(57)【要約】【課題】  プロファイルの良好な機能性膜およびその成膜方法、当該機能性膜を備えた電気光学装置を提供すること。【解決手段】  電気光学装置（有機ＥＬ表示装置）１０は、バンク２０によって区画された区画領域１９内に、正孔輸送膜２２、有機ＥＬ膜２３を含んでなる発光素子２５を備えている。ここで、区画領域１９は、素子基板１１から開口部１９ａに向かって断面積を減じるテーパー形状をなしており、正孔輸送膜２２および有機ＥＬ膜２３は、液滴吐出法により所定の機能液を区画領域１９内に配置した後、乾燥工程を経て形成される。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上においてバンクで区画された区画領域内に機能液を配置する工程と、配置された前記機能液を乾燥させる工程と、を有する成膜方法であって、
前記区画領域は、基板から開口部に向かって断面積を減じるテーパー形状をなすことを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記区画領域内に前記機能液を配置する工程において、前記機能液の液面を、前記区画領域の開口面よりも低位にすることを特徴とする請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
基板上においてバンクで区画された区画領域内に液相法により形成された機能性膜であって、
前記区画領域は、基板から開口部に向かって断面積を減じるテーパー形状をなすことを特徴とする機能性膜。
【請求項４】
請求項３に記載の機能性膜を備える電気光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液相法による成膜方法、および液相法により形成された機能性膜、並びに電気光学装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、導電配線や機能性素子の形成において、液滴吐出法（インクジェット法）を用いた成膜技術が利用されている。この成膜技術は、機能性材料を含んだ液状体（機能液）をインクジェットプリンタのような描画装置を用いて基板上にパターン描画し、当該配置された機能液を乾燥等させて膜化するものであり、少量多種生産に対応可能であるなど大変有効であるとされている。例えば、特許文献１には、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとする）表示装置の発光素子について、液滴吐出法を用いて形成する例が開示されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−６３１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記発光素子は、基板上に感光性樹脂等でバンクを形成し、バンクによって区画された区画領域に有機ＥＬ材料を含む機能液を液滴吐出法により配置し、その後乾燥工程を経て形成される。この乾燥工程において、機能液の表面は表面張力とバンク内の撥液性によって曲面をなすため、区画領域の中央部と外縁部とでは機能液の蒸発速度に差が生じる。当該外縁部では、液面が基板面に対して傾斜することで、実質的な表面積の増大をもたらすからである。このような蒸発速度のムラは、膜化される機能性膜のプロファイルを乱し、当該機能性膜の機能特性に悪影響をもたらす原因となる。
【０００５】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、プロファイルの良好な機能性膜およびその成膜方法、当該機能性膜を備えた電気光学装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、基板上においてバンクで区画された区画領域内に機能液を配置する工程と、配置された前記機能液を乾燥させる工程と、を有する成膜方法であって、前記区画領域は、基板から開口部に向かって断面積を減じるテーパー形状をなすことを特徴とする
【０００７】
この発明の成膜方法によれば、区画領域の中央部に向かって張り出すように形成されたバンクの内壁によって、外縁部における機能液の蒸発が抑えられるので、区画領域内における蒸発速度のムラが緩和される。かくしてプロファイルの良好な機能性膜を提供することができる。
【０００８】
好ましくは前記成膜方法における、前記区画領域内に前記機能液を配置する工程において、前記機能液の液面を、前記区画領域の開口面よりも低位にすることを特徴とする。
この発明の成膜方法によれば、上述した外縁部における蒸発抑制の効果を好適に発揮させることができる。
【０００９】
本発明は、基板上においてバンクで区画された区画領域内に液相法により形成された機能性膜であって、前記区画領域は、基板から開口部に向かって断面積を減じるテーパー形状をなすことを特徴とする。
この発明の機能性膜は、区画領域の中央部に向かって張り出すように形成されたバンクの内壁によって、外縁部における機能液の蒸発が抑えられ、区画領域内における蒸発速度のムラが緩和された状態で成膜される。このため、良好なプロファイルを有する。
【００１０】
本発明の電気光学装置は、前記機能性膜を備えることを特徴とする。
この発明の電気光学装置は、プロファイルが良好な上記機能性膜を備えているので高品質である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施の形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。
なお、以下に述べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの形態に限られるものではない。また、以下の説明で参照する図では、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、これらの縮尺を実際のものとは異なるように表している。
【００１２】
（電気光学装置）
まずは、図１を参照して、本発明に係る電気光学装置について、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとする）表示装置を例に説明する。図１は、有機ＥＬ表示装置の概略構成を示す要部断面図である。
【００１３】
図１に示すように、電気光学装置１０は、基板としての素子基板１１と、素子基板１１上に形成された駆動回路部１２と、駆動回路部１２上に形成された発光素子部１３と、素子基板１１と対向して駆動回路部１２および発光素子部１３を封止するための封止基板１４と、を備えている。素子基板１１には、透過性を有するガラス基板が好適に用いられる。図示を一部省略した駆動回路部１２には、ＴＦＴ等の駆動素子や駆動配線が形成されている。また、封止基板１４によって封止された封止空間１５には、不活性ガスが充填されている。
【００１４】
発光素子部１３は、バンク２０で区画された複数の区画領域１９を有しており、当該区画領域１９内に形成された発光素子２５の個々が、画像を形成するための階調要素を構成している。また、バンク２０と駆動回路部１２との間には、階調要素間の干渉を防ぐための遮光膜２６が、クロムやその酸化物等で形成されている。
【００１５】
バンク２０は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂などを用いて形成された区画構造体であり、基板面法線方向（図の上下方向）から見たときに、区画領域１９が所定の配列をなすようなパターンで形成されている。また、バンク２０は、断面方向（図示方向）から見たときに、区画領域１９が、素子基板１１から開口部１９ａに向かって断面積を減じるテーパー形状をなすように形成されている。
【００１６】
発光素子２５は、駆動回路部１２の出力端子であるセグメント電極（陽極）２１と、共通電極（陰極）２４との間に、機能性膜としての正孔輸送膜２２と、機能性膜としての有機ＥＬ膜２３とが積層されて構成されている。
【００１７】
セグメント電極２１には、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）などの光透過性の導電材料が、共通電極２４には、カルシウム金属層とそれを保護する銀−マグネシウム合金層の三層膜などが用いられている。正孔輸送膜２２は、有機ＥＬ膜２３に正孔を注入するための機能性膜であり、ポリチオフェン誘導体のドーピング体（以下、ＰＥＤＯＴとする）などの高分子導電体で形成されている。有機ＥＬ膜２３には、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の有機ＥＬ材料、例えば、ポリフルオレン誘導体、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン誘導体などが用いられている。
【００１８】
上述の構成において、駆動回路部１２を介した駆動制御によりセグメント電極２１と共通電極２４との間に電圧が印加されると、正孔輸送膜２２から有機ＥＬ膜２３に正孔が注入され、当該正孔が共通電極２４側からの電子と結合して発光する。この発光は正孔輸送膜２２と有機ＥＬ膜２３の界面付近で発生する。
【００１９】
尚、図１に示す発光素子２５の構成に加えて、有機ＥＬ膜２３とセグメント電極２１との間に、オキサジアゾール誘導体等から成る電子輸送膜を備えるようにしてもよい。この電子輸送膜は、有機ＥＬ膜２３に電子を注入するためのものである。
【００２０】
（液滴吐出装置）
次に、図２を参照して、液滴吐出法において用いる液滴吐出装置について説明する。図２は、液滴吐出装置の構成の一例を示す模式図である。
【００２１】
図２において、液滴吐出装置２００は、一面に複数のノズル２１２を配した吐出ヘッド２０１と、吐出ヘッド２０１と対向する位置に基板２０２を載置するための載置台２０３とを備えている。また、吐出ヘッド２０１を、基板２０２との距離を保ったまま縦横に移動（走査）させる走査手段２０４と、吐出ヘッド２０１に機能液を供給する機能液供給手段２０５と、吐出ヘッド２０１の吐出制御を行う吐出制御手段２０６と、を備えている。
【００２２】
吐出ヘッド２０１には、複数に枝分かれした微細な流路が形成されており、当該流路の端部は、圧力室（キャビティ）２１１、ノズル２１２となっている。圧力室２１１の外郭の一面は、圧電素子２１０によって変形可能となっており、吐出制御手段２０６からの駆動信号によって圧力室２１１内に圧力を発生させることで、ノズル２１２から液滴２１３が吐出される。尚、吐出技術としては、この例のような電気機械方式の他に、電気信号を熱に変換して圧力を発生させるいわゆるサーマル方式などもある。
【００２３】
上述の構成において、吐出ヘッド２０１の走査と同期したノズル２１２毎の吐出制御を行うことにより、基板２０２上に所望のパターンで機能液を配置することが可能となっている。尚、液滴吐出装置２００は、一走査中において複数種の機能液を吐出可能なように構成することもできる。
【００２４】
（発光素子の形成方法）
次に、図３のフローチャートに沿って、図４を参照して発光素子の形成方法について説明する。図３は、発光素子の形成に係る工程を示すフローチャートである。図４は、発光素子の形成における一過程を示す要部断面図である。
【００２５】
まず、発光素子の形成に先立って、各機能性膜に対応した機能液が用意される。具体的には、ＰＥＤＯＴの一種であるバイトロン−Ｐ（バイエル社製）を含んだ機能液（以下、ＰＥＤＯＴ液とする）が正孔輸送膜２２（図１参照）用として、有機ＥＬ材料を含んだ機能液（以下、有機ＥＬ液とする）が有機ＥＬ膜２３（図１参照）用として用意される。これらの機能液は、界面活性剤や粘度調整剤、保湿剤などが添加されて、液滴吐出装置２００（図２参照）に用いるのに適切な調整がなされている。
【００２６】
次に、図４（ａ）に示すように、駆動回路部１２およびセグメント電極２１が形成されている素子基板１１上に、遮光膜２６を、気相法とフォトリソグラフィ法等を用いて形成する（図３の工程Ｓ１）。
【００２７】
次に、遮光膜２６の上にバンク２０を形成する（図３の工程Ｓ２）。具体的には、スピンコート法を用いて、素子基板１１上の全面に感光性樹脂膜を形成し、露光、現像工程を経てパターニングを施す。この際、区画領域１９のテーパー形状が得られるように、用いられる感光性樹脂のポジ／ネガの選択や、露光条件の適正化がなされている。
【００２８】
次に、素子基板１１のバンク２０が形成されている側に対して、酸素プラズマ処理法などにより親液化処理を行う（図３の工程Ｓ３）。この処理によって区画領域１９内におけるセグメント電極２１の露出面は一様に清浄化され、濡れ性のムラが低減されると共に濡れ性そのものの向上が図られる。
【００２９】
次に、素子基板１１のバンク２０が形成されている側に対して、テトラフルオロメタン（ＣＦ4）プラズマ処理などにより撥液化処理を行う（図３の工程Ｓ４）。この処理により、有機材料からなるバンク２０の表面にはフッ素基が導入され、撥液性を有するようになる。このとき、無機材料からなるセグメント電極２１の露出面もこのプラズマ処理の影響を多少受けるが、親液性に影響を与えるほどではない。尚、バンク２０を形成する樹脂材料として、初めから撥液性を有するもの（例えば、ヘキサフルオロポリプロピレン等のフッ素樹脂）を用いることにより、上述の撥液処理を省略するようにしても構わない。
【００３０】
次に、図４（ｂ）に示すように、液滴吐出法を用いて、区画領域１９内にＰＥＤＯＴ液３０を配置し（図３の工程Ｓ５）、素子基板１１ごと減圧乾燥機等に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させる（図３の工程Ｓ６）。これにより、ＰＥＤＯＴ液３０からは、矢印で示すように、揮発成分（水や有機溶剤等）の蒸気が蒸発してゆく。
【００３１】
工程Ｓ６において、区画領域１９の外縁部付近における揮発成分の蒸発は、区画領域１９の中央部に向かって張り出すように形成されたバンク２０の内壁２０ａによって、ある程度抑えられることになる。これにより、比較的表面積の大きな外縁部と中央部との間での蒸発速度の均衡が図られ、ＰＥＤＯＴ液３０は、区画領域１９内の全体にわたって均一に膜化される。そして、図４（ｃ）に示すように、プロファイルの良好な正孔輸送膜２２が形成される。
【００３２】
次に、図４（ｄ）に示すように、液滴吐出法を用いて、区画領域１９内の正孔輸送膜２２上に有機ＥＬ液３１を配置し（図３の工程Ｓ７）、素子基板１１ごと減圧乾燥機等に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させる（図３の工程Ｓ８）。これにより、有機ＥＬ液３１が膜化して、有機ＥＬ膜２３（図１参照）となる。
【００３３】
ここで、工程Ｓ７において区画領域１９内に配置する有機ＥＬ液３１の液量は、液面３１ａが開口面１９ｂよりも低位となる程度にすることが好ましい。工程Ｓ８において、区画領域１９内の領域間における蒸発速度の均衡を図るためには、外縁部における液面３１ａが、内壁２０ａによって常に遮られるようになっていることが望ましいからである。このため、設計膜厚に対応する有機ＥＬ液３１の必要量に合わせて、バンク２０を十分高く形成しておくことが好ましい。また、有機ＥＬ液３１を一度に全量配置せずに、工程Ｓ７と工程Ｓ８とを複数回繰り返して、多層化により有機ＥＬ膜２３（図１参照）を形成する方法をとることもできる。
【００３４】
最後に、有機ＥＬ膜２３（図１参照）の上に、気相法等で共通電極２４（図１参照）を形成し（図３の工程Ｓ９）、発光素子２５が完成する。尚、気相法で共通電極２４（図１参照）を形成する場合、バンク２０の内壁２０ａにも確実に電極材料を付着させるため、素子基板１１の基板面を傾斜させて行うことが好ましい。
【００３５】
このように、上述の工程を経て製造された電気光学装置１０（図１参照）は、プロファイルの良好な正孔輸送膜２２および有機ＥＬ膜２３（図１参照）を備えているので、高品質である。
【００３６】
本発明は上述の実施形態に限定されない。
例えば、本発明に係る電気光学装置ないし機能性膜の別の例として、液晶表示装置におけるカラーフィルタ膜、プラズマディスプレイ装置における蛍光膜などを挙げることができる。
また、上述の実施形態では、液滴吐出法により機能液の配置を行う態様としたが、他の方法（例えば、ディップ法など）によって機能液の配置を行うようにしてもよい。
また、各実施形態の各構成はこれらを適宜組み合わせたり、省略したり、図示しない他の構成と組み合わせたりすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】有機ＥＬ表示装置の概略構成を示す要部断面図。
【図２】液滴吐出装置の構成の一例を示す模式図。
【図３】発光素子の形成に係る工程を示すフローチャート。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、発光素子の形成における一過程を示す要部断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１０…電気光学装置、１１…基板としての素子基板、１２…駆動回路部、１３…発光素子部、１４…封止基板、１５…封止空間、１９…区画領域、１９ａ…開口部、１９ｂ…開口面、２０…バンク、２０ａ…内壁、２１…セグメント電極、２２…機能性膜としての正孔輸送膜、２３…機能性膜としての有機ＥＬ膜、２４…共通電極、２５…発光素子、２６…遮光膜、３０…機能液としてのＰＥＤＯＴ液、３１…機能液としての有機ＥＬ液、３１ａ…液面。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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