TWI453791B - 裝置、膜形成方法及裝置的製造方法 - Google Patents

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Description

裝置、膜形成方法及裝置的製造方法
本發明是有關裝置、膜形成方法及裝置的製造方法。
近年來，電子裝置的製造方法為使用液相法之裝置的開發正進行著。例如，在專利文獻1~3中，揭示有藉由液滴吐出法來將有機EL裝置的形成材料(電洞注入材料、發光材料)配置於基體上的技術。
圖15是用以說明使用液滴吐出法的膜形成方法的說明圖。如圖15所示，在以往的膜形成方法中，首先是在形成膜F的區域周圍形成隔壁B(圖15(a))。然後，藉由CF4 電漿處理等來將該隔壁B的表面加工成撥液性之後，對藉由隔壁B所區劃的區域吐出含機能性材料的液體材料L。然後，乾燥此液體材料L，藉此使機能性材料的膜F析出(圖15(b))。
〔專利文獻1〕特開2001－291583號公報〔專利文獻2〕特開2002－56980號公報〔專利文獻3〕特開2004－235128號公報
但，若利用隔壁B來形成膜，則如圖15(b)所示般，膜的端部F2，F3會大幅度地隆起，有無法形成均一的膜等的問題。這可想成是因為其次的理由所造成。一般配置於基體上的液體是在邊緣(edge)乾燥的進行快。因此，在液體的乾燥過程中是在液體的邊緣，溶質的濃度首先到達飽和濃度，開始析出。另一方面，在液體內部，為了補給因為在液體的邊緣蒸發所流失的液體，而產生從液體中央部往液體周緣部之液體的流動。其結果，液體中央部的溶質會跟著該流動而被運至液體周緣部，隨著液滴的乾燥而促進來自周緣部的析出。然後，一旦如此的液流在隔壁B的開口區域內產生，則在隔壁B的附近，膜的表面會形成隆起成M字狀或U字狀的狀態，有損膜的平坦性。
一旦膜在偏移的狀態下形成，則形成於其上的膜的平坦性及膜厚的均一性也會產生影響。例如，在形成有機EL元件時，雖是在隔壁所區劃的區域中依序形成電洞注入/輸送層及發光層，但若電洞注入/輸送層的平坦性差，則形成於其上的發光層的平坦性也會惡化，發光特性會產生不均。
於是，在專利文獻1中揭示有使用液滴吐出法來將液滴吐出2次以上，藉此進行凹陷或未塗佈部份的修正，使膜平坦化之技術。又，在專利文獻2中揭示有添加由矽系化合物或氟系化合物所構成的均化劑(leveling agent)，使膜平坦化之技術。又，在專利文獻3中揭示有在電洞注入/輸送層上使隔壁圖案化，而消除電洞注入/輸送層的凹凸影響之技術。
但，就專利文獻1的方法而言，若在複數次的吐出中使用同一溶媒，則先前形成的膜會再溶解於溶媒，因此一旦溶媒的選擇被限制，則會有問題。又，就專利文獻2的方法而言，均化劑對發光特性的影響會成問題。又，就專利文獻3的方法而言，在形成十分高的隔壁時，會有液滴的乾燥開始位置不安定，膜厚形成不均一等的問題。
本發明是有鑑於如此的情事而研發者，其目的是在於提供一種防止產生於隔壁的附近之膜的偏倚，可形成均一的膜之膜形成方法及裝置的製造方法。又，其目的是在於提供一種可藉由具備利用如此的方法所形成的膜來謀求特性的均一化之裝置。
為了解決上述課題，本發明的裝置，其特徵係具有：隔壁；設置於藉由上述隔壁而區劃的區域之膜；及設置於藉由上述隔壁而區劃的區域的外周部之溝。
若利用此構成，則由於在隔壁的附近形成有溝，因此在以液相法來形成膜時，可抑止形成於膜的端部之隆起，進而能夠取得平坦性佳的膜。其理由可想成被運至隔壁附近的溶質(機能性材料)會被收容於溝內，或隔壁附近的液體的對流會藉由溝而改變，且實驗上也證明藉由溝的形成可解除隔壁附近的膜隆起。
在本發明中，較理想是上述溝係以能夠圍繞形成有上述膜的區域之方式形成環狀。
若利用此構成，則可解消在隔壁附近形成環狀之膜的偏倚，於膜全體實現高平坦性。
在本發明中，較理想是上述溝係按照來自上述隔壁的距離而深度有所不同。
膜的隆起是從藉由隔壁所區劃的區域的外周部到中央部形成傾斜狀。因此，可對應於此傾斜狀的隆起來使溝的深度變化，藉此形成平坦性佳的膜。例如，當膜形成U字狀時，較理想是在藉由隔壁所區劃的區域的最外周部，溝的深度最深。又，當膜形成M字狀時，較理想是溝的深度，中央部側比上述區域的最外周部更深。
本發明的膜形成方法，係於藉由隔壁而區劃的區域配置液體材料來形成膜，其特徵為具有：在藉由上述隔壁而區劃的區域的外周部形成溝之步驟；在藉由上述隔壁而區劃的區域配置含機能性材料的液體材料之步驟；及使上述液體材料乾燥而形成覆蓋上述溝的上述機能性材料的膜之步驟。
若利用此方法，則由於在隔壁的附近形成有溝，因此可抑止形成於膜的端部之隆起，進而能夠取得平坦性佳的膜。其理由可想成被運至隔壁附近的溶質(機能性材料)會被收容於溝內，或隔壁附近的液體的對流會藉由溝而改變，且實驗上也證明藉由溝的形成可解除隔壁附近的膜隆起。
另外，在本說明書中所謂「機能性材料」是意指具有電氣．電子性機能(導電性、絕緣性、壓電性、焦電性、誘電性等)、光學性機能(光選擇吸收、反射性、偏光性、光選擇透過性、非線形光學性、螢光或磷光等的發光、光致變色(Photo Chromic)性等)、磁氣性機能(硬磁性、軟磁性、非磁性、透磁性等)、化學性機能(吸著性、脫著性、觸媒性、吸水性、離子傳導性、氧化還元性、電氣化學特性、電致變色(Electro Chromic)性等)、機械性機能(耐磨耗性等)、熱性機能(傳熱性、隔熱性、紅外線放射性等)、活體性機能(活體適合性、抗血栓性等)等各種的機能之材料。又，所謂含機能性材料的液體材料是意指藉由使含於液體材料中的固形成份膜化，而形成取得具有上述機能的膜(機能膜)者。例如，在形成發光裝置的發光層時，機能性材料為使用具有螢光或磷光的材料即可，在形成彩色濾光片時，使用顏料等的微粒子著色材料即可。並且，在形成液晶裝置的透明畫素電極時，使用銦錫氧化物(ITO)等的微粒子導電材料即可。
在本發明中，較理想是上述溝係以和形成上述隔壁的步驟相同的步驟所形成。
若利用此方法，則不需要用以形成溝的新步驟，因此製造容易。並且，容易從以往的步驟轉移。例如，以蝕刻等來使隔壁圖案化時，只要在隔壁的附近形成深的蝕刻挖陷，便可同時形成隔壁與溝。
在本發明中，較理想是在配置上述液體材料的步驟時，在上述隔壁的表面形成對上述液體材料具有親液性的親液區域。
如前述，配置於基體上的液體是在其邊緣溶質會局部析出。然後，藉由該析出的溶質，液體的邊緣會形成固定的狀態，隨著往後的乾燥之液體的收縮(外徑的收縮)會被抑止。在此，若在隔壁的表面未形成親液區域，則液體材料的乾燥開始點會不一致，無法形成均一膜厚的圖案。例如，在圖15(b)中，堆積於隔壁附近的膜F2，F3的膜厚不一致，該影響下，在中央部的膜F1中，於膜中央部及膜周緣部的膜厚會有所不同。並且，如此的乾燥開始位置的不一致是在每個畫素不均一地發生，因此將難以在每個畫素形成均一的膜，其結果，在適用於有機EL裝置等的發光裝置時，有時會發生發光不均或暗點等的顯示不良。另一方面，如本發明那樣，若在隔壁的表面設置親液區域，則液體的邊緣會被固定於親液區域所被形成的位置，因此如此乾燥開始位置的不一致不會產生。所以，在液體材料的乾燥過程中，親液區域所被形成的位置會形乾燥的開始點，而來進行液體材料的乾燥，不會有像以往那樣，因為乾燥開始位置不一致，而造成膜的厚度不均一等的問題。
另外，在以後的說明中，將上述現象、亦即藉由析出於邊緣的溶質，隨著乾燥之液體的收縮會被抑止的現象稱為「阻塞(pinning)」，且將此阻塞產生的位置稱為「阻塞點」。本方法是在隔壁的表面設置親液性的區域，藉此控制液體材料的阻塞點、亦即液體材料之乾燥的開始位置。
並且，在本說明書中，所謂的「親液性」是意指對配置於藉由隔壁所區劃的區域之液體材料顯現親和性的特性，所謂的「撥液性」是意指對液體材料顯現非親和性的特性。在上述的方法中，親液區域只要形成比未形成有該親液區域的隔壁表面親液性相對高的狀態即可。雖隔壁的表面最好具有撥液性，但即使具有親液性，只要形成比親液區域親液性相對小的狀態，液體材料的液面便可固定於親液區域所被形成的位置。
在本發明中，較理想是上述隔壁係包含：對上述液體材料具有親液性的親液層、及對上述液體材料具有撥液性的撥液層，
藉由露出於上述隔壁的表面之上述親液層來形成上述親液區域。
若利用此方法，則可容易在隔壁的表面形成親液區域。
在本發明中，較理想是上述隔壁的形成步驟係包含：形成上述親液層之步驟、及於上述親液層上形成上述撥液層之步驟、及使上述撥液層圖案化之步驟、及以上述撥液層作為光罩來使上述親液層圖案化之步驟。
若利用此方法，則可將親液層及撥液層形成面一致，因此可防止親液層與撥液層的位置偏移所產生之膜的不均一性。就以往的隔壁形成方法而言，一般是一層一層地形成親液層與撥液層的方法。因此，有時在親液層與撥液層之間會產生微妙的位置偏移，此位置偏移會對膜的平坦性造成影響。但，就本發明那樣以撥液層作為光罩來使親液層圖案化的方法而言，在兩者之間不會產生位置偏移，膜的平坦性及膜厚的均一性佳。並且，供以使親液層圖案化之阻劑光罩的形成不需要，因此亦具有步驟簡單的優點。
在本發明中，較理想是上述親液層的厚度係與對象的膜的厚度大略相同。
配置於基體上的液體材料是在乾燥初期形成凸形的液面，但隨著液量減少而被拉至隔壁的內壁，形成剖面凹形的液面形狀。此刻，由於液體材料的液面是被固定(阻塞)於親液層上面的位置，因此所被形成的膜厚度在藉由隔壁所區劃的區域的外周部(隔壁附近)及中央部皆會被控制成與親液層的厚度大略相同的厚度。因此，若利用本方法，則可將所被形成的膜厚度控制成膜全體均一，形成平坦性佳的膜。
本發明之裝置的製造方法，係具有在藉由隔壁而區劃的區域配置液體材料來形成膜之步驟，其特徵為：形成上述膜的步驟係藉由上述本發明的膜形成方法來進行。
若利用此方法，則可防止在隔壁的附近所產生之膜的偏倚，進而能夠形成均一的膜，因此所被取得的裝置亦具有均一的特性。
在本發明中，上述裝置係具備：電極、及形成於上述電極上的上述膜，形成上述溝的步驟可藉由部份除去上述電極來進行。
此情況，較理想是部份除去上述電極的步驟係藉由部份除去上述電極的表面來進行。
若利用此方法，則只要加工電極便可容易實現本發明的效果。並且，在厚度方向不完全除去電極，只要除去電極的表面部份，藉此可防止開口率等的低下。
在本發明中，上述裝置係具備：電極、及形成於上述電極上的上述膜，形成上述溝的步驟可藉由部份除去上述電極的外周部的上述隔壁來進行。
例如，以蝕刻等來使隔壁圖案化時，只要在隔壁的附近形成深的蝕刻挖陷，便可同時形成隔壁與溝。
若利用此方法，則只要加工隔壁便可容易實現本發明的效果。
在本發明中，上述裝置係於上述電極上具備包含電洞注入/輸送層及發光層的膜，
形成上述膜的步驟可包含：在藉由上述隔壁而區劃的區域配置含上述電洞注入/輸送層的形成材料之液體材料，而形成上述電洞注入/輸送層之步驟；及在上述電洞注入/輸送層上配置含上述發光層的形成材料之液體材料，而形成上述發光層之步驟。
若利用此方法，則電洞注入/輸送層的表面可形成平坦，因此形成於其上的發光層也可平坦且均一地形成。因此，所取得的發光裝置的發光特性也會形成均一。另外，在隔壁的附近形成有溝，因此最下層的電洞注入/輸送層的厚度會在隔壁的附近變大，但在電洞注入/輸送層之類的導電性膜中，膜厚的變化不會對導電性造成太大的影響。因此，在隔壁的附近及除此以外的部份，發光特性不會有產生太大的不均之情況。
以下，利用圖面來說明本發明的實施形態。另外，在以下的圖面中，為了使各層或各構件在圖面上形成可辨識的程度大小，而使各層或各構件縮小比例與實際者有所不同。
〔膜形成方法〕
圖1是表示本發明的膜形成方法的概念圖。本發明的膜形成方法是藉由在基體上配置液體材料來形成膜的膜形成方法，具有：在基體上形成用以配置上述液體材料L的區域的隔壁B之步驟、及在藉由上述隔壁B所區劃的區域配置包含機能性材料的液體材料L之步驟(圖1(a))、及乾燥上述液體材料L而形成由上述機能性材料所構成的膜F之步驟(圖1(b))。並且，包含配置上述液體材料L時，在藉由上述隔壁B所區劃的區域的外周部形成溝D之步驟(圖1(a))，藉由上述溝來抑止膜F的端部隆起，藉此形成平坦性佳的膜為其特徵。
隔壁B是設置於基體上，例如由樹脂等的有機物或無機物所構成。溝D較理想是形成環狀，而使能夠圍繞配置液體材料L的區域。又，液體材料L可適用於水系及有機系的其中任一種。
膜F被平坦化的理由，可想成被運至隔壁附近的溶質(機能性材料)會被收容於溝內，或隔壁附近的液體的對流會藉由溝而改變，且實驗上也證明藉由溝的形成可解除隔壁附近的膜隆起。例如，在形成100nm程度的深度的溝D時，可將以往形成7nm程度的膜隆起壓制到1nm程度。
圖2是表示隔壁B的其他構成圖。在圖2中，隔壁B是藉由對液體材料L具有親液性的親液層B1及對液體材料L具有撥液性的撥液層B2所構成。在此構成中，由於在隔壁B的表面形成有對上述液體材料L具有親液性的親液區域(親液層B1)，因此在液體材料L的乾燥過程中，乾燥會在液體材料L的液面被固定(阻塞)於親液層B1與撥液層B2的境界部的狀態下進行。亦即，液體材料L的乾燥開始位置(阻塞點)會被確實地固定於親液層B1與撥液層B2的境界部，不會有像以往那樣因為乾燥開始位置不一致而膜F的均一性、平坦性受阻等的問題發生。
親液層B1與撥液層B2的側壁面，例如較理想是彼此形成面一致。並且，親液層B1的厚度較理想是與對象的膜厚度大略相同。如此的隔壁B，例如可藉由包含：形成親液層B1的步驟、在親液層B1上形成撥液層B2的步驟、使撥液層B2圖案化的步驟、及以撥液層B2作為光罩來使親液層B1圖案化的步驟之步驟所形成。
就以往的隔壁形成方法而言，一般是一層一層地形成親液層B1與撥液層B2的方法。因此，有時在親液層B1與撥液層B2之間會產生微妙的位置偏移，此位置偏移會對膜的平坦性造成影響。但，就本方法那樣以撥液層B2作為光罩來使親液層B1圖案化的方法而言，在兩者之間不會產生位置偏移，膜的平坦性及膜厚的均一性佳。並且，供以使親液層B1圖案化之阻劑光罩的形成不需要，因此亦具有步驟簡單的優點。而且，將親液層B1的厚度成為與所形成的膜厚度大略相同時，膜的厚度會被控制成藉由隔壁B所區劃的區域的外周部(隔壁附近)與中央部皆與親液層B1的厚度大略相同厚度。因此，可將所形成的膜厚度控制成膜全體均一，形成平坦性佳的膜。
圖3是表示溝D的其他構成圖。在圖3中，溝D是形成按照來自隔壁B的距離而深度有所不同。如圖15(b)所示，膜的隆起是從藉由隔壁B所區劃的區域的外周部到中央部形成傾斜狀。因此，可對應於此傾斜狀的隆起來使溝D的深度變化，藉此形成平坦性佳的膜。例如，當膜形成U字狀時，較理想是在藉由隔壁B所區劃的區域的最外周部，溝D的深度最深。又，當膜形成M字狀時，較理想是溝D的深度，中央部側比上述區域的最外周部更深。
在此，上述膜形成方法之液體材料的配置技術，亦即在藉由隔壁B所形成的凹陷內部配置液體材料L的技術，可適用液滴吐出法(所謂的噴墨法)、分配(dispense)塗佈法、或旋轉塗佈法等各種塗佈法。上述塗佈法中，液滴吐出法具有材料的使用浪費少，且可確實地將所望量的材料配置於所望的位置之優點。
液滴吐出技術(噴墨法)可舉帶電控制方式、加壓振動方式、電氣機械變換式、電熱變換方式、靜電吸引方式等。帶電控制方式是以帶電電極來對材料賦予電荷，以偏向電極來控制材料的飛翔方向而使從噴嘴吐出者。又，加壓振動方式是對材料施加超高壓來使材料吐出至噴嘴前端側者，不施加控制電壓時，材料會直進而從噴嘴吐出，一旦施加控制電壓，則材料間會產生靜電的反抗，材料飛散而不從噴嘴吐出。又，電氣機械變換方式(壓電方式)是利用壓電元件(piezo)接受脈衝性的電氣信號而變形的性質者，藉由壓電元件變形，在儲存材料的空間中經由可撓物質來賦予壓力，由此空間來擠壓出材料而使從噴嘴吐出。又，電氣熱變換方式是藉由設置於儲存材料的空間內的加熱器，使材料急速氣化而產生氣泡(bubble)，藉由氣泡的壓力來使空間內的材料吐出者。靜電吸引方式是在儲存材料的空間內施加微小壓力，在噴嘴形成材料的半月(meniscus)狀，在此狀態下施加靜電引力之後引出材料者。又，亦可適用其他的技術，例如利用電場之流體的黏性變化的方式、或以放電火花噴出的方式等。
〔裝置的構成〕
圖4是表示本發明的裝置之一實施形態，亦即主動矩陣型的顯示裝置(有機EL裝置)的部份立體圖。此顯示裝置1是具備利用上述本發明的膜形成方法來製作的有機EL元件，作為發光元件。並且，此顯示裝置1是採用使用薄膜電晶體的主動型的驅動方式。
顯示裝置1是在基體2上具備：包含作為電路元件的薄膜電晶體之電路元件部14、陽極的畫素電極111、含發光層的發光部11、陰極的對向電極12、及封止部3等。
基體2例如使用玻璃基板。本發明的基板，除了玻璃基板以外，可適用矽基板、石英基板、陶瓷基板、金屬基板、塑膠基板、塑膠薄膜基板等、使用於光電裝置或電路基板之公知的各種基板。
在基體2上，作為發光區域的複數個畫素區域A會被配列成矩陣狀，在進行彩色顯示時，例如對應於紅(Red)、綠(Green)、藍(Blue)各色的畫素區域A會以所定的配列來排列。在各畫素區域A中配置有畫素電極111，在其附近配置有信號線102、共通給電線103、掃描線101及未圖示的其他畫素電極用的掃描線等。畫素區域A的平面形狀，除了圖示的矩形以外，可適用圓形、長圓形等任意的形狀。
封止部3是在於防止水或氧的侵入，進而防止對向電極12或發光部11的氧化，包含塗佈於基體2的封止樹脂、及貼合於基體2的封止基板(或封止罐)604等。封止樹脂的材料，例如使用熱硬化樹脂或紫外線硬化樹脂等，特別是最好使用熱硬化樹脂的1種之環氧樹脂。封止基板604是由玻璃或金屬等所構成，基體2與封止基板604是經由密封劑來貼合。在基體2的內側配置有乾燥劑，在形成於基板間的空間中形成有充填惰性氣體的惰性氣體充填層605。
在畫素區域A中設有：開關用的第1薄膜電晶體122，其係經由掃描線101來供給掃描信號至閘極電極；保持電容cap，其係保持經由該薄膜電晶體122來從信號線102供給的畫像信號；驅動用的第2薄膜電晶體123，其係藉由保持電容cap所保持的畫像信號會被供給至閘極電極；畫素電極111，其係經由該薄膜電晶體123來電性連接至共通給電線103時從共通給電線103流入驅動電流；及發光部11，其係夾入畫素電極111與對向電極12之間。
又，發光部11是包含機能層，該層是包含作為發光層的有機EL層之層(機能層)，發光元件的有機EL元件10是包含畫素電極111、對向電極12、及發光部11等所構成。
在畫素區域A，一旦掃描線101被驅動而第1薄膜電晶體122形成ON狀態，則此刻的信號線102的電位會被保持於保持電容cap，按照該保持電容cap的狀態來決定第2薄膜電晶體123的導通狀態。並且，經由第2薄膜電晶體123的通道來從共通給電線103流動電流至畫素電極111，更通過發光部11來流動電流至對向電極12。然後，按照此刻的電流量來使發光部11發光。
在顯示裝置1中，從發光部11發射至基體2側的光會透過電路元件部14及基體2來輸出至基體2的下側(觀測者側)，且從發光部11發射至基體2的相反側的光會藉由對向電極12來反射，而該光會透過電路元件部14及基體2來射出至基體2的下側(觀測者側)(底部發光(Bottom Emission)型)。另外，對向電極12可藉由使用透明的材料來使從對向電極側發光的光射出(頂部發光(Top emission)型)。此情況，對向電極用的透明材料可使用ITO、Pt、Ir、Ni、或Pd。
在此，說明圖5所示的平面構造。圖5是表示顯示裝置1中所具備的各畫素A的平面構造，(a)是主要表示畫素A中TFT等的畫素驅動部份，(b)是表示區劃畫素間的隔壁112等。如圖5所示，畫素區域A是形成平面視略矩形狀的畫素電極111的四邊為藉由上述信號線102、共通給電線103、掃描線101所圍繞的配置。畫素區域A的四邊是藉由隔壁112所圍繞。隔壁112是具有對應於畫素電極111的形成區域之平面視略矩形狀的開口部112g，在該開口部112g形成有機EL元件。
在畫素電極111的外周部形成有階差111s，該階差111s是部份除去該畫素電極111來形成者。階差111s是沿著畫素電極111的四邊來形成，藉由該階差111s在畫素電極111的中央部形成有凸狀部111p。在隔壁112與凸狀部111p之間形成有間隙，藉由形成於該間隙的階差111s在隔壁B的附近形成有環狀的溝D。
圖6是擴大上述顯示裝置1的畫素區域A附近的剖面構造。在圖6中顯示1個的畫素區域A。如圖6所示，在基體2上形成有由矽氧化膜所構成的底層保護膜2c，在此底層保護膜2c上形成有由多結晶矽所構成的島狀半導體膜141。在半導體膜141中，源極區域141b及汲極區域141a會藉由高濃度P離子植入來形成，未被導入P的部份會形成通道區域141c。更形成有覆蓋底層保護膜2c及半導體膜141的透明閘極絕緣膜142，且在閘極絕緣膜142上形成有由Al、Mo、Ta、Ti、W等所構成的閘極電極143(掃描線)，在閘極電極143及閘極絕緣膜142上形成有透明的第1層間絕緣膜144a及第2層間絕緣膜144b。閘極電極143是設置在對應於半導體膜141的通道區域141c的位置。並且，形成有貫通第1、第2層間絕緣膜144a、144b來分別連接至半導體膜141的源極、汲極區域141b、141a之接觸孔146、145。另外，藉由從底層保護膜2c到第2層間絕緣膜144b為止的層來形成電路元件部14。
在第2層間絕緣膜144b上，由ITO等所構成的透明畫素電極111會被圖案化成所定的形狀，一方的接觸孔145會被連接至該畫素電極111。又，另一方的接觸孔146會被連接至共通給電線103。如此，在電路元件部14形成有連接至各畫素電極111的驅動用薄膜電晶體123。另外，在電路元件部14亦形成有前述保持電容cap及開關用的薄膜電晶體122，但在圖6中省略該等的圖示。
發光部11是以分別被積層於複數個畫素電極111...上的機能層110、及各畫素電極111與機能層110(電洞注入/輸送層110a)之間所具備用以區劃各機能層110的隔壁112為主體來構成。並且，在機能層110上配置有對向電極12。發光元件的有機EL元件10是包含畫素電極111、對向電極12、及機能層110等所構成。在此，畫素電極111是例如藉由ITO所形成，圖案化成平面視略矩形。此畫素電極111的厚度較理想是50~200nm的範圍，以150nm程度為佳。而且，在畫素電極111的外周部形成有部份除去畫素電極111的表面而形成的階差111s。此階差111s的高度較理想是2~100nm的範圍，更以5~50nm的範圍為佳。並且，在各畫素電極111...之間具備隔壁112。
隔壁112是從基體2側起依序具備第1隔壁層112a及第2隔壁層112b。第1隔壁層112a是形成騎上畫素電極111的周緣部上。就平面性而言，是形成畫素電極111的周圍與第1隔壁層112a會被配置成平面性重疊的構造。在第1隔壁層112a的表面形成有第2隔壁層112b。
第1隔壁層112a及第2隔壁層112b是在畫素電極111上具有開口部，該等會連通而形成隔壁112的開口部112g。第1隔壁層112a及第2隔壁層112b的開口部是彼此形成面一致，該等會連通而形成開口部112g。
第1隔壁層112a是例如由氧化矽等的無機材料所構成。第1隔壁層112a的厚度(高度)是例如設定於50~200nm的範圍。第2隔壁層112b是由丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂、或矽烷偶合劑等具有耐熱性、耐溶媒性的有機材料所構成。第2隔壁層112b的厚度(高度)是例如設定於1~10nm程度。另外，上述隔壁的厚度乃為一例，本發明並非限於此。
另外，隔壁112並非限於上述的2層構造者，亦可使用由有機物層或無機物層所構成的單層構造者。此情況，有機物層為使用丙烯酸樹脂、聚醯亞胺樹脂等之耐熱性高的材料。又，無機物層為使用聚矽氮烷、聚矽氧烷等。又，亦可使用含有聚矽氧烷等的有機．無機混合材料。
第1隔壁層112a的表面是被加工成親液性。並且，第2隔壁層112b的表面是被加工成撥液性。顯示撥液性的區域是藉由以4氟化甲烷、四氟甲烷、或四氟化碳為處理氣體的電漿處理來將表面施以氟化處理(撥液性處理)。而且，當第2隔壁層112b為三甲氧基矽烷等之矽烷偶合劑所構成時，藉由選擇該矽烷偶合劑的末端的功能基，可控制第2隔壁層112b的表層的沾溼性(撥液性)。
機能層110是由：積層於畫素電極111上的電洞注入/輸送層110a、及鄰接於電洞注入/輸送層110a上而形成的發光層110b所構成。另外，亦可鄰接於發光層110b來更形成具有其他機能的其他機能層。例如，亦可形成電子輸送層。
電洞注入/輸送層110a是具有將電洞注入發光層110b的機能，且具有在電洞注入/輸送層110a的內部輸送電洞的機能。藉由將如此的電洞注入/輸送層110a設置於畫素電極111與發光層110b之間，可提高發光層110b的發光效率、壽命等的元件特性。並且，在發光層110b中，從電洞注入/輸送層110a所被注入的電洞與從對向電極12所被注入的電子會再結合，取得發光。
發光層110b是包含可發光紅色的紅色發光材料、可發光綠色的綠色發光材料、及可發光藍色的藍色發光材料等3種類的發光材料，構成可發光白色。發光層110b是形成覆蓋顯示區域全體，在各畫素形成共通的發光層。在發光層110b所產生的白色光是藉由透過圖示省略的彩色濾光片來著色，而得以進行彩色顯示。
電洞注入/輸送層110a的形成材料，例如可使用聚乙烯二羥基噻吩等的聚噻吩衍生物與聚苯乙烯碸酸等的混合物。又，其他並無特別加以限定，可使用公知的各種材料，例如可舉吡唑啉衍生物、芳胺衍生物、芪衍生物、三苯基二胺衍生物等。又，電洞注入/輸送層的形成材料，可適用銅酞菁(CuPc)、或聚四氫噻吩基伸苯之聚苯伸乙烯(Polyphenylene Vinylene)、1,1－雙－(4－N,N－二甲苯基胺基苯基)環己烷、三(8－羥基喹啉酚)鋁等。
又，發光層110b的材料，例如可使用(聚)對苯伸乙烯衍生物、聚伸苯衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑、聚噻吩衍生物、苝系色素、香豆素系色素、若丹明系色素、或該等的高分子材料中摻雜紅熒烯、苝、9,10－二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼羅紅、香豆素6、喹吖酮等。
電洞注入/輸送層110a的上面是配置於第1隔壁層112a與第2隔壁層112b的境界部。第1隔壁層112a的厚度是與電洞注入/輸送層110a的厚度大略相同，藉由第1隔壁層112a的上面與電洞注入/輸送層110a的上面來形成連續的平坦面。發光層110b是覆蓋第2隔壁層112b及電洞注入/輸送層110a的上面來形成於顯示區域全體。發光層110b是藉由旋轉塗佈法等來形成，發光層110b的上面形成平坦。
對向電極12是形成於發光部11的全面，與畫素電極111成對來發揮流動電流至機能層110的任務。此對向電極12是例如積層鈣層及鋁層來構成。
此時，最好在接近發光層側的對向電極設置功函數低者，尤其在此形態中是發揮直接接觸於發光層110b來注入電子至發光層110b的任務。
並且，形成對向電極12的鋁是使從發光層110b發出的光反射至基體2側者，除了鋁以外，最好是銀、或由鋁及銀的積層膜等所構成。並且，其厚度是例如100~1000 nm的範圍較為理想，特別是以200nm程度為佳。又，亦可在鋁上設置由氧化矽、氮化矽等所構成的氧化防止用的保護層。
另外，本實施形態中是在隔壁112的附近形成一定深度的溝D，但溝D的形態並非一定限於如此的形態。例如，圖7(a)是表示圖6所示溝D的形態模式。此形態是在畫素電極(電極)111的外周部設置垂直的階差111s，藉此將溝D的深度形成一定的深度，但如圖7(b)所示般，亦可在畫素電極111的外周部設置傾斜狀的階差111s，藉此使溝D的深度對應於來自隔壁112的距離而有所不同。又，如圖7(c)所示般，亦可將階差112s設置於隔壁112，而非畫素電極111，藉此在畫素電極111的外周部形成溝D。此形態是藉由部份除去畫素電極111的外周部的隔壁112來形成階差112s(亦即溝D)。又，如圖7(d)所示般，亦可在隔壁112形成傾斜狀的階差112s，藉此使溝D的深度對應於來自隔壁112的距離而有所不同。另外，在圖7(c)及圖7(d)的形態中，是以和形成隔壁112的步驟相同的步驟來進行形成溝D的步驟，藉此謀求製造步驟的簡略化。
〔裝置的製造方法〕
其次，作為本發明的裝置的製造方法之一實施形態，來說明上述顯示裝置1的製造方法。在此，以(1)隔壁形成步驟、(2)電洞注入/輸送層形成步驟、(3)發光層形成步驟、(4)對向電極形成步驟為中心來進行說明。
(1)隔壁形成步驟首先，如圖8所示，利用公知的手法，在基體2上形成電路元件部14及畫素電極111，且在此電路元件部14上形成由第1隔壁層112a及第2隔壁層112b所構成的隔壁112。在畫素電極111的外周部，藉由蝕刻來形成階差111s。蝕刻是只在畫素電極111的表面部份進行，不會貫通畫素電極111。如此一來，可防止開口率的低下。並且，隔壁112是在與階差111s之間取間隙，於隔壁112的附近形成藉由階差111s所構成的溝D。
第1隔壁層112a是形成對電洞注入/輸送層形成步驟及發光層形成步驟所使用的液體材料(第1組成物、第2組成物)具有親液性的親液層。又，第2隔壁層112b是形成對上述液體材料具有撥液性的撥液層。並且，因應所需，在第1隔壁層112a的表面施以親液處理，在第2隔壁層112b的表面施以撥液處理。
在第1隔壁層112a及第2隔壁層112b形成有彼此連通於畫素電極111上的開口部。第1隔壁層112a及第2隔壁層112b的開口部是形成面一致。第1隔壁層112a及第2隔壁層112b可1層1層地圖案化，或者在形成第1隔壁層112a及第2隔壁層112b之後，利用設置於第2隔壁層上的共通光罩來使用乾蝕刻等一次使第1隔壁層112a及第2隔壁層112b圖案化。
(2)電洞注入/輸送層形成步驟其次，如圖9所示，利用液滴吐出法(噴墨法)，在畫素電極111上吐出含電洞注入/輸送層的形成材料之第1組成物(液體材料)110c。第1組成物110c的吐出是一邊將噴墨頭H1的吐出噴嘴H2配置於隔壁112的開口位置，一邊使噴墨頭H1與基體2相對移動來進行。
第1組成物110c可使用令前述的電洞注入/輸送層形成材料溶解於極性溶媒的組成物。極性溶媒，例如可舉異丙醇(IPA)、正丁醇、γ－丁內酯、N－甲基吡咯烷酮(NMP)、1,3－二甲基－2－咪唑烷酮(DMI)及其衍生物、卡必醇乙酸酯、丁基咔必醇乙酸酯等之乙二醇醚類。另外，第1組成物110c的組成並非限於上述例。
第1組成物110c的吐出量是根據隔壁112的凹陷(開口)大小，所欲形成的電洞注入/輸送層的厚度、及第1組成物中的電洞注入/輸送層形成材料的濃度等來決定。並且，可將第1組成物一次配置於隔壁間，或分成數次配置。此情況，各次之第1組成物的量可為同一，或按各次改變其量。而且，可對某畫素電極毎次由同位置來吐出第1組成物，或按各次一邊錯開位置一邊吐出。
所被吐出的第1組成物110c的液滴是擴散於被施以親液處理的畫素電極111的電極面上，充填於隔壁112間。由於隔壁112表面(上面112f)被加工成撥液性，因此即使第1組成物110c偏離所定的吐出位置來吐出至隔壁112的上面112f，照樣在其上面112f，第1組成物110c的液滴會彈開，滾入隔壁112的開口部112g。
接著，如圖10所示，乾燥配置於畫素電極111上的第1組成物110c，在畫素電極111上形成電洞注入/輸送層的膜。包含此電洞注入/輸送層形成步驟，以後的步驟最好是無水、氧的環境。例如，在氮環境、氬環境等的惰性氣體環境下進行。
第1組成物110c是在其乾燥過程中如圖10所示其液面會慢慢地降低，最後僅第1組成物中的溶質(電洞注入/輸送層的形成材料)會析出而形成電洞注入/輸送層。此刻，在隔壁112的側壁面，親液層亦即第1隔壁層112a會露出，因此第1組成物110c的液面會在親液層亦即第1隔壁層112a與撥液層亦即第2隔壁層112b的境界部被固定(阻塞)，此境界部會形成乾燥的開始點，而溶質的堆積會在隔壁112的開口區域全體均一地進行。又，由於第1隔壁層112a的厚度是形成與電洞注入/輸送層的厚度大略相同，因此所被形成的電洞注入/輸送層的厚度在藉由隔壁112所區劃的區域的外周部(隔壁附近)及中央部的其中任一中皆被控制成與第1隔壁層112a的厚度大略相同的厚度。
圖11是表示形成電洞注入/輸送層110a的狀態。在圖11中，電洞注入/輸送層110a是在第1隔壁層112a的開口區域全體以均一的厚度來形成。又，因為第1隔壁層112a的厚度與電洞注入/輸送層110a的厚度大略相同，所以在第1隔壁層112a的上面與電洞注入/輸送層110a的上面形成連續的平坦面。
(3)發光層形成步驟其次，如圖12所示，藉由旋轉塗佈法，在隔壁112及電洞注入/輸送層110a上的全面，塗佈含發光層的形成材料之第2組成物，且予以乾燥，藉此形成發光層110b的膜。第2組成物可使用令前述的發光層形成材料溶解於非極性溶媒的組成物。非極性溶媒最好是對電洞注入/輸送層110a不溶者，例如可使用環己基苯、二氫苯并呋喃、三甲基苯、四甲基苯等。另外，塗佈第2組成物的方法，除了旋轉塗佈法以外，亦可使用浸漬塗佈法、噴嘴塗佈法、刮刀塗佈法等的方法。
發光層110b是藉由旋轉塗佈法等所形成，藉此表面會被平坦地形成。電洞注入/輸送層110a的表面也會被平坦地形成，因此發光層110b的厚度是在畫素電極111上形成均一的厚度。
(4)對向電極形成步驟其次，如圖13所示，在發光層110b上的全面形成對向電極12。對向電極12可積層複數的材料來形成。例如，最好是在接近發光層側形成函數小的材料，例如可使用鈣、鋇等，且依材料有時在下層薄薄形成氟化鋰等較佳。又，亦可在上部側(封止側)使用比下部側更高功函數的材料、例如鋁。又，亦可在對向電極12上設置氧化防止用的氧化矽、氮化矽等的保護層。
藉由以上的步驟，在基體2上形成發光部11，而形成有機EL元件10。然後，封止形成有機EL元件的基體2，對基體2的配線連接對向電極12，且對設置於基體2上或外部的驅動IC(驅動電路)連接電路元件部14的配線，藉此完成顯示裝置1。
〔電子機器〕
圖14是表示具備上述顯示裝置的電子機器之一例的立體構成圖。
圖14所示的影像監視器1200是具備：具有先前實施形態的顯示裝置之顯示部1201、框體1202、喇叭1203等構成。而且，此影像監視器1200可藉由先前的顯示裝置來執行高畫質且均一亮度的顯示。特別是在大型的面板中畫素大，所以難以均一形成發光部亦即有機機能層，但本發明的顯示裝置因為可均一形成任意大小的有機機能層，所以成為適用於大型面板的顯示裝置。
上述各實施形態的顯示裝置並非限於上述行動電話，亦可適用於電子書，個人電腦，數位相機，取景器型或監視器直視型的攝影機,衛星導航裝置,呼叫器,電子記事本,計算機,打字機,工作站,電視電話,POS終端機,及具備觸控板的機器等等的畫像顯示手段，在任何的機器中皆可高畫質顯示。
以上是一邊參照圖面一邊說明有關本發明的較佳實施形態例，但本發明並非限於該例。上述例中所示的各構件的諸形狀或組合等為其一例，在不脫離本發明的主旨範圍中，可根據設計要求等來實施各種變更。
1．．．顯示裝置(裝置)
110a．．．電洞注入/輸送層
110b．．．發光層
110c．．．第1組成物(液體材料)
111．．．畫素電極(電極)
111s．．．階差
112．．．隔壁
112a．．．第1隔壁層(親液層)
112b．．．第2隔壁層(撥液層)
112g．．．開口部(藉由隔壁所區劃的區域)
112s．．．階差
B．．．隔壁
D．．．溝
F．．．膜
L．．．液體材料
圖1是表示本發明的膜形成方法的概念圖。
圖2是表示本發明的膜形成方法的其他例圖。
圖3是表示本發明的膜形成方法的其他例圖。
圖4是表示本發明的裝置之一例的顯示裝置的構成模式圖。
圖5是表示同顯示裝置的1畫素構成的平面圖。
圖6是擴大顯示裝置的畫素區域附近的剖面構造圖。
圖7是表示設置於隔壁附近的溝的形態例的剖面模式圖。
圖8是說明顯示裝置的製造方法的步驟圖。
圖9是說明顯示裝置的製造方法的步驟圖。
圖10是說明顯示裝置的製造方法的步驟圖。
圖11是說明顯示裝置的製造方法的步驟圖。
圖12是說明顯示裝置的製造方法的步驟圖。
圖13是說明顯示裝置的製造方法的步驟圖。
圖14是表示電子機器之一例的立體構成圖。
圖15是以往的膜形成方法的概念圖。
B．．．隔壁
D．．．溝
F．．．膜
L．．．液體材料

Claims (10)

  1. 一種有機EL裝置，其特徵係具有：隔壁；設置於藉由上述隔壁而區劃的區域之膜；及在藉由上述隔壁而區劃的區域的外周部中上述隔壁被部分地除去之溝，上述溝係被形成環狀，上述膜係被設成與上述溝重疊。
  2. 一種有機EL裝置，其特徵係具有：隔壁；設置於藉由上述隔壁而區劃的區域之膜；及在藉由上述隔壁而區劃的區域的外周部中上述隔壁被部分地除去之溝，上述溝係被形成環狀，且具有按照來自上述隔壁的距離而深度不同的部分，上述膜係被設成與上述溝重疊。
  3. 一種膜形成方法，係於藉由隔壁而區劃的區域配置含機能性材料的液體材料，而形成上述機能性材料的膜之膜形成方法，其特徵為具有：在藉由上述隔壁而區劃的區域的外周部中部分地除去上述隔壁，藉此形成溝之步驟；在藉由上述隔壁而區劃的區域配置上述液體材料之步驟；及將上述液體材料乾燥，而以能夠和上述溝重疊的方式 形成上述膜之步驟。
  4. 如申請專利範圍第3項之膜形成方法，其中，上述溝係以和形成上述隔壁的步驟相同的步驟所形成。
  5. 如申請專利範圍第3或4項之膜形成方法，其中，在配置上述液體材料的步驟時，在上述隔壁的表面形成對上述液體材料具有親液性的親液區域。
  6. 如申請專利範圍第5項之膜形成方法，其中，上述隔壁係包含：對上述液體材料具有親液性的親液層、及對上述液體材料具有撥液性的撥液層，藉由露出於上述隔壁的表面之上述親液層來形成上述親液區域。
  7. 如申請專利範圍第6項之膜形成方法，其中，上述隔壁的形成步驟係包含：形成上述親液層之步驟、及於上述親液層上形成上述撥液層之步驟、及使上述撥液層圖案化之步驟、及以上述撥液層作為光罩來使上述親液層圖案化之步驟。
  8. 如申請專利範圍第6或7項之膜形成方法，其中，藉由上述親液層的上面及上述膜的上面來形成連續的平坦面。
  9. 一種裝置的製造方法，係具有在設於藉由隔壁而區劃的區域之電極上形成膜的步驟之裝置的製造方法，其特徵為：形成上述膜的步驟係藉由申請專利範圍第3~8項中的任一項所記載之膜形成方法來進行。
  10. 如申請專利範圍第9項之裝置的製造方法，其 中，上述裝置係於上述電極上具備含電洞注入/輸送層及發光層之膜，上述機能性材料為上述電洞注入/輸送層，更包含：在上述電洞注入/輸送層上配置含上述發光層的形成材料之液體材料，而形成上述發光層之步驟。
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