： OFPR-800)，使之皆r 衣 ^ 紐而形成膜厚1 的光阻劑層。 / ，著’使用設計成覆蓋ITO端部的光罩(photomask)， 利用定位曝光機進行紫外線照射後，利用阻劑顯影液(東京 應化社製.顺〇_3)去除曝光部的妹劑。接著，在加熱板 上以230 c進行1小時的加熱處理，使阻劑完全地加熱硬 化而成為有機絕緣層。 接著’利用使用CF4氣體的真空裝置，對絕緣層表面 實施撥液處理。 接著’隔介設計成至少使ITO露出部（開口部）成為開 (口部之金屬遮罩’利用真空蒸鍍機，藉由電阻加熱法將氧 化钥進行圖案製作而作為基層。 (評價1)利用自動接觸角測量裝置（英弘精機社製： OCA20)，以苯甲醚（anis〇ie)(表面張力35dyn/cm)在絕緣層 上及基層上進行接觸角測量，結果得到在有機絕緣層上為 48·7°，在基層上為10°以下。藉此，確認絕緣層為撥液性 表面’基層為親液性表面。 接著，製作混合有Aldrich公司製的MEM-PPV(聚(2-曱氧基-5-(2，-乙基-己氧基）-對笨撐乙烯）；poly(2- 22 320364 200910456 methoxy 5 (2-ethyl-liexyl〇xy)nhenyienevinyiene))、重量 平均分子置約20萬分之1重量％的曱苯(t〇luene)、及苯甲 醚之液狀材料作為薄膜形成材料，藉由喷嘴塗佈法，將印 .墨（洛液）塗佈在屬於基層的氧化鉬層上，使之乾燥而製作 . 出膜厚1000人的有機電激發光層（發光層）。 (評價2)利用光學顯微鏡進行IT〇開口部周邊的觀 察，以觀察發光層的圖案形成狀態，結果確認發光層良好 地形成在基層上。 f 接著’以100人的厚度蒸鍍鈣作為第2電極，再以 2000A的厚度蒸鍍銀作為氧化保護層。藉此，製作出底部 發光型（bottom emission)構造的有機EL元件。 (評價3)將ITO電極（第1電極)侧連接至正極，將金屬 電極（弟2電極）側連接至負極，以電源計（s〇urce meter)施 加直流電流，觀察發光部的狀態，結果確認能夠獲得良好 的發光狀態。 ((實施例2) 在實施例1中’除了使用CF4氣體作為反應氣體並利 用大氣壓電漿裝置來實施撥液處理外’皆以相同的製程製 作元件。 (評價1)在電漿處理後，利用自動接觸角測量裝置（英 弘精機社製：OCA20)，以苯曱醚（表面張力35dyn/cm)進行 接觸角測量，結果得到在有機絕緣層上為52 4。，在基層 上為10。以下。藉此，確認絕緣層為撥液性表面，基層為 親液性表面。 23 320364 200910456 (評價2)在發光層形成後，光學難鏡進行ιτ〇 開口部周邊的觀察，以觀察發光層的圖案形成狀態，結果 確認發光層良好地形成在基層上。 • (評價3)將ΙΤ〇電極侧連接至正極，將金屬電極側連 -接至負極，以電源計施加直流電流，觀察發光部的狀態， 結果確#忍此夠獲得良好的發光狀雜。 (實施例3) 【 於透明玻璃基板上圖案化氧化銦錫以作為第i電極。 接著，藉由濺鍍法形成膜厚2〇〇〇A的氧化矽層。 接著，藉由旋轉塗佈法將正型先阻劑（p〇sitive photoresist)(東京應化社製：〇FpR_8〇〇)塗佈於整面’使之 乾燥而形成膜厚1 /z m的光阻劑層。 接著，使用設計為覆蓋IT0端部的光罩，利用定位曝 光機進行紫外線照射後，利用晖劑顯影液（東京應化社製： NMD-3)去除曝光部的光阻劑。 ί 接著，利用真空乾蝕刻裝置並使用混合CF4氣體與氧 氣之氣體來蝕刻氧化矽。之後，將光阻劑層剝離而形成無 機絕緣層。 ^ 接著，就撥液處理而言，係藉由旋轉塗佈法塗佈氟烷 基♦烧（fluoroalkylsilane)(Tohchm Products 有限公司萝· MF-160E)並使之乾燥而形成撥液層。 接著，隔介設計成至少使ΠΌ露出部（開口部）成為開 口部之金屬遮罩，利用真空蒸鍍機’藉由電阻加熱法將氧 化鉬進行圖案製作而作為基層。 320364 24 200910456 ’ 貝1)利用自動接觸角測量裝置（英弘精機社製·· OCA20) ’以苯甲醚（表面張力35dyn/cm)在絕緣層上及基層 上進行接觸角测量’結果得到在有機絕緣層上為6〇 5。， ‘在基層上為1〇。以下。藉此，確認絕緣層為撥液性表面， - 基層為親液性表面。 接著’製作混合有Aldrich公司製的mem-Ppv(聚(2_ 甲氧基-5-(2’-乙基-己氧基)_對苯撐乙烯）、重量平均分子量 广約20萬分之1重量％的甲笨、及苯曱醚之液狀材料作為薄 膜形成材料’藉由噴嘴塗佈法，將印墨塗佈在屬於基層的 氧化鉬層上’使之乾燥而製作出膜厚1000A的有機電激發 光層（發光層）。 (评價2)利用光學顯微鏡進行ΠΌ開口部周邊的觀 察’以觀察發光層的圖案形成狀態，結果確認發光層良好 地形成在基層上。 接著’以100A的厚度蒸鍍鈣以作為第2電極，再以 t 2000A的厚度蒸鑛銀以作為氧化保護膜。 (评價3)將ITO電極側連接至正極，將金屬電極側連 接至負極，以電源計施加直流電流，觀察發光部的狀態， 結果確遇此夠獲得良好的發光狀態。 (實施例4) 貝％例4係製作具有頂部發光型（t〇p。以如⑽)構造的 有機EL元件。 首先準備基板’其中’該基板係於透明玻璃基板上將 依Cr (鉻）、氧化銦錫之順序形成的層積體進行圖案化以作 25 320364 200910456 為第1電極。 接者’ 藉由旋轉塗佈法於整面塗佈正型光阻劑（東京 應化社製.OFPR-800) ’使之乾知而形成膜厚1 " m的光阻 . 劑層。 接著，使用設計為覆蓋ITO端部的光罩，利用定位曝 光機進行紫外線照射後，利用阻劑顯影液（東京應化社製： NMD-3)去除曝光部的光阻劑。接著’在加熱板上以23〇〇c / 進行1小時的加熱處理，使阻劑完全地加熱硬化，成為有 機絕緣層。 接著’利用使用CF4氣體的真空裝置，對絕緣層表面 實施撥液處理。 接著，隔介設計成至少使IT0露出部（開口部）成為開 口部之金屬遮罩，利用真空蒸鍍機’藉由電阻加熱法將氧 化鉬進行圖案製作以作為基層。 (評價1)利用自動接觸角測量裝置（英弘精機社製： I OCA20)，以苯甲醚（表面張力35dyn/cm)在絕緣層上及基層 上進彳于接觸角測量，結果得到在有機絕緣層上為48.7。， 在基層上為1 〇。以下。藉此，確認絕緣層為撥液性表面， 基層為親液性表面。. 接著，製作混合有Aldrich公司製的MEM-PPV(聚(2-甲氣基-5-(2’-乙基-己氧基)-對苯撐乙稀）、重量平均分子量 約20萬分之1重量％的甲苯、及苯曱醚之液狀材料作為薄 膜形成材料，藉由嗔嘴塗佈法，將印墨（溶液）塗佈在屬於 基層的氧化鉬層上，使之乾燥而製作出膜厚1000A的有機 26 320364 200910456 電激發光層（發光層）。 (評價2)利用光學顯微鏡進行ITO開口部周邊的觀 察，以觀察發光層的圖案形成狀態，結果確認發光層良好 地形成在基層上。 接著，以100A的厚度蒸鍍鈣、接著再以50A的厚度 蒸鍍鋁以作為第2電極，再利用以氧化銦錫（ITO)為靶材的 對向靶材式成膜裝置，以2000A的厚度蒸鍍透明電極層。 藉此，製作出頂部發光型構造的有機EL元件。 (評價3)將鉻、ITO的層積體侧的電極連接至正極， 將僅有ITO的電極側連接至負極，以電源計施加直流電 流，觀察發光部的狀態，結果確認在與玻璃基板側相反的 方向能夠獲得良好的發光狀態。 (比較例1) 在實施例1中，除了不實施撥液處理外，皆以相同的 製程來製作元件。 (評價1)利用自動接觸角測量裝置（英弘精機社製： OCA20)，以苯曱醚（表面張力35dyn/cm)在絕緣層上及基層 上進行接觸角測量，結果得到在有機絕緣層上為12°，在 基層上為10°以下。藉此，確認絕緣層與基層皆為親液性 表面。 (評價2)在形成有機電激發光層後，利用光學顯微鏡 進行ITO開口部周邊的觀察，以觀察發光層的圖案形成狀 態，結果確認發光層的寬度遠寬於基層的寬度。 (評價3)將ITO電極侧連接至正極，將金屬電極側連 27 320364 200910456 接至負極，以電源電錶施加直流電流，結果電極間發生短 路而無法確認發光。 [表1] 實施例1 實施例2 實施例3 比較例1 絕緣層 有機物 有機物 無機物 有機物 基層 無機 無機 無機 無機 構成 (M〇0) (M〇0) (M〇0) (M〇0) 撥液(撥印墨）化 處理 真空電漿 大氣壓 電漿 塗佈撥液 性材料 無 評價1 印墨的 絕緣層上 48.7。 52.4。 60.5。 12。 接觸角 基層上 10°以下 10°以下 10°以下 10°以下 評價2 圖案形成的狀態 良好 良好 良好 比基層的寬 度還寬 評價3 發光狀態 良好 良好 良好 電極間導通 而無法發光 【圖式簡單說明】 第1圖（a)至(e)係顯示本發明的第1實施形態的薄膜形 成步驟之圖。 第2圖（a)至（e)係顯示本發明的第2實施形態的薄膜形 成步驟之圖。 第3圖係顯示本發明的第3實施形態製造的有機電激 發光元件的剖面圖。 第4圖（a)至（e)係顯示第3圖的有機電激發光元件的製 造步驟之圖。 第5圖（a)至（e)係顯示第3圖的有機電激發光元件的製 28 320364 200910456 造步驟之圖。 第6圖⑷至（i)係顯示本發明的第4實施形態的半導體 元件的製造步驟之圖。 第7圖（a)及(b)係顯示有關習知技術的薄膜形成步驟。 * . 【主要元件符號說明】 1、2 遮罩 la、14a 開口部 10 有機電激發光元件 11 ' 101 基板 12 材料層 13、17、102 電極 14 > 20 絕緣層 15 基層 16 薄膜層 16a、20a、21a 液狀材料 18 氧化保護層 21 半導體層 22 源極電極 23 汲·極電極 103 無機絕緣層 104 有機間隔壁層 105 喷墨頭 A 撥液性表面 29 320364

Claims (1)

1. 200910456 七、申請專利範圍： 1. -種薄膜形成方法，係將含有薄M形成材料的液狀材 料塗佈在基板上而於預定區域形成薄膜，該方法係且 有： 八 對如述基板進行撥液處理之步驟，· =鈾述基板的經撥液處理的面以圖案化方式形成 對於别述液狀材料比該面還具有親液性的基層之步 驟，以及 在前述基層上塗佈前述液狀材料並使之乾燥之步 2. 3. 4. 如申請專利_第丨項之薄膜形成方法，其中，在^ 2化方式形成前述基層的步财，係利用乾式方9 形成前述基層。 專利範圍第1項或第〕項之薄膜形成方法，Λ 物所=層層係為由金屬的氧化物或金屬的複嫩 之薄膜形成方法，其中，形成 金屬的魏物或金屬的複合氧化 二=:氧化鈒、氧化銷、叫氧化⑽ 杲鈦酉文鋇、鈦酸銷。 W形成方法，其 構成料前述錄材㈣有機物所 6·如令請專利 範圍第 1至5項中任一項之薄 膜形成方 320364 30 200910456 ^ 其'中’在以圖案化方式形成前述基層之步驟中， 係、將&述基層的端部形成為順斜角形狀。 申明專利範圍第1至6項中任一項之薄膜形成方 /会’其中’在以圖案化方式形成前述基層之步驟中， 係於與前述薄膜的預定區域相同之區域形成前述基層 的圖案。 曰 8.如申請專利範圍第1纟7項中任-項之薄膜形成方 法’其中’在以圖案化方式形成前述基層之步驟中， 係在由絕緣性材料所區隔的導電性材料上形成前述基 層的圖案。 •如申睛專利範圍第1項之薄膜形成方法，其中，前述 =夜處理係為以下任—者：含有氣體的真空電聚 处理、含有氣系t體的大氣壓電衆處王里、或在前述基 板上塗佈具有撥液性的材料之處理。. 、、申π專利範圍第i i 9項中任—項之薄膜形成方 法、，其中，使用相同的液狀材料重複複數次之塗佈前 述液狀材料並使之乾燥的步驟。 U·如申請專利範圍第i i 9項中任—項之薄膜形成方 j、、^、中使用不同的液狀材料重複複數次之塗佈前 述液狀材料並使之乾燥的步驟。 12.二種有機電激發光元件之製造方法，係使用 L3關第1至11項中任-項之薄膜形成方法。 種+導體70件之製造料，係❹巾料職圍第i 至11項中任一項之薄膜形成方法。 320364 200910456 14. 一種光學元件之製造方法，係使用申請專利範圍第1 至11項中任一項之薄膜形成方法。 32 320364