(57)【要約】本発明は、薄膜の平坦性及び歩留りの向上を容易に実現することができる薄膜付き基板、有機エレクトロルミネセンス表示装置、カラーフィルタ基板及び薄膜付き基板の製造方法を提供する。本発明の薄膜付き基板は、基板と、上記基板上に形成された薄膜とを備える薄膜付き基板であって、上記薄膜付き基板は、上記基板上に凹部を形成する第一バンクと、上記第一バンク上に形成された第二バンクとを備え、上記第二バンクに囲まれた区画領域内には、上記凹部が複数配置されており、上記薄膜は、上記凹部内に配置されている薄膜付き基板である。
2010032514.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された薄膜とを備える薄膜付き基板であって、
該薄膜付き基板は、該基板上に凹部を形成する第一バンクと、該第一バンク上に形成された第二バンクとを備え、
該第二バンクに囲まれた区画領域内には、該凹部が複数配置されており、
該薄膜は、該凹部内に配置されていることを特徴とする薄膜付き基板。
【請求項２】
前記区画領域の平面形状は、線状であることを特徴とする請求項１記載の薄膜付き基板。
【請求項３】
前記第二バンクは、逆テーパ形状を有することを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜付き基板。
【請求項４】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記区画領域の短辺方向に沿って前記基板を断面視したときの前記区画領域の底面の長さＬ１と上面の長さＬ２とは、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項５】
前記第一バンクは、順テーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項６】
前記第一バンクは、順テーパ形状を有し、
前記第二バンクは、逆テーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項７】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面は、フッ素を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項８】
前記第二バンクの上面は、フッ素を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項９】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面と前記第二バンクの上面とは、フッ素を含むことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１０】
前記基板の表面から前記第二バンクの上面までの距離ｈ１は、ｈ１＞６５μｍの関係を満たすことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１１】
前記凹部の底面の端部は、平面視したときに、前記区画領域の底面の端部から１５μｍ以上離れていることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１２】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記薄膜付き基板は、前記第一バンク上に形成された第一構造物を備え、
該第一構造物は、前記第二バンクに接触し、かつ前記区画領域内に配置された複数の前記凹部の間に向かって前記第二バンクから突出した平面形状を有することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１３】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記薄膜付き基板は、前記第一バンク上に形成された第二構造物を備え、
該第二構造物は、前記区画領域内に配置された複数の前記凹部の間に配置され、かつ前記第二バンクに接触しないことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１４】
請求項１〜１３のいずれかに記載の薄膜付き基板を備える有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
該有機エレクトロルミネセンス表示装置は、前記薄膜を挟持する第一電極及び第二電極を備え、
前記薄膜は、有機エレクトロルミネセンス層であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれかに記載の薄膜付き基板を備えるカラーフィルタ基板であって、
前記薄膜は、カラーフィルタであることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項１６】
請求項１〜１３のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法であって、
該製造方法は、
前記第一バンクを前記基板上に形成する第一バンク形成工程と、
前記第二バンクを前記第一バンク上に形成する第二バンク形成工程と、
前記区画領域に薄膜材料を含む機能液を塗布する塗布工程とを含むことを特徴とする薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面は、前記機能液に対する撥液性を有することを特徴とする請求項１６記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第二バンクの上面は、前記機能液に対する撥液性を有することを特徴とする請求項１６又は１７記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１９】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面と前記第二バンクの上面とは、前記機能液に対する撥液性を有することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項２０】
前記第二バンクの側面は、前記機能液に対する親液性を有することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項２１】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記塗布工程は、前記区画領域内に配置された複数の前記凹部のいずれかを通る領域で前記区画領域の短辺方向に沿って前記基板を断面視したときに、前記区画領域の底面の長さをｄとし、前記第二バンクの前記基板に対するテーパ角をαとし、前記第二バンクの側面に対する前記機能液の接触角をθとする時、前記基板の表面から前記第二バンクの上面までの距離ｈ１が下記式（１）を満たすように前記機能液を塗布することを特徴とする請求項１６〜２０のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法。
【数１】
2010032514.tif 000011
【請求項２２】
前記式（１）において、ｈ１＞６５μｍであることを特徴とする請求項２１記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項２３】
前記式（１）において、０°＜α−θ＜９０°、α＞９０°の時、前記ｈ１が下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項２１又は２２記載の薄膜付き基板の製造方法。
【数２】
2010032514.tif 000012
【請求項２４】
前記式（１）において、α＝９０°の時、前記ｈ１が下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項２１又は２２記載の薄膜付き基板の製造方法。
【数３】
2010032514.tif 000013
【請求項２５】
請求項１６〜２４のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法を用いて形成された薄膜付き基板を備える有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
該有機エレクトロルミネセンス表示装置は、前記薄膜を挟持する第一電極及び第二電極を備え、
前記薄膜は、有機エレクトロルミネセンス層であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２６】
請求項１６〜２４のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法を用いて形成された薄膜付き基板を備えるカラーフィルタ基板であって、
前記薄膜は、カラーフィルタであることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄膜付き基板、有機エレクトロルミネセンス（以下、有機ＥＬともいう。）表示装置、カラーフィルタ基板及び薄膜付き基板の製造方法に関する。より詳しくは、製造の際にインクジェット装置等の塗布装置を好適に用いることができる薄膜付き基板、有機ＥＬ表示装置、カラーフィルタ基板、及び薄膜付き基板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
製膜技術は、半導体層の形成をはじめ、ディスプレイ等の製造に多用されている。特にインクジェット装置を用いる製膜技術（インクジェット法）は、有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層、金属配線基板のパターン配線等の機能性薄膜の製造に用いられている。インクジェット法によれば、薄膜の厚みを容易に調整することができるとともに、蒸着等の固相法と比較して大面積化に容易に対応することができる。また、材料効率が高いため、コストダウンを実現することができる。【０００３】
インクジェット法では、一般的に、機能材料（薄膜材料）と溶媒とを含有する機能液を塗布した後、溶媒を除去することで、機能性薄膜を形成する。インクジェット法による機能性薄膜の製造において、塗液の吐出中に溶媒がヘッド部で揮発することで機能材料等が析出すると、基板上での着弾位置にずれが生じたり、吐出量にバラツキが生じたりする等の吐出不良をもたらさせる場合がある。また、インクジェット装置の個々のノズルの吐出精度や吐出量のバラツキによって、所望の膜厚を有する機能性薄膜を得ることができなかったり、機能性薄膜の膜厚にバラツキが発生することがある。【０００４】
そこで、インクジェット法では、バンクと呼ばれる隔壁部分によって区画された領域に機能液を塗布する方法が一般的に用いられている。例えば、特許文献１には、バンクで区画された領域に機能液を充填してパターン配線を形成する技術が開示されているが、配線パターンに合わせてバンクを形成しなくてはならず、複雑な配線パターンや高精細なデバイスを形成するのは困難であるという点で改善の余地があった。また、特許文献２、３には、親液性のバンクと撥液性のバンクとを積層する技術が開示されているが、後から重ねたバンクの表面処理によって下側のバンクの効果が失われてしまい、充分な効果が得られていないという点で改善の余地があった。また、特許文献４には、積層された親液性の第１のバンクと撥液性の第２のバンクとで区画された領域に有機ＥＬ層を形成した有機ＥＬ表示装置が開示されているが、バンクの壁面やバンク上に電荷注入輸送層が付着し、電荷注入輸送層上に塗布する中間層及び発光層で電荷注入輸送層を完全に覆うことができず、電荷注入輸送層と陰極とが直接接触することでリーク電流が生じ、機能低下が発生するという点で改善の余地があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９５７２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２８０８６６号公報
【特許文献３】特開２００８−４３７６号公報
【特許文献４】特開２００５−３６２７７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
以下、有機ＥＬ素子を例として、従来の薄膜付き基板の課題について説明する。
有機ＥＬ素子は、少なくとも発光層を含む有機ＥＬ層が陽極（アノード）と陰極（カソード）とに挟まれた構造でバンクで囲まれた画素領域に配置される。また、有機ＥＬ素子は、通常、発光層以外の有機ＥＬ層として、電子注入層、キャリア輸送層（電子輸送層、正孔輸送層）、正孔注入層等が発光層と積層される。キャリア輸送層は、発光層に充分な電界が印加されるようにするため、一般的に発光層に比べて抵抗が低く、導電性が高い。また、キャリアが発光に寄与せずに発光層を通過するのを防ぐために、キャリアブロッキング層と呼ばれる発光層内にキャリアを閉じ込める機能性材料層がキャリア輸送層と発光層との間に形成される場合がある。このキャリアブロッキング層は、一般的に導電率が低いため、発光層に比べて非常に薄く形成されることが多い。このように、膜厚の薄い薄膜（有機ＥＬ層）を積層して形成される有機ＥＬ素子は、カラーフィルタ基板や配線基板と比較して、薄膜の膜厚を均一に制御することが特に困難であった。【０００７】
ここで、バンクで囲まれた画素領域にインクジェット法を用いて機能液を塗布することにより、正孔輸送層、発光層を順に積層する場合について説明する。なお、画素領域には、既に陽極が形成されている。まず、正孔注入材料及び溶媒を含有する機能液を陽極上に吐出した後、乾燥及び加熱によって溶媒を除去することで、正孔輸送層が陽極上に形成される。次いで、その正孔輸送層上に発光材料及び溶媒を含有する機能液を吐出する。その際、バンク形状によっては、機能液がバンク内に充分に保持されずに、正孔輸送層及び陽極が発光層によって完全に被覆されない場合がある。この場合には、陽極及び正孔輸送層の一部が露出した状態になる。この状態で発光層上に真空蒸着法等によって陰極を形成すると、正孔輸送層及び陽極が露出した部分では、発光層を介さずに陰極が正孔輸送層及び陽極に直接接触する。この接触部分では、有機ＥＬ素子に電流を流して発光を得る場合に発光に寄与することができず、電流の利用効率が低下する。これにより、輝度の低下、発熱、消費電力の増加等が発生し、電力効率や素子寿命に重大な問題が引き起こされる。したがって、正孔輸送層及び陽極は、発光層で完全に被覆されることが好ましい。また、陰極と発光層との間に電子輸送層を更に配置した場合も同様に、発光層を介さない、陽極と陰極との接触、正孔輸送層と電子輸送層との接触、正孔輸送層と陰極との接触、及び、電子輸送層と陽極との接触が上記問題を発生させることになる。【０００８】
また、複数の画素が一つずつバンクで閉じられている（区画されている）構造においては、各画素に対して機能液を吐出し、各画素毎に機能液を保持することになるが、ノズル径の製造バラツキ等によって吐出される液滴量が各ノズルで異なることで、各画素毎で塗液量のバラツキが発生する場合があった。更に、機能液の吐出時の着弾のずれにより、隣接する画素に機能液が入り込んだ場合にも、各画素毎で塗液量のバラツキが発生する場合があった。その結果、各画素毎で有機ＥＬ層の膜厚が異なってしまい、表示むらとして視認されていた。【０００９】
なお、特許文献２〜４の技術によっても、これらの課題を解決することはできなかった。【００１０】
本発明は、上記現状に鑑みてなされたものであり、薄膜の平坦性及び歩留りの向上を容易に実現することができる薄膜付き基板、有機ＥＬ表示装置、カラーフィルタ基板及び薄膜付き基板の製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、複雑な製造プロセスの追加を伴うことなく、薄膜の平坦性及び歩留りの向上を容易に実現することができる薄膜付き基板について種々検討したところ、２種類のバンクを用いることに着目した。そして、基板上に凹部を形成する第一バンクと、第一バンク上に形成された第二バンクとを用い、複数の凹部を囲むように第二バンクを配置することにより、第二バンクで囲まれた領域（区画領域）に機能液を塗布して凹部内に平坦な薄膜を得ることができるとともに、薄膜形成装置のアライメント精度及び着弾精度のマージンを広げることができ、薄膜付き基板の歩留り向上が可能であることを見いだし、上記課題をみごとに解決することができることに想到し、本発明に到達したものである。【００１２】
すなわち、本発明は、基板と、上記基板上に形成された薄膜とを備える薄膜付き基板であって、上記薄膜付き基板は、上記基板上に凹部を形成する第一バンクと、上記第一バンク上に形成された第二バンクとを備え、上記第二バンクに囲まれた区画領域内には、上記凹部が複数配置されており、上記薄膜は、上記凹部内に配置されている薄膜付き基板である。本発明の薄膜付き基板においては、一つの第一バンクが形成する凹部の数は特に限定されず、複数であってもよいし、一つであってもよい。一つの第一バンクが形成する凹部の数が一つである場合には、第一バンクを複数形成すればよい。【００１３】
本発明の薄膜付き基板によれば、第二バンクで囲まれた領域（区画領域）に機能液を塗布すると、第二バンクの側面を伝って複数の凹部を覆うように機能液が広がり、各凹部内での機能液の液位バランスを好適に平衡化することができる。また、第一バンクによって凹部内に機能液が保持（ピン留め）されるため、溶媒の除去工程で機能液が凹部内に閉じ込められる。以上により、膜厚バラツキの少ない、平坦な薄膜を所望の位置（凹部）に形成することができる。【００１４】
また、本発明の薄膜付き基板によれば、第一及び第二バンクを積層して用いることで、第一バンクのみを用いる場合と比較して、薄膜形成装置のアライメント精度及び着弾精度のマージンを広げることができる。これにより、薄膜形成工程における不良（例えば、薄膜の膜厚バラツキ）の発生を抑制し、薄膜付き基板の歩留りを向上することができる。【００１５】
本明細書において、薄膜とは、有機ＥＬ素子の有機ＥＬ層、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ等に好適な膜厚を有する膜である。すなわち、薄膜は、０．０１〜３μｍの膜厚を有する膜であればよい。また、本明細書において、第一及び第二バンクとは、枠状に配置された隔壁（枠状構造物）を言う。【００１６】
本発明の薄膜付き基板の構成としては、このような構成要素を必須として形成されるものである限り、その他の構成要素を含んでいても含んでいなくてもよく、特に限定されるものではない。
本発明の薄膜付き基板における好ましい形態について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各形態は、適宜組み合わされてもよい。【００１７】
上記区画領域の平面形状は、線状であることが好ましい。これにより、区画領域に塗布された機能液が毛細管現象によって第二バンクの側面を伝ってより容易に広がることができるため、各凹部内での機能液の液位バランスをより好適に平衡化することができる。【００１８】
上記第二バンクの全体が機能液に対して撥液性を有する場合、機能液が第二バンクの側面を伝って広がることが困難となる。また、上記第二バンクの全体が機能液に対して親液性を有する場合、機能液が第二バンクの上面を超えて、不要な領域に流入するおそれがある。したがって、上記第二バンクの上面は、機能液に対して撥液性を有するとともに、上記第二バンクの側面は、機能液に対して親液性を有することが好ましい。このような構成は、例えば、親液性の材料を用いて形成された第二バンクに対して撥液化処理を行うことにより実現することができる。しかしながら、順テーパ形状を有する第二バンクに撥液化処理を行うと、第二バンクの側面も撥液化されてしまうことがあり、その結果、機能液が第二バンクの側面を伝って広がることが困難となる場合がある。したがって、上記第二バンクは、逆テーパ形状を有することが好ましい。これにより、第二バンクの側面が第二バンクの上面の影に入るため、第二バンクの側面に対する撥液化処理の影響を低減することができる。その結果、上面が撥液性で、かつ側面が親液性の第二バンクを容易に実現することができる。【００１９】
なお、本明細書において、上とは、基板からより遠い方を意味し、下とは、基板により近い方を意味する。また、本明細書において、逆テーパ形状とは、基板表面に対する側面の角度（テーパ角）が９０°以上の形状をいい、他方、順テーパ形状とは、基板表面に対する側面の角度が９０°未満の形状をいう。【００２０】
第二バンクの側面に対する撥液化処理の影響を低減するための条件としては、平面視したときに、第二バンクの側面が第二バンクの上面よりも突出していないことも挙げられる。すなわち、上記区画領域の平面形状は、線状であり、上記区画領域の短辺方向に沿って上記基板を断面視したときの上記区画領域の底面の長さＬ１と上面の長さＬ２とは、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすことが好ましく、Ｌ１＞Ｌ２の関係を満たすことがより好ましい。【００２１】
第一バンクが逆テーパ形状を有する場合、第一バンクの側面と基板との間に機能液が溜まり、区画領域内を機能液が充分に広がることができず、凹部内に平坦な薄膜を得ることが困難となるおそれがある。したがって、上記第一バンクは、順テーパ形状を有することが好ましい。【００２２】
上記第一バンクは、順テーパ形状を有し、上記第二バンクは、逆テーパ形状を有することが好ましい。これにより、第一バンクの側面と基板との間に機能液が溜まることを抑制するとともに、第二バンクの側面への撥液化処理の影響を低減することができる。【００２３】
上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面は、フッ素を含むことが好ましい。これにより、第一バンクの第二バンクが配置されていない上側の面に機能液に対する撥液性を与えることができる。その結果、凹部内に機能液をより確実に保持（ピン止め）することができ、平坦な薄膜をより確実に得ることができる。なお、第一バンクの上側の面とは、第一バンクの上面だけでなく、第一バンクの側面も含む。【００２４】
上記第二バンクの上面は、フッ素を含むことが好ましい。これにより、第二バンクの上面に機能液に対する撥液性を与えることができる。その結果、区画領域内に機能液をより確実に閉じ込めることができ、機能液が第二バンクの上面を超えて不要な領域に流れこむことをより確実に防止することができる。【００２５】
上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面と上記第二バンクの上面とは、フッ素を含むことが好ましい。これにより、第一バンクの第二バンクが配置されていない上側の面と、第二バンクの上面とに機能液に対する撥液性を与えることができる。その結果、凹部内に平坦な薄膜をより確実に得ることができるとともに、機能液が第二バンクの上面を超えて不要な領域に流れこむことをより確実に防止することができる。また、このように上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面と上記第二バンクの上面とがフッ素を含む構成は、例えば、第一バンクの第二バンクが配置されていない上側の面と、第二バンクの上面とに対して同時にフッ素プラズマ処理を行うことで実現することができるため、製造工程を簡略化することができる。【００２６】
上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面及び／又は上記第二バンクの上面がフッ素を含む構成を実現する方法としては、例えば、上述したフッ素プラズマ処理の他、フッ素を含む膜をコーティングする方法が挙げられる。【００２７】
上記基板から上記第二バンクの上面までの距離ｈ１は、ｈ１＞６５μｍの関係を満たすことが好ましい。これにより、区画領域内の基板上に薄膜が存在しない空隙部が発生することを防止することができる。【００２８】
上記凹部の底面の端部が、平面視したときに、上記区画領域の底面の端部から１５μｍ以上離れていない場合、凹部内に保持された機能液の一部が第二バンクの側面に付着し、凹部内に形成される薄膜の膜厚の均一性が低下するおそれがある。したがって、上記凹部の底面の端部は、平面視したときに、上記区画領域の底面の端部から１５μｍ以上離れていることが好ましい。【００２９】
上記区画領域の平面形状は、線状であり、上記薄膜付き基板は、上記第一バンク上に形成された第一構造物を備え、上記第一構造物は、上記第二バンクに接触し、かつ上記区画領域内に配置された複数の上記凹部の間に向かって上記第二バンクから突出した平面形状を有することが好ましい。これにより、毛細管現象による機能液の過剰な流動を防ぐことができる。また、第二バンクが第一バンクに近い（類似した）構造を有することになるため、機能液の乾燥速度を区画領域内で均一にすることができる。以上により、凹部内により平坦な薄膜を得ることができる。【００３０】
上記第一構造物は、第二バンクと異なる材料で形成されてもよいが、第二バンクと同一材料で形成されることが好ましい。これにより、第一構造物と第二バンクとを同一工程で形成することができるため、製造工程を簡略化することができる。また、第一構造物及び第二バンクは、一体的に形成してもよい。すなわち、第二バンクは、第一構造物として機能する突出部を有していてもよい。【００３１】
上記区画領域の平面形状は、線状であり、上記薄膜付き基板は、上記第一バンク上に形成された第二構造物を備え、上記第二構造物は、上記区画領域内に配置された複数の上記凹部の間に配置され、かつ上記第二バンクに接触しないことが好ましい。これによっても、第一構造物を備える場合と同様の効果を奏することができる。【００３２】
上記第二構造物は、第二バンクと異なる材料で形成されてもよいが、第二バンクと同一材料で形成されることが好ましい。これにより、第二構造物と第二バンクとを同一工程で形成することができるため、製造工程を簡略化することができる。【００３３】
本発明はまた、本発明の薄膜付き基板の製造方法であって、上記製造方法は、上記第一バンクを上記基板上に形成する第一バンク形成工程と、上記第二バンクを上記第一バンク上に形成する第二バンク形成工程と、上記区画領域に薄膜材料を含む機能液を塗布する塗布工程とを含む薄膜付き基板の製造方法でもある。【００３４】
本発明の薄膜付き基板の製造方法によれば、区画領域に機能液を塗布することで、第二バンクの側面を伝って複数の凹部を覆うように機能液が広がり、各凹部内での機能液の液位バランスを好適に平衡化することができる。また、第一バンクによって凹部内に機能液が保持（ピン留め）されるため、溶媒の除去工程で機能液が凹部内に閉じ込められる。以上により、膜厚バラツキの少ない、平坦な薄膜を所望の位置（凹部）に形成することができる。【００３５】
また、本発明の薄膜付き基板の製造方法によれば、第一及び第二バンクを積層することで、第一バンクのみを用いる場合と比較して、塗布装置のアライメント精度及び着弾精度のマージンを広げることができる。これにより、薄膜形成工程における不良（例えば、薄膜の膜厚バラツキ）の発生を抑制し、薄膜付き基板の歩留りを向上することができる。【００３６】
本発明の薄膜付き基板の製造方法は、上記工程を有するものである限り、その他の工程により特に限定されるものではない。
本発明の薄膜付き基板の製造方法における好ましい態様について以下に詳しく説明する。なお、以下に示す各種態様は、適宜組み合わされてもよい。【００３７】
上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面は、上記機能液に対する撥液性を有することが好ましい。これにより、凹部内に機能液をより確実に保持（ピン止め）することができ、凹部内に平坦な薄膜をより確実に得ることができる。【００３８】
上記第二バンクの上面は、上記機能液に対する撥液性を有することが好ましい。これにより、区画領域内により確実に機能液を閉じ込めることができ、機能液が第二バンクの上面を超えて不要な領域に流れこむことを防止することができる。【００３９】
上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面と上記第二バンクの上面とは、上記機能液に対する撥液性を有することが好ましい。これにより、平坦な薄膜をより確実に得ることができるとともに、機能液が第二バンクの上面を超えて不要な領域に流れこむことをより確実に防止することができる。また、このように上記第一バンクの上記第二バンクが配置されていない上側の面と上記第二バンクの上面とが撥液性である構成は、撥液化処理を同時に行うことで実現することができるため、製造工程を簡略化することができる。【００４０】
上記第二バンクの側面は、上記機能液に対する親液性を有することが好ましい。これにより、第二バンクの側面を伝って機能液がより容易に広がることができるため、より平坦な薄膜を得ることができる。【００４１】
区画領域に塗布された機能液は、区画領域内で広がって互いに対向する第二バンクの側面まで広がり、機能液の液面は第二バンクの上面の端部まで達する。このとき、塗布された機能液の液面は第二バンクから離れるに従って低くなるが、対向する第二バンクの側面を同様に伝わった機能液の液面と重なることなく基板表面に達すると、区画領域内の基板上に機能液が存在しない空隙部が生じ、その部分には薄膜が形成されなくなる。したがって、空隙部の発生を確実に防止するためには、上記空隙部が発生しないように、第二バンクの高さを設計すればよい。【００４２】
ここで、図を参照して第二バンクに挟まれた領域の基板上に機能液のない空隙部が発生しない条件を詳細に説明する。図６は、第二バンクで挟まれた領域に機能液を塗布した状態を示す断面模式図である。なお、図６では、第一バンクの記載を省略している。図６に示すように、基板１１０の表面から第二バンク１１２の上面までの距離をｈ１とし、第二バンク１１２の基板１１０に対するテーパ角（第二バンク１１２の断面形状における側面の傾斜角度）をαとし、第二バンク１１２の側面に対する機能液１３０の接触角をθとし、第二バンク１１２の上面の端部からθの角度で引いた線が交差する点をεとし、平面視したときの第二バンク１１２の上面の端部からεまでの距離をｙとし、対向する第二バンク１１２の間の底面の長さ（区画領域の底面の長さ）をｄとし、第二バンク１１２の上面とεとの高低差をｈ２とし、εと基板１１０との高低差をｘとすると、常にｘ＞０となるように第二バンク１１２の高さを設計すればよい。ｘ＞０となる条件は、下記式（１）〜（３）を用いて導くことができる。【００４３】
【数１】
2010032514.tif 000003
【００４４】
【数２】
2010032514.tif 000004
【００４５】
【数３】
2010032514.tif 000005
【００４６】
上記式（１）〜（３）によって導かれた条件を下記式（４）に示す。したがって、ｘ＞０の関係を満たすためには、下記式（４）を満たすように第二バンクの高さを設計すればよい。すなわち、上記区画領域の平面形状は、線状であり、上記塗布工程は、上記区画領域内に配置された複数の上記凹部のいずれかを通る領域で上記区画領域の短辺方向に沿って上記基板を断面視したときに、上記区画領域の底面の長さをｄとし、上記第二バンクの上記基板に対するテーパ角をαとし、上記第二バンクの側面に対する上記機能液の接触角をθとする時、上記基板の表面から上記第二バンクの上面までの距離ｈ１が下記式（４）を満たすように上記機能液を塗布することが好ましい。【００４７】
【数４】
2010032514.tif 000006
【００４８】
上記式（４）において、ｈ１＞６５μｍであることが好ましい。ｄの適切な値は薄膜付き基板の用途毎に異なるため、ｄの値によっては式（４）を満たすことができない場合もある。例えば、本発明の薄膜付き基板をディスプレイに用いる場合には、要求される精細度によって画素の大きさが決定され、その結果としてｄの取り得る範囲が規定される。α及びθを一定とすれば、ｄの変化に比例して式（４）の右辺も変化するため、ｄの値によっては式（４）を満たさない場合も考えられる。これに対し、ｈ１＞６５μｍとすることにより、ｄが５０〜１００μｍの範囲では確実に式（４）を満たすことができる。一般的な材料及び方法で第二バンクが形成されている場合、θ及びαを容易に実現可能な条件（θが４５°以上、αが７０°〜１２０°）に設定すると、ｄを５０〜１００μｍの範囲内で変化させたとしても、式（４）の右辺は６５μｍを越えることはない。したがって、ｈ１＞６５μｍとすることで、ｄが５０〜１００μｍの範囲内で式（４）を満たすことが可能である。式（４）において、θは大きくなればなるほど、右辺が小さくなる。また、ｄは５０μｍ以下であっても構わないが、インクジェット法等を用いた場合の塗布マージンを確保するという観点からは、ｄ＞５０μｍであることが好ましい。【００４９】
０°＜α−θ＜９０°、α＞９０°の時、ｃｏｔ（α）ｔａｎ（α−θ）の項は負の値となるとともに、ｔａｎ（α−θ）の項と比較して非常に小さい値となる。これにより、式（４）の右辺の分母は正の値となるとともに、略１と見なすことができる。したがって、上記ｈ１は、下記式（５）のように簡便に表すことができる。すなわち、上記式（４）において、０°＜α−θ＜９０°、α＞９０°の時、上記ｈ１が下記式（５）を満たすことが好ましい。【００５０】
【数５】
2010032514.tif 000007
【００５１】
α＝９０°の時、ｃｏｔ（９０°）は０と見なすことができ、かつ下記式（６）の関係が成り立つ。【００５２】
【数６】
2010032514.tif 000008
【００５３】
したがって、上記ｈ１は、下記式（７）のように簡便に表すことができる。すなわち、上記式（４）において、α＝９０°の時、上記ｈ１が下記式（７）を満たすことが好ましい。【００５４】
【数７】
2010032514.tif 000009
【００５５】
本発明は更に、本発明の薄膜付き基板、又は、本発明の製造方法を用いて形成された薄膜付き基板を備える有機ＥＬ表示装置であって、上記有機ＥＬ表示装置は、上記薄膜を挟持する第一電極及び第二電極を備え、上記薄膜は、有機ＥＬ層であることを特徴とする有機ＥＬ表示装置でもある。これによれば、凹部内に平坦な有機ＥＬ層を得ることができるため、表示ムラの少ない有機ＥＬ表示装置を実現することができる。また、有機ＥＬ層の被覆性を向上させることができるため、第一及び第二電極の短絡に起因するリーク電流の発生を抑制することができる。【００５６】
本発明はそして、本発明の薄膜付き基板、又は、本発明の製造方法を用いて形成された薄膜付き基板を備えるカラーフィルタ基板であって、上記薄膜は、カラーフィルタであるカラーフィルタ基板でもある。これによれば、平坦なカラーフィルタを有するカラーフィルタ基板を得ることができる。また、本発明のカラーフィルタ基板を液晶表示装置に用いることにより、表示ムラの少ない液晶表示装置を実現することができる。このように、本発明のカラーフィルタ基板は、液晶表示装置に特に好適に用いることができる。
【発明の効果】
【００５７】
本発明の薄膜付き基板、有機ＥＬ表示装置、カラーフィルタ基板及び薄膜付き基板の製造方法によれば、薄膜の平坦性及び歩留りの向上を容易に実現することができる薄膜付き基板、有機ＥＬ表示装置、カラーフィルタ基板及び薄膜付き基板の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】実施例１の有機ＥＬ表示装置を示す平面模式図である。
【図２】図１中のＸ１−Ｙ１線における有機ＥＬ層形成前の状態を示す断面模式図である。
【図３】図１中のＸ２−Ｙ２線における有機ＥＬ層形成前の状態を示す断面模式図である。
【図４】実施例４の有機ＥＬ表示装置を示す平面模式図である。
【図５】実施例５の有機ＥＬ表示装置を示す平面模式図である。
【図６】第二バンクで挟まれた領域に機能液を塗布した状態を示す断面模式図である。
【図７】図１中のＸ１−Ｙ１線における有機ＥＬ層及び陰極形成後の状態を示す断面模式図である。
【図８】図１中のＸ２−Ｙ２線における有機ＥＬ層及び陰極形成後の状態を示す断面模式図である。
【図９】実施例１の有機ＥＬ表示装置における陽極及び凹部の配置形態を示す平面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００５９】
以下に実施例を掲げ、本発明を図面を参照して更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００６０】
（実施例１）
図１は、実施例１の有機ＥＬ表示装置を示す平面模式図であり、図２は、図１中のＸ１−Ｙ１線における有機ＥＬ層形成前の状態を示す断面模式図であり、図３は、図１中のＸ２−Ｙ２線における有機ＥＬ層形成前の状態を示す断面模式図である。また、図７は、図１中のＸ１−Ｙ１線における有機ＥＬ層及び陰極形成後の状態を示す断面模式図であり、図８は、図１中のＸ２−Ｙ２線における有機ＥＬ層及び陰極形成後の状態を示す断面模式図である。更に、図９は、実施例１の有機ＥＬ表示装置における陽極及び凹部の配置形態を示す平面模式図である。図１〜３、７〜９に示すように、実施例１の有機ＥＬ表示装置は、基板１０上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、陽極２０、第一バンク１１及び第二バンク１２を備えている。ＴＦＴは、マトリクス状に複数配置されている。陽極２０は、ＴＦＴ毎に設けられている。第一バンク１１は、陽極２０を覆うように配置されている。第一バンク１１で囲まれた領域（凹部１３）では、第一バンク１１と陽極２０とによって窪みが形成されている。第一バンク１１は、複数の凹部１３を形成（区画）しており、これら複数の凹部１３は、それぞれ陽極２０毎に配置されている。凹部１３の平面形状は、楕円形である。第二バンク１２は、第一バンク１１上に配置されており、第二バンク１２で囲まれた領域（区画領域１６）内には、凹部１３の長辺方向に沿って複数の凹部１３が並んで配置されている。区画領域１６の平面形状は、線状である。第二バンク１２は、複数の区画領域１６を形成（区画）しており、これら複数の区画領域１６は、ストライプ状に（横並びに）配置されている。すなわち、第二バンク１２は、ストライプの両端が閉じられた平面形状を有しているとも言える。陽極２０上には、正孔輸送層２１、発光層２２及び陰極２３が基板１０側からこの順に積層されている。この陽極２０、正孔輸送層２１、発光層２２及び陰極２３により、有機ＥＬ素子が構成される。すなわち、実施例１の有機ＥＬ表示装置は、凹部１３毎に有機ＥＬ素子が配置されており、一つの有機ＥＬ素子が配置された領域（凹部１３）が一つの画素領域として機能する。
【００６１】
以下、実施例１の有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。
まず、基板１０を準備した。基板１０としては、光透過性、導光性のある透明基板を好適に用いることができ、本実施例ではガラス基板を用いた。ガラス基板の材料としては、一般的に用いられるソーダガラスの他、無アルカリガラス、石英系、多成分系、希土類元素ドープ石英系、希土類元素ドープ多成分系のガラス材料を用いることができる。
【００６２】
次に、基板１０上に一般的な方法を用いてＴＦＴをマトリクス状に配置した。ＴＦＴの半導体層としては、例えば、アモルファスシリコン膜、多結晶シリコン膜を用いることができる。次に、ＴＦＴ上に平坦化層の機能を有する層間絶縁膜を形成した後、スパッタリング法によってＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）膜を１００ｎｍの膜厚で形成した。次に、フォトリソグラフィ技術を使用し、塩化第二鉄水溶液をエッチング液としてＩＴＯ膜のパターニングを行うことで、各画素領域毎に区画されるように陽極２０を形成した。図９に示すように、陽極２０の幅は、それぞれ２３０μｍ（長辺方向）、７０μｍ（短辺方向）とした。また、並置された陽極２０の間隔は、１０μｍとした。すなわち、画素ピッチは、それぞれ２４０μｍ（長辺方向）、８０μｍ（短辺方向）とした。陽極２０は、層間絶縁膜によってＴＦＴから離れて配置される。陽極２０とＴＦＴとは、層間絶縁膜に穿ったコンタクトホールを通して電気的に接続されている。陽極２０の材料としては、ＩＴＯの他、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）、ＺｎＯ、ＳｎＯ２、Ｉｎ２Ｏ３等を用いることができる。陽極２０の膜厚は５０〜５００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは４０〜３００ｎｍである。陽極２０の膜厚を５００ｎｍよりも大きくすると、透過率が低くなることで有機ＥＬ表示装置をボトムエミッション型にして陽極２０側から発光を取り出す場合に不利になったり、陽極２０の剥離等が生じる可能性がある。他方、陽極２０の膜厚を５０ｎｍよりも小さくすると、電極として充分な効果が得られないことがある。
【００６３】
次に、陽極２０を形成した基板１０に対して、溶媒に分散させた感光性アクリル樹脂を膜厚が略２μｍとなるようにスピンコート法を用いて塗布した後、露光及び現像を行うことで、図２に示すように、基板１０上に高さが略２μｍの第一バンク１１を形成した。第一バンク１１の形成方法としては、液体をスピンコート法によって塗布する方法、シート状樹脂を貼り付ける方法、真空中で蒸着又はスパッタリングによって成膜する方法、レーザー等でバンクパターンを転写する方法等が挙げられるが、本実施例のように、第一バンク１１の高さが２μｍ程度の場合には、液体をスピンコート法によって塗布することで第一バンク１１を形成することが好ましい。これにより、テーパ角の小さい第一バンク１１を簡便かつ安価に形成することができる。第一バンク１１の基板１０に対するテーパ角は３０°とした。すなわち、本実施例では、第一バンク１１は順テーパ形状を有している。また、図１及び９に示すように、第一バンク１１は、陽極２０を露出させるために、陽極２０上に長軸半径が６０μｍ、短軸半径が１５μｍの楕円形の凹部１３を区画するように形成した。凹部１３と陽極２０の長辺側の端部との間隔は、２０μｍとし、凹部１３と陽極２０の短辺側の端部との間隔は、５５μｍとした。また、凹部１３の楕円形の長辺方向に沿って隣接する凹部１３の間隔は、１２０μｍとし、凹部１３の楕円形の短辺方向に沿って隣接する凹部１３の間隔は、５０μｍとした。このとき、例えば第一バンク１１の基板１０に対するテーパ角が９０°以上の場合（第一バンク１１が逆テーパ形状を有する場合）には、後述する工程で、機能液が第一バンク１１側に溜まることで、陽極２０の中央部分上の領域では機能液の液面が低くなり、画素領域に所望の膜厚の薄膜を均一に形成することが困難になる。したがって、第一バンク１１は、順テーパ形状を有することが好ましい。第一バンク１１の材料としては、所望の高さの第一バンク１１を形成できる材料であれば特に限定されず、感光性アクリル樹脂以外にも、感光性ポリイミド樹脂等を用いることができる。また、凹部１３は、できるだけ発光面積が広くできる平面形状であればよく、楕円形の他、四角形であってもよいし、円形であってもよい。
【００６４】
続いて、第一バンク１１の形成までを行った基板１０に対して、シート状の感光性アクリル樹脂を膜厚が略４５μｍとなるようにラミネーター装置を用いて貼り合わせた後、露光及び現像を行うことで、図２に示すように、第一バンク１１上に高さが略４５μｍのストライプ状の第二バンク１２を形成した。第二バンク１２の形成方法としては、第一バンク１１の形成方法と同様の方法が挙げられるが、本実施例のように、第二バンク１２の高さが４５μｍ等の５０μｍ程度の場合には、シート状の樹脂を貼り付けて第二バンク１２を形成することが好ましい。これにより、第二バンク１２の形成を簡便に行うことができる。ここでは、平面視したときに、凹部１３の底面の端部が第二バンク１２の底面の端部（区画領域１６の底面の端部）から１５μｍ離れるように、第二バンク１２を形成した。また、第二バンク１２の基板１０に対するテーパ角は９３°とした。すなわち、本実施例では、第二バンク１２は逆テーパ形状を有している。したがって、区画領域１６の短辺方向に沿って基板１０を断面視したとき、区画領域１６の底面の長さ（第二バンク１２の底面の間隔）であるＬ１は、区画領域１６の上面の長さ（第二バンク１２の上面の間隔）であるＬ２よりも大きい。第二バンク１２の材料としては、所望の高さの第二バンク１２を形成できる材料であれば特に限定されず、感光性アクリル樹脂以外にも、感光性ポリイミド樹脂等を用いることができる。第二バンク１２の短辺方向の幅は、特に制限されるものではなく、薄膜表示装置の形状や使用するバンク材料の特性（解像度、細線密着性、アスペクト比等）によって適宜調整すればよい。本実施例では、図１に示すように、第二バンク１２の底面の短辺方向の幅は２０μｍとした。すなわち、図１における第二バンク１２は、底面の幅を基に図示している。図１に示すように、第二バンク１２のストライプの間隔（区画領域１６の底面の長さ（Ｌ１））は、６０μｍとし、第二バンク１２のストライプの短辺方向におけるピッチは、８０μｍとした。
【００６５】
次に、第二バンク１２の形成までを行った基板１０に対して、ＣＦ４、ＳＦ６、ＣＨＦ３等のガスを用いたフッ素プラズマ処理を行い、第一バンク１１の第二バンク１２が形成されてない上側の面と、第二バンク１２の上面とを撥液性にした。これによって、後述する塗布工程で区画領域１６に充填される機能液（インク）が乾燥する際に機能液が第一バンク１１から離れやすくなり、第一バンク１１上に機能液が凝縮することなく、有機ＥＬ層（正孔輸送層２１、発光層２２）を凹部１３に形成することができる。また、機能液が第二バンク１２の上面を超えて、第二バンク１２を介して隣接する領域に流入することを防止することができる。このとき、第二バンク１２の側面は、第二バンクの上面の影に入るため、撥液処理の影響を受けにくい。したがって、通常の条件で撥液化処理を行う限り、第二バンクの側面が撥液化処理を受けることはない。本実施例では、第二バンク１２が撥液性の材料を含まないため、第二バンク１２の側面は親液性を示す。これにより、第二バンクの側面の機能液に対する濡れ性をより良好な状態とすることができるので、後述する塗布工程で充填される機能液が、陽極２０上で均一に濡れ広がることができる。また、陽極２０上に存在する有機物等の不純物を取り除くこともできる。
【００６６】
なお、撥液性の材料を用いて第二バンク１２を形成する場合であっても、上述の撥液化処理を行う前に、第二バンク１２の形成までを行った基板１０に対して親液化処理を長時間行うことで、第二バンク１２の側面を親液性にすることができる。この場合、第二バンク１２の側面は、第二バンク１２の上面の影に入るため、親液化処理の影響を受けにくいものの、斜め入射や拡散によって少しずつ親液化処理が進行する。その後、上述したように通常の条件で撥液化処理を行い、第一バンク１１の第二バンク１２が形成されてない上側の面と、第二バンク１２の上面とを撥液性にすればよい。しかしながら、このように親液化処理を長時間行うと、第一バンク１１及び第二バンク１２に膜減り等の損傷が発生するおそれがある。したがって、第二バンク１２は、撥液性の材料を用いずに形成することが好ましい。
【００６７】
次に、第二バンク１２で区画された領域（区画領域１６）に正孔輸送材料を含む機能液を塗布する（塗布工程）。正孔輸送材料は、塗布装置を用いて吐出することが可能であるとともに、塗布後に溶媒を除去することで形成された膜が正孔輸送機能を発現するものであれば、低分子でも高分子でも良く、単一材料でも２種類以上材料の混合物でも良い。また、母体材料にドーパントをドープしたものでも構わない。本実施例では、正孔輸送材料として、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリエチレンジオキシチオフェンとポリエチレンスルホン酸との混合物）を用い、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを分散又は溶解させる溶媒として水を用いた。ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ及び水を混合した機能液の第二バンク１２の側面との接触角は、略６０°である。このように、正孔輸送材料及び溶媒を混合した機能液の第二バンク１２の側面との接触角を９０°以下にすることで、毛細管現象により機能液が第二バンク１２の側面を伝って広がり、区画領域１６内で液量が平均化されるため、後述する工程で区画領域１６内の画素領域に形成される正孔輸送層２１の膜厚を均一にすることができる。したがって、機能液の第二バンク１２の側面との接触角が９０°以下となるように、正孔輸送材料及び溶媒を選択することが好ましい。また、塗布装置としては、ノズル径が約２０μｍであるインクジェットヘッド及び基板載置ステージ等を備えたインクジェット装置を用いた。
【００６８】
続いて、基板１０を減圧乾燥機にて８０℃、１Ｔｏｒｒ（≒１３３、３２２Ｐａ）下で２０分間放置し、機能液中の溶媒成分である水を乾燥除去した後、２００℃に設定したホットプレート上で５分間焼成を行い、正孔輸送層２１を形成した。正孔輸送層２１の膜厚は、正孔輸送材料の特性を充分に発揮することができる膜厚であれば制限されることはなく、５〜３００ｎｍであることが好ましく、１０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。本実施例では、正孔輸送層２１の膜厚は、７０ｎｍとした。また、塗布方法は、機能液を所望の領域に吐出し、その領域内に機能液を貯めることができる方法であれば特に限定されず、インクジェット方式の他、ノズルコート方式、スプレー方式等を用いることができる。
【００６９】
次に、正孔輸送材料を含む機能液を塗布する場合と同様にして、第二バンク１２で区画された領域（区画領域１６）に発光材料を含む機能液を塗布する。発光材料は、塗布装置を用いて吐出することが可能であるとともに、塗布後に溶媒を除去することで形成された膜が発光機能を発現するものであれば、低分子でも高分子でも良く、単一材料でも２種類以上材料の混合物でも良い。また、母体材料にドーパントをドープしたものでも構わない。本実施例では、発光材料は下記一般式（１）で示すポリフルオレン化合物を用い、ポリフルオレン化合物を分散又は溶解させる溶媒として非極性溶媒を用いた。ポリフルオレン化合物及び非極性溶媒を混合した機能液の第二バンク１２の側面との接触角は、略４５°である。このように、発光材料及び溶媒を混合した機能液の第二バンク１２の側面との接触角を９０°以下にすることで、毛細管現象により機能液が第二バンク１２の側面を伝って広がり、区画領域１６内で液量が平均化されるため、後述する工程で区画領域１６内の画素領域に形成される発光層２２の膜厚を均一にすることができる。したがって、機能液の第二バンク１２の側面との接触角が９０°以下となるように、発光材料及び溶媒を選択することが好ましい。
【００７０】
【化１】
2010032514.tif 000010
【００７１】
一般式（１）で表されるポリフルオレン化合物は、アルキル鎖を有するフルオレン環と１以上のアリール化合物のユニットとの共重合化合物である。一般式（１）において、Ｒ１及びＲ２はアルキル鎖を表し、Ａｒ１及びＡｒ２はアリール化合物のユニットを表す。また、ｌ及びｍは１以上の整数であり、ｎは０、又は、１以上の整数である。アリール化合物としては、例えば、メチルベンゼン、ピリジン、ベンゼン、アントラセン、スピロビフルオレン、カルバゾール、ベンゾアミン、ビピリジン、ベンゾチアジアゾール等が挙げられる。なお、発光する色は、共重合させるユニット、及び、ｌ、ｍ、ｎの比率によって異なる。
【００７２】
続いて、基板１０を、Ｎ２雰囲気の下、２００℃に設定したホットプレート上で６０分間乾燥させ、機能液中の溶媒成分である非極性溶媒を乾燥除去することで、発光層２２を形成した。発光層２２の膜厚は、発光材料の特性を充分に発揮することができる膜厚であれば制限されることはなく、５〜３００ｎｍであることが好ましく、１０〜１５０ｎｍであることがより好ましい。本実施例では、発光層２２の膜厚は、８０ｎｍとした。
【００７３】
次に、一般的な技術を用いた斜方蒸着により、正孔輸送層２１及び発光層２２が形成された基板１０上に陰極２３を形成した。陰極２３の材料としては、仕事関数が４．０ｅＶ以下の低仕事関数を有するＣａ、Ｃｅ、Ｃｓ、Ｒｂ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｍｇ、Ｌｉ等を用いることが可能であるが、高分子有機発光層に対しては、Ｃａ、Ｂａ等の金属が好適に用いられる。このような低仕事関数の金属は、酸素、水等によって変質しやすいため、陰極２３として用いる場合には、Ｎｉ、Ｏｓ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ａｌ、Ａｕ、Ｒｈ１、Ａｇ等の比較的安定な金属と合金化したり、上記安定な金属と積層した状態で使用することが好ましい。本実施例では、Ｃａ膜及びＡｌ膜の積層膜を陰極２３として用いた。また、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置では、陰極２３に透光性を与えるため、陰極２３を薄く形成する必要がある。したがって、このような場合には、電極として充分な導電性を確保するために、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、ＳｎＯ２等の導電性金属酸化物を用いて形成した透明電極膜を陰極２３として用いてもよい。また、透明電極膜は、単層膜あるいは複数の材料の積層膜としてもよい。陰極２３の膜厚は１〜５００ｎｍであることが好ましく、より好ましくは１〜２００ｎｍである。陰極２３の膜厚を５００ｎｍよりも大きくすると、陰極２３の透過率が低下するため、有機ＥＬ表示装置をトップエミッション型にして陰極２３側から発光を取り出す場合に不利となる。また、陰極２３の剥離が生じる可能性が高くなる。他方、陰極２３の膜厚を１ｎｍよりも小さくすると、電極として充分な効果が得られないことがある。本実施例では、陰極２３の膜厚は、１５０ｎｍとした。
【００７４】
最後に、封止材料によって基板１０上に形成した部材を封止した後、駆動回路等の一般的な有機ＥＬ表示装置が備える部材を実装することで、本実施例の有機ＥＬ表示装置を製造した。封止材料としては、透明又は半透明の平板材料を用いることができる。本実施例では、一般的なソーダガラスを用いているが、これに限定されず、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガラス、石英、樹脂、無機膜等を用いることもできる。封止材料を接着するための接着材料は、一般的に、透明又は半透明で、水分、活性ガス等を通しにくい性質であることが望ましい。本実施例では光硬化性のエポキシ樹脂を接着材料として用いたが、これに限定されず、熱硬化性のエポキシ樹脂等も用いることができる。
【００７５】
本実施例の有機ＥＬ表示装置は、上述の式（４）を満たすような条件で製造した。式（４）において、ｈ１は、基板１０から第二バンク１２の上面までの距離であり、本実施例では、図２に示すように、第一バンク１１の膜厚が２μｍであり、第二バンク１２の膜厚が４５μｍであることから、ｈ１＝４７μｍである。また、ｄは、凹部１３を挟んで対向する第二バンク１２の下部間の距離であり、本実施例では、図１に示すように、平面視したときの凹部１３の端部から第二バンク１２と第一バンク１１との接触部分までの距離が１５μｍであり、凹部１３の短辺方向の幅が３０μｍであることから、ｄ＝６０μｍである。また、αは、第二バンク１２の基板１０に対するテーパ角であり、本実施例では、図２に示すように、α＝９３°である。また、θは機能液に対する第二バンク１２の側面の接触角である。本実施例では、正孔輸送材料を含有する機能液の場合、θ＝６０°であることから、式（４）を満たしている。また、発光材料を含有する機能液の場合、θ＝４５°であることから、式（４）を満たしている。
【００７６】
（実施例２）
第二バンク１２の基板１０に対するテーパ角を７０°とした以外は、実施例１と同様にして、実施例２の有機ＥＬ表示装置を製造した。すなわち、本実施例では、第二バンク１２が順テーパ形状を有している。
【００７７】
（実施例３）
第二バンク１２の基板１０に対するテーパ角を９０°とした以外は、実施例１と同様にして、実施例３の有機ＥＬ表示装置を製造した。すなわち、本実施例では、第二バンク１２が逆テーパ形状を有している。
【００７８】
（実施例４）
図４は、実施例４の有機ＥＬ表示装置を示す平面模式図である。図４に示すように、実施例４の有機ＥＬ表示装置は、第一バンク１１上に、隣接する凹部１３の間に向かって第二バンク１２から突出した第一構造物１４を有する以外は、実施例１の有機ＥＬ表示装置と同様の構成である。本実施例において、第一構造物１４は、第二バンク１２のストライプパターンと垂直な方向に第二バンク１２を延伸した部分であり、第二バンク１２の突出部が第一構造物１４であるとも言える。第二バンク１２のストライプパターンに沿った方向の第一構造物１４の幅は５０μｍとし、第二バンク１２のストライプパターンに垂直な方向の第一構造物１４の幅は１５μｍとした。なお、本実施例では、第一構造物１４と第二バンク１２とは同一の材料を用いて形成しているが、第一構造物１４と第二バンク１２とは異なる材料を用いて形成してもよい。しかしながら、製造工程を簡略化するという観点からは、本実施例のように、第一構造物１４と第二バンク１２とは同一の材料を用いて形成することが好ましい。
【００７９】
（実施例５）
図５は、実施例５の有機ＥＬ表示装置を示す平面模式図である。図５に示すように、実施例５の有機ＥＬ表示装置は、隣接する凹部１３の間に、第二バンク１２に接触しない矩形状の第二構造物１５を第一バンク１１上に有する以外は、実施例１の有機ＥＬ表示装置と同様の構成である。第二構造物１５の長辺方向の幅は３０μｍとし、短辺方向の幅は５０μｍとした。また、第二バンク１２と第二構造物１５との間隔は１５μｍとした。本実施例では、第二構造物１５と第二バンク１２とは同一の材料を用いて同時に形成した。なお、第二構造物１５と第二バンク１２とを異なる材料を用いて形成してもよいが、製造工程を簡略化するという観点からは、本実施例のように、第二構造物１５と第二バンク１２とは同一の材料を用いて形成することが好ましい。
【００８０】
（実施例６）
平面視したとき、凹部１３の底面の端部が第二バンク１２の底面の端部から１０μｍ離れるように第二バンク１２を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例６の有機ＥＬ表示装置を製造した。
【００８１】
（実施例７）
平面視したとき、凹部３の底面の端部が第二バンク１２の底面の端部から５μｍ離れるように第二バンク１２を形成した以外は、実施例１と同様にして、実施例７の有機ＥＬ表示装置を製造した。
【００８２】
実施例１〜７の有機ＥＬ表示装置を製造する過程において、薄膜（正孔輸送層２１、発光層２２）を形成する工程では、機能液が毛細管現象によって第二バンク１２の側面を伝い、液位バランスが好適に平衡化されて凹部１３を覆うように広がるため、所望の膜厚を有する薄膜を形成するために必要な量の機能液を各画素領域（凹部１３）に貯めることができた。このとき、インクジェットヘッドから吐出された機能液が所望の方向に吐出されなかった場合でも、第二バンク１２の上面が撥液性であるため、機能液を第二バンク１２に区画された領域（区画領域１６）に引き込むことができ、また、機能液が第二バンク１２の上面を超えて不要な領域に流れ込むことを防止することができた。また、撥液性を有する第一バンク１１により、機能液中の溶媒の乾燥過程で凹部１３に機能液がより確実にピン留めされるので、凹部１３内に機能液が閉じ込められた。以上により、各画素領域毎に平坦な膜を得ることができた。また、機能液が毛細管現象によって第二バンク１２の側面を伝って凹部１３を覆うように広がった状態で発光層２２を形成したことから、正孔輸送層２１に対する発光層２２の被覆性が向上した。これにより、正孔輸送層２１と陰極２３との接触の発生を抑制し、従来の構成で発生していたリーク電流を抑制することができた。また、区画領域１６では、各画素領域に形成された薄膜の膜厚の均一性が向上するので、均一な発光が得られた。これにより、有機ＥＬ表示装置の表示品位を向上することができた。
【００８３】
また、実施例１〜７の有機ＥＬ表示装置は、凹部１３の長辺方向に沿って複数の凹部１３が配置された区画領域１６を形成する第二バンク１２が第一バンク１１上に形成されていることで、第一バンク１１だけで画素領域（発光部）を区画する形態（第二バンク１２を有しない形態）と比較して、塗布装置のヘッド起因のエラーに対するマージン（吐出位置マージン）が広がるため、薄膜の膜厚バラツキの発生が減少し、歩留まりを向上することができた。
【００８４】
実施例１、４、５、６及び７では、第二バンク１２の基板１０に対するテーパ角が９３°である。また、実施例３では、第二バンク１２の基板１０に対するテーパ角が９０°である。すなわち、これらの実施例では、第二バンク１２が逆テーパ形状を有していることから、第二型バンク１２で挟まれた領域の下部の幅（区画領域１６の底面の長さ）Ｌ１は、上部の幅（区画領域１６の上面の長さ）Ｌ２よりも広く、Ｌ１≧Ｌ２の関係を有している。したがって、第二バンク１２に撥液化処理を施した時に、第二バンク１２の側面が撥液化処理の影響を受けなかったため、第二バンク１２が順テーパ形状を有している実施例２の場合と比較して、第二バンク１２の側面の親液性を高くすることができた。これにより、第二バンク１２の側面と機能液との接触角を好適に調整することができ、機能液が毛細管現象によって第二バンク１２の側面を伝ってより容易に広がることができた。その結果、各画素領域に形成された薄膜（正孔輸送層２１、発光層２２）の膜厚の均一性がより向上した。
【００８５】
実施例１〜７においては、式（１）の関係を満たすことで、画素中心部に確実に機能液を保持することができた。これにより、機能液から溶媒を乾燥除去することで、所望の膜厚を有する薄膜（正孔輸送層２１、発光層２２）を画素領域毎に形成することができた。また、式（１）を満たす条件で発光層２２を形成したことから、発光層２２によって正孔輸送層２１をより確実に覆うことができた。これにより、正孔輸送層２１と陰極２３との接触がなくなり、従来の構成で発生していたリーク電流が抑制された。
【００８６】
また、様々な用途に対するディスプレイを実現するためには、それぞれに合った画素サイズが必要になる。その際、機能液に対する第二バンク１２の側面の接触角（θ）が４０°の状態で、画素サイズ（ｄ）が５０〜１００μｍの範囲で式（４）を満たすためには、第二バンク１２の高さ（ｈ１）がｈ１＞６５μｍの関係を満たすことが必要となる。また、ｄを実施例１のように６０μｍで一定とした場合に、液位バランスの更なる向上を図るためには、θのバラツキを考慮する必要がある。例えば、θが４０°から３５°まで低下したとしても、式（４）を満たすためには、同様にｈ１＞６５μｍの関係を満たすことが必要となる。勿論、上記範囲で示した以上にｄ又はθを変更した場合、さらにｄ及びθの両方を変更した場合にはこの限りではないが、それらの条件に対しても式（４）を満たしさえすれば、本発明の効果を得ることが可能である。
【００８７】
また、式（４）において、０＜α−θ＜９０°、α＞９０°の条件が得られる場合、式（４）はさらに簡略化することができ、上述の式（５）を満たしさえすれば、本発明の効果を得ることが可能である。
【００８８】
更に、式（４）において、α＝９０°の条件が得られる場合、式（４）はさらに簡略化することができ、上述の式（７）を満たしさえすれば、本発明の効果を得ることが可能である。
【００８９】
このように、上述の式（５）、（７）を用いることにより、本発明の効果を得るために必要な設計値を容易に判断することができる。
【００９０】
実施例４、５のように、第一構造物１４又は第二構造物１５を形成することで、毛細管現象による機能液の過剰な流動を防ぐことができた。また、第二バンク１２が第一バンク１１に近い（類似した）囲み型の構造を有するため、機能液の乾燥速度を区画領域１６内で均一にすることができた。以上により、各画素領域に形成された薄膜の膜厚均一性をより向上することができた。
【００９１】
実施例６、７の場合には、製造工程で凹部１３内に保持された機能液の一部が第二バンク１２の側面に付着することで、実施例１〜５の場合と比較して、画素領域に形成された薄膜（正孔輸送層２１、発光層２２）の膜厚の均一性が若干低下した。したがって、凹部１３の底面の端部は、平面視したときに、第二バンク１２の底面の端部（区画領域１６の底面の端部）から１５μｍ以上で離れていることが好ましいことが分かった。
【００９２】
本願は、２００８年９月１９日に出願された日本国特許出願２００８−２４０８８１号を基礎として、パリ条約ないし移行する国における法規に基づく優先権を主張するものである。該出願の内容は、その全体が本願中に参照として組み込まれている。
【符号の説明】
【００９３】
１０、１１０：基板
１１：第一バンク
１２、１１２：第二バンク
１３：凹部
１４：第一構造物
１５：第二構造物
１６：区画領域
２０：陽極
２１：正孔輸送層
２２：発光層
２３：陰極
１３０：機能液
【図１】
2010032514.tif 000014
【図２】
2010032514.tif 000015
【図３】
2010032514.tif 000016
【図４】
2010032514.tif 000017
【図５】
2010032514.tif 000018
【図６】
2010032514.tif 000019
【図７】
2010032514.tif 000020
【図８】
2010032514.tif 000021
【図９】
2010032514.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成23年1月24日(2011.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された薄膜とを備える薄膜付き基板であって、
該薄膜付き基板は、該基板上に凹部を形成する第一バンクと、該第一バンク上に形成された第二バンクとを備え、
該第二バンクに囲まれた区画領域内には、該凹部が複数配置されており、
該薄膜は、該凹部内に配置されており、
該第一バンクの該第二バンクが配置されていない上側の面は、フッ素を含む
ことを特徴とする薄膜付き基板。
【請求項２】
前記区画領域の平面形状は、線状であることを特徴とする請求項１記載の薄膜付き基板。
【請求項３】
前記第二バンクは、逆テーパ形状を有することを特徴とする請求項１又は２記載の薄膜付き基板。
【請求項４】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記区画領域の短辺方向に沿って前記基板を断面視したときの前記区画領域の底面の長さＬ１と上面の長さＬ２とは、Ｌ１≧Ｌ２の関係を満たすことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項５】
前記第一バンクは、順テーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項６】
前記第一バンクは、順テーパ形状を有し、
前記第二バンクは、逆テーパ形状を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項７】
前記第二バンクの上面は、フッ素を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項８】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面と前記第二バンクの上面とは、フッ素を含むことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項９】
前記基板の表面から前記第二バンクの上面までの距離ｈ１は、ｈ１＞６５μｍの関係を満たすことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１０】
前記凹部の底面の端部は、平面視したときに、前記区画領域の底面の端部から１５μｍ以上離れていることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１１】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記薄膜付き基板は、前記第一バンク上に形成された第一構造物を備え、
該第一構造物は、前記第二バンクに接触し、かつ前記区画領域内に配置された複数の前記凹部の間に向かって前記第二バンクから突出した平面形状を有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１２】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記薄膜付き基板は、前記第一バンク上に形成された第二構造物を備え、
該第二構造物は、前記区画領域内に配置された複数の前記凹部の間に配置され、かつ前記第二バンクに接触しないことを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の薄膜付き基板。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれかに記載の薄膜付き基板を備える有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
該有機エレクトロルミネセンス表示装置は、前記薄膜を挟持する第一電極及び第二電極を備え、
前記薄膜は、有機エレクトロルミネセンス層であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載の薄膜付き基板を備えるカラーフィルタ基板であって、
前記薄膜は、カラーフィルタであることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【請求項１５】
請求項１〜１２のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法であって、
該製造方法は、
前記第一バンクを前記基板上に形成する第一バンク形成工程と、
前記第二バンクを前記第一バンク上に形成する第二バンク形成工程と、
前記区画領域に薄膜材料を含む機能液を塗布する塗布工程とを含むことを特徴とする薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１６】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面は、前記機能液に対する撥液性を有することを特徴とする請求項１５記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１７】
前記第二バンクの上面は、前記機能液に対する撥液性を有することを特徴とする請求項１５又は１６記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１８】
前記第一バンクの前記第二バンクが配置されていない上側の面と前記第二バンクの上面とは、前記機能液に対する撥液性を有することを特徴とする請求項１５〜１７のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項１９】
前記第二バンクの側面は、前記機能液に対する親液性を有することを特徴とする請求項１５〜１８のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項２０】
前記区画領域の平面形状は、線状であり、
前記塗布工程は、前記区画領域内に配置された複数の前記凹部のいずれかを通る領域で前記区画領域の短辺方向に沿って前記基板を断面視したときに、前記区画領域の底面の長さをｄとし、前記第二バンクの前記基板に対するテーパ角をαとし、前記第二バンクの側面に対する前記機能液の接触角をθとする時、前記基板の表面から前記第二バンクの上面までの距離ｈ１が下記式（１）を満たすように前記機能液を塗布することを特徴とする請求項１５〜１９のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法。
【数１】
2010032514.tif 000023
【請求項２１】
前記式（１）において、ｈ１＞６５μｍであることを特徴とする請求項２０記載の薄膜付き基板の製造方法。
【請求項２２】
前記式（１）において、０°＜α−θ＜９０°、α＞９０°の時、前記ｈ１が下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項２０又は２１記載の薄膜付き基板の製造方法。
【数２】
2010032514.tif 000024
【請求項２３】
前記式（１）において、α＝９０°の時、前記ｈ１が下記式（３）を満たすことを特徴とする請求項２０又は２１記載の薄膜付き基板の製造方法。
【数３】
2010032514.tif 000025
【請求項２４】
請求項１５〜２３のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法を用いて形成された薄膜付き基板を備える有機エレクトロルミネセンス表示装置であって、
該有機エレクトロルミネセンス表示装置は、前記薄膜を挟持する第一電極及び第二電極を備え、
前記薄膜は、有機エレクトロルミネセンス層であることを特徴とする有機エレクトロルミネセンス表示装置。
【請求項２５】
請求項１５〜２３のいずれかに記載の薄膜付き基板の製造方法を用いて形成された薄膜付き基板を備えるカラーフィルタ基板であって、
前記薄膜は、カラーフィルタであることを特徴とするカラーフィルタ基板。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−９５７２９号公報
【特許文献２】特開２００７−２８０８６６号公報
【特許文献３】特開２００８−４３７６号公報
【特許文献４】特開２００５−３２６７９９号公報
【国際調査報告】
2010032514.tif 000026
2010032514.tif 000027