(57)【要約】【課題】導電性インクで配線を形成する場合に、配線形成の生産性および微細加工性を高め、配線の上層に形成されるデバイスまたは配線の断線の可能性を低くしてデバイスの信頼性を高める配線基板とその製造方法を提供する。【解決手段】基板の上に、少なくとも硬化した後に絶縁体となる樹脂層を塗布する段階と、樹脂層に溝を形成する段階と、少なくとも硬化した後に導電性となる導電性インクを、溝の領域に選択的に供給する段階と、を備える配線基板の製造方法を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に、少なくとも硬化した後に絶縁体となる樹脂液を塗布して、樹脂層を形成する段階と、
前記樹脂層に溝を形成する段階と、
少なくとも硬化した後に導電性となる導電性インクを、前記溝の領域に選択的に供給する段階と、
を備える配線基板の製造方法。
【請求項２】
前記樹脂液を塗布する段階は、前記基板の上に、少なくとも硬化した後に絶縁体となる感光性樹脂液を塗布し、
前記溝を形成する段階は、光リソグラフィ法により、感光性樹脂層に前記溝を形成する、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項３】
前記導電性インクを、前記溝の領域に選択的に供給する段階は、導電性微粒子を含む前記導電性インクを前記溝の領域に選択的に供給する、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項４】
前記導電性インクを、前記溝の領域に選択的に供給する段階は、前記導電性インクをインクジェット法により吐出して、前記溝の領域に選択的に供給する、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項５】
前記導電性インクを、前記溝の領域に選択的に供給する段階は、前記導電性インクの表面が前記樹脂層の表面より高く、前記溝の領域に選択的に供給され、
前記導電性インクが硬化して導電体となった後に、前記導電体の表面が前記樹脂層の表面と同じ高さに、または、前記樹脂層の表面より低く形成される、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項６】
硬化した後の前記導電性インクの表面が、前記樹脂層の表面より低く形成されている場合に、硬化した後の前記導電性インクの表面に前記導電性インクを再度供給する段階、
をさらに備える請求項５に記載の配線基板の製造方法。
【請求項７】
前記樹脂層を形成する段階の後に、前記樹脂層の表面に、前記導電性インクの接触角がより大きくなる撥液処理を施す段階、をさらに備え、
前記撥液処理を施す段階の後に、前記樹脂層に前記溝を形成する段階を備える、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項８】
前記基板には、前記導電性インクの接触角が、前記樹脂層の場合と比較して小さくなる材料をその表面に有し、
前記樹脂層に前記溝を形成する段階は、前記樹脂層に、前記基板の前記表面に達する深さに前記溝を形成する、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項９】
前記基板には、前記導電性インクの接触角が、前記樹脂層の場合と比較して小さくなる材料をその表面に有し、
前記樹脂層を塗布する段階の後に、前記樹脂層の表面に、前記導電性インクの接触角がより大きくなる撥液処理を施す段階、をさらに備え、
前記撥液処理を施す段階の後に、前記樹脂層に前記溝を形成する段階を備え、
前記樹脂層に前記溝を形成する段階は、前記樹脂層に、前記基板の前記表面に達する深さに前記溝を形成する、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１０】
前記樹脂層に前記溝を形成する段階は、前記溝の長さ方向に垂直な面で切断した場合の断面における開口幅を、前記溝の底面の幅より大きく前記溝を形成する、
請求項１に記載の配線基板の製造方法。
【請求項１１】
基板と、
前記基板の上に形成された、溝を有する絶縁性の樹脂層と、
少なくとも硬化した後に導電性となる導電性インクを前記溝の領域に選択的に供給して前記溝の内部に形成した導電体と、
を備える表示装置。
【請求項１２】
前記溝の内部における前記導電体の表面は、前記樹脂層の表面が属する平面内、または、前記樹脂層の表面が属する平面より基板側の位置に形成されている請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１３】
前記溝は、前記基板に達する深さで形成されている、
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１４】
前記溝は、前記基板に達しない深さで形成されている、
請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１５】
前記基板または前記樹脂層の上層に形成され、前記導電体から駆動電流が供給される有機発光素子、
をさらに備える請求項１１に記載の表示装置。
【請求項１６】
基板と、
前記基板の上に形成された、溝を有する絶縁性の樹脂層と、
少なくとも硬化した後に導電性となる導電性インクを前記溝の領域に選択的に供給して前記溝の内部に形成された導電体と、
前記基板または前記樹脂層の上層に形成され、前記導電体との間で信号または電流を入出力する薄膜能動素子と、
を備える薄膜能動素子基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配線基板の製造方法、表示装置および薄膜能動素子基板に関する。本発明は、特に、製造コストの削減に寄与でき、微細加工性に優れ、さらに信頼性に優れた、配線基板の製造方法、表示装置および薄膜能動素子基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、微細加工分野における配線あるいは電極の形成法として、金属膜をスパッタリング法あるいは蒸着法により堆積して、フォトリソグラフィおよびウェットまたはドライのエッチングにより形成する方法が知られている。また、たとえば特許文献１に記載のように、インクジェット方式により導電パターンを形成して、絶縁基材上に配線パターンを形成する技術が知られている。
【特許文献１】特開２００７−１５８３５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、スパッタリング法等により金属膜を堆積する方法では、真空プロセスが介在するから、生産性に劣る。また、金属膜を堆積した後にフォトリソグラフィおよびエッチングにより配線パターンを形成する方法では工程数が増加するから、やはり生産性に劣る。一方、インクジェット方式により導電パターンを描画して配線パターンを形成する方法は、工程数が少なくなるので生産性には優れるものの、微細加工性が劣る。さらに、インクジェット方式による配線パターンの形成は、配線パターンが基板上に盛り上がって形成されるので、配線形成面の平坦性に劣り、上層配線の断線の要因になる可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明の第１の形態においては、基板の上に、少なくとも硬化した後に絶縁体となる樹脂液を塗布して、樹脂層を形成する段階と、樹脂層に溝を形成する段階と、少なくとも硬化した後に導電性となる導電性インクを、溝の領域に選択的に供給する段階と、を備える配線基板の製造方法を提供する。
【０００５】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００７】
図１は、本実施形態の配線基板１００の断面例を示す。配線基板１００は、基板１０２と、樹脂層１０４と、導電体１０８とを備える。樹脂層１０４には、溝１０６が形成されている。
【０００８】
基板１０２は、導電体１０８を形成して、有機物の層を形成する場合に変化しないものであればよく、たとえばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、これらを積層したものを用いることができる。基板１０２は、市販のものが入手可能であり、または公知の方法により製造することができる。
【０００９】
樹脂層１０４は、少なくとも硬化した後に絶縁体となる。樹脂層１０４は、硬化前に絶縁体であるもの、硬化前に絶縁体でないものであってもよい。樹脂層１０４は、感光性樹脂層であることが好ましく、たとえばアクリル系感光材料、ポリイミド系感光材料を用いた樹脂層が例示できる。
【００１０】
溝１０６は、樹脂層１０４の基板と反対の面に形成される。溝１０６は、溝１０６の長さ方向に垂直な面で切断した場合の断面における開口幅Ｄｏと底面部の幅である底面幅Ｄｂとを備え、開口幅Ｄｏは底面幅Ｄｂより大きく形成できる。開口幅Ｄｏを底面幅Ｄｂより大きく形成することにより、後に説明する導電性インクを溝１０６の内部に容易に流し込むことができる。以下の説明においても、断面の切断面は、溝の長さ方向に垂直な面で切断した断面を表す。
【００１１】
導電体１０８は、少なくとも硬化した後に導電性となる導電性インクを硬化して形成される。導電体１０８は、溝１０６の内部に形成されるので、樹脂層１０４の表面に対して上部に突出せず、樹脂層１０４の表面と同じ高さ、または樹脂層１０４の表面より低く形成できる。このため、樹脂層１０４および導電体１０８の表面の平坦性が優れ、樹脂層１０４および導電体１０８の表面の上層に、さらに素子あるいは配線等を形成した場合であっても、断線等が発生し難くなる。この結果、上層に形成する素子等の信頼性を高めることができる。なお、導電体１０８は、配線あるいは電極として機能させることができる。
【００１２】
図２〜図７は、配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。図２に示すように、基板１０２の上に、塗布液を塗布して樹脂層１０４を形成する。樹脂層１０４は感光性樹脂であることが好ましい。
【００１３】
樹脂層１０４の形成法としては、塗布法が挙げられ、スリットノズル１１０から樹脂層材料を含む溶液（樹脂液）が供給される、スリットコーティング法が例示できる。塗布法として、スピンコート法を用いてもよい。続いて、図３に示すように、基板１０２上に塗布された樹脂層１０４にプリベーク処理を施す。
【００１４】
図４に示すように、プリベーク処理された樹脂層１０４の上にマスク１１２を配置する。マスク１１２は、露光する光を遮断する機能を持つものであれば、その材料は特に限定されない。たとえばモリブデン等の金属がガラス基板上に形成されたものが例示できる。マスク１１２は、導電体１０８が形成される領域に光が照射されるようパターンを形成する。
【００１５】
導電体１０８は配線あるいは電極として機能するから、マスク１１２のパターンは、配線あるいは電極を形成したい領域設計（レイアウト設計）を反映する。そして、マスク１１２を遮光版として樹脂層１０４を露光する。当該露光の結果、樹脂層１０４の表面部分には、露光領域１１４が形成される。
【００１６】
図５に示すように、露光領域１１４が形成された樹脂層１０４に現像処理を施して、樹脂層１０４に溝１０６を形成する。溝１０６は、現像処理により露光領域１１４が除去されて形成される。露光時間により露光領域１１４の深さが制御でき、また、露光時間、現像時間あるいはポストベーク温度により露光領域１１４と露光されていない非露光領域との界面形状が制御される。よって、露光時間および現像時間またはポストベーク温度を制御して溝１０６の断面形状を制御できる。たとえば、現像時間を過剰にして、または、露光時間を短くして、あるいは、ポストベーク温度を仕様上の温度より低く設定して、溝１０６の断面の開口幅Ｄｏを溝１０６の断面の底面幅Ｄｂより大きくできる。
【００１７】
溝１０６の深さは、１００ｎｍ〜１μｍが例示でき、２００ｎｍ〜６００ｎｍが好ましい。溝１０６の幅として１μｍ〜５μｍが例示できる。溝１０６の断面形状として、底面幅Ｄｂより大きい開口幅Ｄｏの順テーパ形状を例示したが、底部から開口部方向に開いた断面形状である限りテーパ形状には限られず、たとえば明確な底面を認識できないお椀形状であってもよい。また、溝１０６の底面あるいは底部に凹凸を設けることができる。凹凸により導電性インク１１８または導電性インク１１８が硬化されて形成される導電体１０８の接着性を高めることができる。
【００１８】
なお、前記した例では、樹脂層１０４として感光性の樹脂層１０４を例示したが、感光性でない樹脂層１０４を用いてもよい。感光性のない樹脂層１０４に溝１０６を形成する方法としては、機械的な切削等を例示できる。
【００１９】
樹脂層１０４に溝１０６を形成した後、樹脂層１０４にポストベーク処理を施す。当該ポストベーク処理により、樹脂層１０４は硬化される。樹脂層１０４は、少なくとも硬化された段階で絶縁体の電気的特性を備える。樹脂層１０４は、ポストベーク処理により硬化される前においても絶縁体であってよい。なお、ポストベーク処理により樹脂層１０４は硬化されるが、硬化の概念には、プリベーク処理された後の樹脂層１０４の硬化、樹脂液を塗布した後に樹脂液中の溶媒が気化して固体状の樹脂層１０４が形成される場合の硬化の各概念を含んでもよい。
【００２０】
図６に示すように、樹脂層１０４に形成した溝１０６の領域に導電性インク１１８を選択的に供給する。導電性インク１１８の溝１０６の領域への選択的な供給は、インクジェットノズル１１６から導電性インク１１８を吐出するインクジェット方式により実現できる。インクジェット方式を用いた導電性インク１１８の供給により、溝１０６の内部に容易に導電性インク１１８を選択的に塗布できる。また本実施形態では、たとえばインクジェット方式による導電性インク１１８の供給すなわち塗布法を採用するから、配線基板１００の生産性を高めることができる。つまり、真空プロセスを用いる金属薄膜の形成とリソグラフィおよびエッチングによる金属薄膜の加工とによって配線等を形成する方法より、低コストで配線等を形成できる。
【００２１】
本実施形態では、導電性インク１１８は溝１０６の領域に選択的に供給される。導電性インク１１８は液状であるから、溝１０６の領域に選択的に供給されれば、溝１０６の内部に自然に流れ込む。よって導電性インク１１８が硬化されて形成される導電体１０８は正確に溝１０６の内部に形成され、配線等の加工精度を高めることができる。本実施形態によれば、配線等の形成における生産性の向上要求と加工精度の向上要求とを同時に満たすことができる。
【００２２】
導電性インク１１８には、導電性微粒子を含むことができる。また導電性インク１１８には溶媒として有機溶媒を含むことができる。導電性微粒子は、電気的に導電性の性質を備え、３〜７ｎｍ程度の平均粒径を備える金属または金属酸化物の導電体であってよい。たとえば金、銀、銅、インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）の微粒子が例示できる。
【００２３】
導電性インク１１８の溶媒として、トルエン、テトラデカン、テルピオネール、デカリンが例示できる。導電性インク１１８の粘度は、溶媒により適切な値が相違する。トルエンまたはデカリンの場合には５ｍＰａ・ｓ以下が好ましく、テトラデカンの場合には５〜１５ｍＰａ・ｓが好ましい。テルピオネールの場合には、４０００〜１００００ｍＰａ・ｓが好ましい。インクジェット方式の場合には、テトラデカンを溶媒とすることが好ましい。
【００２４】
なお、本実施形態では、導電性インク１１８の溝１０６への供給方法として、インクジェット法を例示しているが、溝１０６の領域への選択的な供給が実現できる限り、インクジェット法には限られない。たとえばノズルコート法等のコート法、オフセット印刷等の印刷法を適用してもよい。
【００２５】
図７に示すように、導電性インク１１８の表面が樹脂層１０４の表面より高く盛り上がった状態で、導電性インク１１８の供給を停止する。すなわち導電性インク１１８が硬化されて体積が収縮した場合を見込んで、溝１０６の容積より多く導電性インク１１８を供給する。導電性インク１１８を、たとえば焼成することにより硬化して、図１に示す導電体１０８を溝１０６の内部に形成する。導電性インク１１８の焼成条件として、たとえば１５０℃〜３５０℃、３０分〜８０分の条件が例示できる。
【００２６】
以上、図２〜図７を参照して説明した製造方法により、図１に示す配線基板１００が製造できる。本実施形態によれば、配線または電極として機能する導電体１０８を、たとえばインクジェット方式等の低コストな塗布法で形成できる。また、導電体１０８が形成される溝１０６はフォトリソグラフィ法によって形成されるから、配線または電極を精度良く形成できる。さらに、配線または電極として機能する導電体１０８は、溝１０６の内部に形成されるから、配線または電極を形成する樹脂層１０４の表面を平坦にできる。このため、上層に形成する配線等の断線の可能性を小さくして、素子の信頼性を高くすることができる。
【００２７】
図８〜図１１は、配線基板１００の他の製造方法例における断面例を示す。図２〜図７を参照して説明した製造方法では、導電性インク１１８の溝１０６への供給量によって、導電体１０８の表面が樹脂層１０４の表面より低く形成される場合がある。すなわち図８に示すように、導電性インク１１８に硬化によって形成された導電体１２０の表面が樹脂層１０４の表面より低くなる場合がある。このような場合、図９に示すように、硬化した導電体１２０の表面に、導電性インク１１８を再度供給できる。
【００２８】
図１０に示すように、再度供給される導電性インク１１８は、樹脂層１０４の表面より高くなるよう供給する。前記したと同様に導電性インク１１８をベークして硬化すれば、図１１に示すように、導電体１２０の上に導電体１２２が形成される。導電体１２２の表面は、導電体１２０の表面より、樹脂層１０４の表面に近く形成される。この結果、導電体１２０および導電体１２２が形成された樹脂層１０４の表面の平坦性を高めることができる。なお、図８〜図１１を参照して説明した再度の導電性インク１１８の供給は、導電性インク１１８が硬化された後の導電体が樹脂層１０４の表面より高く盛り上がって形成されない範囲で、さらに繰り返して実行してもよい。
【００２９】
図１２〜図１５は、配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。本例では、樹脂層１０４の表面に導電性インク１１８の接触角が大きくなる撥液処理を施す例を説明する。樹脂層１０４および樹脂層１０４のプリベーク処理までは前記した図３までの処理と同様であってよい。
【００３０】
図１２に示すように、樹脂層１０４の表面に、たとえばプラズマ処理を施して、撥液層１３０を形成する。プラズマ処理は、導電性インク１１８の接触角がより大きくなる撥液処理の一例である。プラズマ処理として、たとえばフッ素または臭素を原料ガスに含むプラズマに曝露する処理が例示できる。
【００３１】
図１３に示すように、撥液処理が施された樹脂層１０４の表面にマスク１１２を配置する。マスク１１２を遮蔽版にして露光処理を実行して、露光領域１１４を形成する。そして図１４に示すように、露光領域１１４を現像処理により除去して、溝１０６を形成する。溝１０６の領域に、前記したと同様な方法により導電性インク１１８を供給して、当該導電性インク１１８を硬化すれば、図１５に示すように、溝１０６の内部に導電体１０８が形成される。なお、この場合、導電性インク１１８の溶媒として、アルコール系またはベンゼン等の芳香族系の有機溶剤を用いるのが好ましく、樹脂層１０４として、ＯＨ基を備える樹脂を適用するのが好ましい。
【００３２】
本例の製造方法によれば、溝１０６の底面および側面の一部は、撥液処理が施されていない樹脂層１０４の領域が露出されるので、表面の撥液層１３０が形成された領域と比較して、導電性インク１１８の接触角が小さくなる。つまり、溝１０６の内部と溝１０６の外部とを比較すれば、溝１０６の内部の方が外部より、導電性インク１１８が濡れやすく、馴染みやすい。よって、仮に溝１０６を外れて導電性インク１１８が供給されたとしても、濡れやすい溝１０６の内部に導電性インク１１８が誘導される。この結果、より確実に溝１０６の内部に導電体１０８が形成される。
【００３３】
図１６〜図１８は、配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。本例では、樹脂層１０４の表面に導電性インク１１８の接触角が大きくなる撥液処理を施すとともに、樹脂層１０４より導電性インク１１８の接触角が小さくなる基板１０２を適用する例を説明する。樹脂層１０４の表面に撥液処理を施して、撥液層１３０を形成するまでの処理は前記した図１２までの処理と同様であってよい。
【００３４】
ただし、基板１０２として、少なくとも表面における導電性インク１１８の接触角が樹脂層１０４より小さくなるものまたはそのような材料を表面に有する基板１０２を用いる。基板１０２または基板１０２の表面の材料は、無機ガラスまたは金属酸化物が好ましく、特に酸化タンタル、酸化珪素または酸化アルミニウムが好ましい。
【００３５】
図１６に示すように、撥液処理が施された樹脂層１０４の表面にマスク１１２を配置する。マスク１１２を遮蔽版にして露光処理を実行して、露光領域１３２を形成する。ここで、露光は、前記した露光領域１１４を形成するための露光より多くの光を照射する。たとえば露光時間を長くして、露光領域１３２が基板１０２に達して形成されるまで露光する。
【００３６】
そして図１７に示すように、露光領域１３２を現像処理により除去して、基板１０２に達する溝１３４を形成する。溝１３４の領域に、前記したと同様な方法により導電性インク１１８を供給して、当該導電性インク１１８を硬化すれば、図１８に示すように、溝１０６の内部に導電体１３６が形成される。なお、導電体１３６はその底部が基板１０２に接触する。
【００３７】
本例の製造方法によれば、溝１３４の底面には、樹脂層１０４における導電性インク１１８の接触角より小さい接触角を有する基板１０２が露出される。また溝１３４の側面の一部は、撥液処理が施されていない樹脂層１０４の領域が露出されるので、表面の撥液層１３０が形成された領域と比較して、導電性インク１１８の接触角が小さくなる。つまり、溝１３４の底面と溝１３４の側面とを比較すれば、溝１３４の底面の方が側面より、導電性インク１１８が濡れやすく、馴染みやすい。
【００３８】
また溝１３４の側面と溝１３４の外部とを比較すれば、溝１３４の側面の方が外部より、導電性インク１１８が濡れやすく、馴染みやすい。よって、仮に溝１３４を外れて導電性インク１１８が供給されたとしても、濡れやすい溝１３４の内部、特に溝１３４の底面に導電性インク１１８が誘導される。この結果、より確実に溝１３４の内部に導電体１３６が形成される。また、溝１３４の底面に優先的に導電性インク１１８が誘導されるので、溝１３４の底部においてボイド等の導電体１３６の形成不良が発生する可能性が小さくなる。溝１３４の深さが深い場合には、当該ボイド等の発生可能性を低減する効果は特に有効になる。
【００３９】
なお、本例では樹脂層１０４の表面に撥液層１３０を形成して、かつ、低接触角の基板１０２に達する溝１３４を形成する例を説明したが、撥液層１３０を形成せず、低接触角の基板１０２に達する溝１３４を形成するだけでも有効に効果を得ることができる。すなわち、前記した効果のうち、溝１３４の底部においてボイド等の導電体１３６の形成不良が発生する可能性を小さくする効果は、撥液層１３０を形成しないことによって、何ら減殺されない。
【００４０】
図１９〜図２２は、配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。本例では、樹脂層１０４への露光を選択的に二重に実施して、配線領域とともに、下層の基板１０２に達する配線接続領域を同時に形成する例を説明する。基板１０２の上に樹脂層１０４を形成するまでの処理は、前記した図３までの処理と同様であってよい。
【００４１】
図１９に示すように、樹脂層１０４の表面にマスク１４０を配置する。マスク１４０を遮蔽版にして露光処理を実行して、露光領域１４２を形成する。ここで、露光は、露光領域１４２が基板１０２に達しない程度の露光量に制御する。また、マスク１４０のパターンはたとえば配線が形成される領域にパターニングする。
【００４２】
図２０に示すように、露光領域１４２が形成された樹脂層１０４の表面にマスク１４４を配置する。マスク１４４を遮蔽版にして露光処理を実行して、露光領域１４６を形成する。ここで露光は、露光領域１４６が基板１０２に達する程度の露光量に制御する。また、マスク１４４のパターンはたとえば配線と基板１０２とを接続する配線接続領域にパターニングする。
【００４３】
そして図２１に示すように、露光領域１４２および露光領域１４６を現像処理により除去して、基板１０２に達しない溝１４８と基板１０２に達する溝１４９とを形成する。溝１４８および溝１４９の領域に、前記したと同様な方法により導電性インク１１８を供給して、当該導電性インク１１８を硬化すれば、図２２に示すように、溝１４８および溝１４９の内部に導電体１５２が形成される。導電体１５２は、樹脂層１０４に上部領域に形成されて基板１０２からは離間した領域と、基板１０２に接触する領域を備え、所謂デュアルダマシン配線と同様に配線と配線接続領域とが一体に形成されたものになる。
【００４４】
本例の製造方法によれば、配線と配線接続領域とを同一のプロセスで一体に形成できる。このため、製造プロセスを削減でき、コスト競争力を向上できる。
【００４５】
図２３は、本実施形態の配線基板１００および配線基板１００の製造方法を適用して形成した有機薄膜トランジスタ基板２００の断面例を示す。有機薄膜トランジスタ基板２００は、基板１０２、樹脂層１０４、導電体１０８、絶縁層１６０、チャネル層１６２、上部樹脂層１６４、上部導電体１６６を備える。導電体１０８、絶縁層１６０、チャネル層１６２および上部導電体１６６で一つの有機薄膜トランジスタになる。有機薄膜トランジスタ基板２００には多数の有機薄膜トランジスタを含んでよい。なお、有機薄膜トランジスタは、薄膜能動素子の一例であってよく、有機薄膜トランジスタ基板２００は、薄膜能動素子基板の一例であってよい。
【００４６】
基板１０２、樹脂層１０４および導電体１０８は前記と同様であってよい。導電体１０８は有機薄膜トランジスタのゲート電極として機能する。絶縁層１６０は、有機薄膜トランジスタのゲート絶縁層として機能する。絶縁層１６０は、たとえばシリコン酸化物等の無機絶縁層が例示できる。絶縁層１６０は有機絶縁層であってもよい。
【００４７】
チャネル層１６２は、たとえば有機のキャリア伝導層が例示できる。上部樹脂層１６４は樹脂層１０４と同様であってよく、上部導電体１６６は導電体１０８と同様であってよい。上部導電体１６６は、有機薄膜トランジスタのソースまたはドレイン電極として機能する。導電体１０８および上部導電体１６６は、薄膜能動素子の一例である有機薄膜トランジスタとの間で信号または電流を入出力する。
【００４８】
図２４〜図２８は、有機薄膜トランジスタ基板２００の製造方法例における断面例を示す。図２４に示すように、基板１０２の上に樹脂層１０４を形成して、さらに樹脂層１０４に溝を形成する。さらに当該溝内に導電体１０８を形成する。ここまでの形成方法は、前記した配線基板１００の形成方法例と同様であってよい。
【００４９】
図２５に示すように、導電体１０８が形成された樹脂層１０４の上に、絶縁層１６０を形成して、さらにチャネル層１６２を形成する。絶縁層１６０が有機物質の場合には、塗布法、真空蒸着法、転写法等により、無機物質の場合にはスパッタリング法、真空蒸着法等により形成できる。チャネル層１６２は、たとえば有機キャリア伝導層を塗布法等により形成した後、フォトリソグラフィ法およびエッチング法を用いて形成できる。
【００５０】
図２６に示すように、上部樹脂層１６４を形成する。上部樹脂層１６４の形成法は、樹脂層１０４の形成法と同様であってよい。図２７に示すように、上部樹脂層１６４の上にマスク１７０を配置して、露光処理を施す。当該露光処理により、露光領域１７２が形成される。なお、当該露光処理では、露光領域１７２がチャネル層１６２および絶縁層１６０に達して形成されるよう露光量を制御する。
【００５１】
図２８に示すように、露光領域１７２を現像処理により除去して、溝１７４を形成する。溝１７４の領域に、前記したと同様な方法により導電性インク１１８を供給して、当該導電性インク１１８を硬化すれば、図２３に示すように、溝１７４の内部に上部導電体１６６が形成される。なお、本実施形態では、薄膜能動素子として有機薄膜トランジスタを例示したが、アモルファスシリコン等の無機材料をキャリア層とする無機薄膜トランジスタであってもよい。
【００５２】
図２４〜図２８を参照して説明した製造方法によれば、図２３を参照して説明した有機薄膜トランジスタ基板２００を製造できる。有機薄膜トランジスタ基板２００では、溝領域に選択的に供給した導電性インクを硬化して形成された導電体が、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極として機能する。従って、低コストで薄膜トランジスタが製造でき、また、高精度にゲート電極、ソース電極およびドレイン電極が形成できる。さらに、導電体１０８と樹脂層１０４の平坦性が向上しているので、上層に形成する絶縁層１６０、チャネル層１６２および上部導電体１６６の信頼性を向上できる。上部導電体１６６と上部樹脂層１６４の平坦性が向上しているので、さらに上層に形成するデバイスまたは配線の信頼性も向上できる。
【００５３】
図２９は、本実施形態の配線基板１００および配線基板１００の製造方法を適用して形成した有機発光装置３００の一部断面例を示す。有機発光装置３００は、基板１０２、樹脂層１０４、導電体１０８、絶縁層１８０、ソース電極１８２、ドレイン電極１８４、チャネル層１８６、下部電極１８７、発光層１８８、上部電極１９０、上部樹脂層１９２、上部導電体１９６を備える。導電体１０８、絶縁層１８０、ソース電極１８２、ドレイン電極１８４およびチャネル層１８６は発光素子を駆動する駆動トランジスタの一部になり、下部電極１８７、発光層１８８および上部電極１９０は発光素子の一部になる。なお、有機発光装置３００における発光素子および駆動トランジスタは、多数の発光素子および駆動トランジスタを含んでよく、ドットマトリックス状に配置されて表示装置を構成できる。
【００５４】
基板１０２、樹脂層１０４および導電体１０８は前記と同様であってよい。導電体１０８は駆動トランジスタのゲート電極として機能する。絶縁層１８０は、駆動トランジスタのゲート絶縁層として機能する。ソース電極１８２およびドレイン電極１８４は駆動トランジスタのソース・ドレイン電極であり、チャネル層１８６には、駆動トランジスタのチャネル領域が形成される。
【００５５】
ソース電極１８２およびドレイン電極１８４は、インジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）等の金属酸化物の透明導電体であってよく、Ａｕ等の金属であってもよい。下部電極１８７は、金属酸化物の透明導電体であってよく、たとえばインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）が例示できる。ドレイン電極１８４と下部電極１８７とは相互に接続され、発光層１８８は、下部電極１８７と上部電極１９０との間に流れる駆動電流によって発光する。上部樹脂層１９２は樹脂層１０４と同様であってよく、上部導電体１９６は導電体１０８と同様であってよい。上部導電体１９６は上部電極１９０に接続され、発光素子を流れた駆動電流をたとえば電源のグランド端子に還流させる。
【００５６】
図３０〜図３２は、有機発光装置３００の製造方法例における断面例を示す。図３０に示すように、基板１０２の上に樹脂層１０４を形成して、さらに樹脂層１０４に溝を形成する。さらに当該溝内に導電体１０８を形成する。ここまでの形成方法は、前記した配線基板１００の形成方法例と同様であってよい。
【００５７】
樹脂層１０４の上に絶縁層を堆積して、導電体１０８を覆う絶縁層１８０をパターニングして形成する。さらに、たとえばＩＴＯ等の透明導電膜を堆積およびパターニングして、ソース電極１８２およびドレイン電極１８４を形成する。ソース電極１８２およびドレイン電極１８４に重ねてチャネル層１８６を形成する。
【００５８】
図３１に示すように、ドレイン電極１８４の一部に重ねて下部電極１８７を形成する。さらに下部電極１８７の上に発光層１８８および上部電極１９０を形成する。
【００５９】
図３２に示すように、全面を覆う上部樹脂層１９２を形成した後、前記した方法と同様の方法により、上部樹脂層１９２に溝１９４を形成する。溝１９４の領域に、前記したと同様な方法により導電性インク１１８を供給して、当該導電性インク１１８を硬化すれば、図２９に示すように、溝１９４の内部に上部導電体１９６が形成される。
【００６０】
図３０〜図３２を参照して説明した製造方法によれば、図２９を参照して説明した有機発光装置３００を製造できる。有機発光装置３００では、溝領域に選択的に供給した導電性インクを硬化して形成された導電体１０８が、発光素子の駆動トランジスタのゲート電極として機能する。また、発光素子の上部電極１９０に接続する配線として溝領域に選択的に供給した導電性インクを硬化して形成された上部導電体１９６が適用される。従って、有機発光装置３００を低コストで製造でき、また、有機発光装置３００の各部材を高精度、高信頼性で形成できる。結果、有機発光装置３００の信頼性を向上できる。
【００６１】
なお、前記した有機発光装置３００は、表示装置の一例であり、発光素子以外の表示素子に本実施形態の導電体およびその形成方法を適用することもできる。たとえば前記した有機発光装置３００における発光素子に代えて、液晶表示素子を適用することもできる。
【００６２】
本実施形態における発光素子を有機エレクトロルミネッセンス素子とする場合の構成の一例を示す。以下有機エレクトロルミネッセンス素子を有機ＥＬ素子ということがある。
【００６３】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、陽極、発光層および陰極を有するのに加えて、前記陽極と前記発光層との間、および／または前記発光層と前記陰極との間にさらに他の層を有することができる。陰極と発光層との間に設けうる層としては、電子注入層、電子輸送層、正孔ブロック層等が挙げられる。電子注入層および電子輸送層の両方が設けられる場合、陰極に近い層が電子注入層となり、発光層に近い層が電子輸送層となる。
【００６４】
電子注入層は、陰極からの電子注入効率を改善する機能を有する。電子輸送層は、陰極、電子注入層または陰極により近い電子輸送層からの電子注入を改善する機能を有する。電子注入層または電子輸送層が正孔の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が正孔ブロック層を兼ねることがある。正孔の輸送を堰き止める機能を有することは、たとえば、ホール電流を流して電子電流を流さない素子を作製して、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することができる。
【００６５】
陽極と発光層の間に設けるものとしては、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロック層等が挙げられる。正孔注入層および正孔輸送層の両方が設けられる場合、陽極に近い層が正孔注入層となり、発光層の近い層が正孔輸送層となる。
【００６６】
正孔注入層は、陽極からの正孔注入効率を改善する機能を有する。正孔輸送層は、陽極、正孔注入層または陽極により近い正孔輸送層からの正孔注入を改善する機能を有する。正孔注入層または正孔輸送層が電子の輸送を堰き止める機能を有する場合には、これらの層が電子ブロック層を兼ねることがある。電子の輸送を堰き止める機能を有することは、たとえば、電子電流を流してホール電流を流さない素子を作製して、その電流値の減少で堰き止める効果を確認することができる。
【００６７】
本実施形態の有機ＥＬ素子において、発光層は１層設けられるが、これに限らず２層以上の発光層を設けることもできる。なお、電子注入層および正孔注入層を総称して電荷注入層と呼ぶことがあり、電子輸送層および正孔輸送層を総称して電荷輸送層と呼ぶことがある。さらに具体的には、本実施形態の有機ＥＬ素子は、下記の層構成の何れかを有することができる。
【００６８】
ａ）陽極／正孔輸送層／発光層／陰極、
ｂ）陽極／発光層／電子輸送層／陰極、
ｃ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／陰極、
ｄ）陽極／電荷注入層／発光層／陰極、
ｅ）陽極／発光層／電荷注入層／陰極、
ｆ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷注入層／陰極、
ｇ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／陰極、
ｈ）陽極／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極、
ｉ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷注入層／陰極、
ｊ）陽極／電荷注入層／発光層／電荷輸送層／陰極、
ｋ）陽極／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極、
ｌ）陽極／電荷注入層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極、
ｍ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電荷輸送層／陰極、
ｎ）陽極／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極、
ｏ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極、
（ここで／は各層が隣接して積層されていることを示す。以下同じ。）
【００６９】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、２層以上の発光層を有していてもよい。２層の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、
ｐ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／電極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極、
の層構成を有するものが挙げられる。
【００７０】
３層以上の発光層を有する有機ＥＬ素子としては、具体的には、電極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層を一つの繰り返し単位として、
ｑ）陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／繰り返し単位／繰り返し単位・・・／陰極、
と、２層以上の該繰り返し単位を含む層構成を有するものが挙げられる。
【００７１】
上記層構成ｐおよびｑにおいて、陽極、電極、陰極、発光層以外の各層は削除することができる。ここで、電極は、電界を印加することにより、正孔と電子を発生する。たとえば、酸化バナジウム、インジウム・スズ・オキサイド、酸化モリブデンなどが挙げられる。
【００７２】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、さらに基板を有することができ、当該基板の上に前記各層を設けることができる。本実施形態の有機ＥＬ素子はさらに、前記各層を挟んで基板と反対側に、封止のための部材を有することができる。基板および前記層構成を有する有機ＥＬ素子は、陽極側に基板を有するが、本実施形態においてはこれに限られず、陽極および陰極のどちら側に基板を有していてもよい。
【００７３】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、発光層からの光を放出することを目的に、発光層の何れか一方側の層を全て透明なものとする。具体的にはたとえば、基板／陽極／電荷注入層／正孔輸送層／発光層／電子輸送層／電荷注入層／陰極／封止部材という構成を有する有機ＥＬ素子の場合、基板、陽極、電荷注入層および正孔輸送層の全てを透明なものとして、謂ボトムエミッション型の素子とすることができる。または電子輸送層、電荷注入層、陰極および封止部材の全てを透明なものとして所謂トップエミッション型の素子とすることができる。
【００７４】
また、基板／陰極／電荷注入層／電子輸送層／発光層／正孔輸送層／電荷注入層／陽極／封止部材という構成を有する有機ＥＬ素子の場合、基板、陰極、電荷注入層および電子輸送層の全てを透明なものとして所謂ボトムエミッション型の素子とすることができる。または正孔輸送層、電荷注入層、陽極および封止部材の全てを透明なものとして所謂トップエミッション型の素子とすることができる。ここで透明とは、発光層から光を放出する層までの可視光透過率が４０％以上のものが好ましい。紫外領域または赤外領域の発光が求められる素子の場合は、当該領域において４０％以上の透過率を有するものが好ましい。
【００７５】
本実施形態の有機ＥＬ素子は、さらに電極との密着性向上あるいは電極からの電荷の注入を改善することを目的に、電極に隣接して前記の電荷注入層または膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けてもよく、また、界面の密着性向上あるいは混合の防止等を目的として電荷輸送層あるいは発光層の界面に薄いバッファ層を挿入してもよい。積層する層の順番、数および各層の厚さについては、発光効率あるいは素子寿命を勘案して適宜用いることができる。
【００７６】
次に、本実施形態の有機ＥＬ素子を構成する各層の材料および形成方法について、より具体的に説明する。本実施形態の有機ＥＬ素子を構成する基板は、電極を形成して、有機物の層を形成する場合に変化しないものであればよく、たとえばガラス、プラスチック、高分子フィルム、シリコン基板、これらを積層したものなどが用いられる。前記基板としては、市販のものが入手可能であり、または公知の方法により製造することができる。
【００７７】
本実施形態の有機ＥＬ素子の陽極としては、透明または半透明の電極を用いることが、陽極を通して発光する素子を構成しうるため好ましい。かかる透明電極または半透明電極としては、高電気伝導度の金属酸化物、金属硫化物あるいは金属の薄膜を用いることができ、高透過率のものが好適に利用でき、用いる有機層により、適宜選択して用いる。具体的には、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびこれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・亜鉛・オキサイド等を含む導電性ガラスを用いて作成された膜（ＮＥＳＡなど）、金、白金、銀、銅等が用いられ、ＩＴＯ、インジウム・亜鉛・オキサイド、酸化スズが好ましい。作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、メッキ法等が挙げられる。また、該陽極として、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機透明導電膜を用いてもよい。
【００７８】
陽極には、光を反射させる材料を用いてもよく、該材料としては、仕事関数３．０ｅＶ以上の金属、金属酸化物、金属硫化物が好ましい。陽極の膜厚は、光の透過性と電気伝導度とを考慮して、適宜選択することができるが、たとえば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。
【００７９】
正孔注入層は、陽極と正孔輸送層との間、または陽極と発光層との間に設けることができる。本実施形態の有機ＥＬ素子において、正孔注入層を形成する材料としては、フェニルアミン系、スターバースト型アミン系、フタロシアニン系、酸化バナジウム、酸化モリブデン、酸化ルテニウム、酸化アルミニウム等の酸化物、アモルファスカーボン、ポリアニリン、ポリチオフェン誘導体等が挙げられる。
【００８０】
正孔輸送層を構成する材料としては、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体が例示できる。その他、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリピロールもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体などが例示される。
【００８１】
これらの中で、正孔輸送層に用いる正孔輸送材料として、ポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体、ポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体が好ましい。その他、ポリアリールアミンもしくはその誘導体、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）もしくはその誘導体、またはポリ（２，５−チエニレンビニレン）もしくはその誘導体等の高分子正孔輸送材料が好ましい。さらに好ましくはポリビニルカルバゾールもしくはその誘導体、ポリシランもしくはその誘導体、側鎖もしくは主鎖に芳香族アミンを有するポリシロキサン誘導体である。低分子の正孔輸送材料の場合には、高分子のバインダに分散させて用いることが好ましい。
【００８２】
正孔輸送層の成膜方法に制限はないが、低分子正孔輸送材料では、高分子バインダとの混合溶液からの成膜による方法が例示される。また、高分子正孔輸送材料では、溶液からの成膜による方法が例示される。溶液からの成膜に用いる溶媒としては、正孔輸送材料を溶解させるものであれば特に制限はない。該溶媒として、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン等の塩素系溶媒、テトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、酢酸ブチル、エチルセルソルブアセテート等のエステル系溶媒が例示される。
【００８３】
溶液からの成膜方法としては、溶液からのスピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアバーコート法、ディップコート法を用いることができる。その他、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。
【００８４】
混合する高分子バインダとしては、電荷輸送を極度に阻害しないものが好ましく、また、可視光に対する吸収が強くないものが好適に用いられる。該高分子バインダとして、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリシロキサン等が例示できる。
【００８５】
正孔輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよい。少なくともピンホールが発生しないような厚さの条件から最低膜厚が決定できる。あまり厚いと素子の駆動電圧が高くなり好ましくない観点から最高膜厚が決定できる。従って該正孔輸送層の膜厚としては、たとえば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【００８６】
発光層は、本実施形態においては有機発光層であることが好ましく、主として蛍光またはりん光を発光する有機物（低分子化合物および高分子化合物）を含む。なお発光層は、これを補助するドーパント材料を含んでもよい。本実施形態において用いることができる発光層を形成する材料としては、たとえば以下のものが挙げられる。
【００８７】
色素系材料としては、たとえばシクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体化合物、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体などが挙げられる。その他、ジスチリルアリーレン誘導体、ピロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマーなどが挙げられる。
【００８８】
金属錯体系材料としては、たとえば、中心金属に、Ａｌ、Ｚｎ、ＢｅなどまたはＴｂ、Ｅｕ、Ｄｙなどの希土類金属を有するとともに、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造などを有する金属錯体などを挙げることができる。たとえば、イリジウム錯体、白金錯体等の三重項励起状態からの発光を有する金属錯体、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾリル亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体などが挙げられる。
【００８９】
高分子系材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体などが挙げられる。その他、ポリアセチレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体あるいは金属錯体系発光材料を高分子化したものなどが挙げられる。
【００９０】
上記発光性材料のうち、青色に発光する材料としては、ジスチリルアリーレン誘導体、オキサジアゾール誘導体、およびそれらの重合体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリビニルカルバゾール誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００９１】
また、緑色に発光する材料としては、キナクリドン誘導体、クマリン誘導体、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００９２】
また、赤色に発光する材料としては、クマリン誘導体、チオフェン環化合物、およびそれらの重合体、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などを挙げることができる。なかでも高分子材料のポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリフルオレン誘導体などが好ましい。
【００９３】
発光層中に発光効率の向上あるいは発光波長を変化させるなどの目的で、ドーパントを添加することができる。このようなドーパントとしては、たとえば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィリン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾロン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾンなどを挙げることができる。なお、このような発光層の厚さは、２〜２００ｎｍとすることができる。
【００９４】
有機物を含む発光層の成膜方法としては、発光材料を含む溶液を基体の上または上方に塗布する方法、真空蒸着法、転写法などを用いることができる。溶液からの成膜に用いる溶媒の具体例としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する場合に正孔輸送材料を溶解させる溶媒と同様の溶媒が挙げられる。
【００９５】
発光材料を含む溶液を基体の上または上方に塗布する方法としては、コート法を用いることができる。コート法として、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイアバーコート法、ディップコート法、スリットコート法、キャピラリコート法、スプレーコート法、ノズルコート法が例示できる。その他、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の塗布法を用いることができる。
【００９６】
パターン形成あるいは多色の塗分けが容易であるという点で、グラビア印刷法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、反転印刷法、インクジェットプリント法等の印刷法が好ましい。また、昇華性の低分子化合物の場合は、真空蒸着法を用いることができる。さらには、レーザによる転写あるいは熱転写により、所定の領域に発光層を形成する方法も用いることができる。
【００９７】
電子輸送層としては、公知のものが使用でき、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンもしくはその誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、ナフトキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンもしくはその誘導体、フルオレノン誘導体が例示される。その他、ジフェニルジシアノエチレンもしくはその誘導体、ジフェノキノン誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が例示される。
【００９８】
これらのうち、オキサジアゾール誘導体、ベンゾキノンもしくはその誘導体、アントラキノンもしくはその誘導体、または８−ヒドロキシキノリンもしくはその誘導体の金属錯体、ポリキノリンもしくはその誘導体、ポリキノキサリンもしくはその誘導体、ポリフルオレンもしくはその誘導体が好ましい。２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウム、ポリキノリンがさらに好ましい。
【００９９】
電子輸送層の成膜法としては特に制限はないが、低分子電子輸送材料では、粉末からの真空蒸着法、または溶液もしくは溶融状態からの成膜による方法が、高分子電子輸送材料では、溶液または溶融状態からの成膜による方法がそれぞれ例示される。溶液または溶融状態からの成膜時には、高分子バインダを併用してもよい。溶液から電子輸送層を成膜する方法としては、前述の溶液から正孔輸送層を成膜する方法と同様の成膜法が挙げられる。
【０１００】
電子輸送層の膜厚としては、用いる材料によって最適値が異なり、駆動電圧と発光効率が適度な値となるように選択すればよい。少なくともピンホールが発生しないような厚さの条件から最低膜厚が決定できる。あまり厚いと素子の駆動電圧が高くなり好ましくない観点から最高膜厚が決定できる。従って該電子輸送層の膜厚としては、たとえば１ｎｍ〜１μｍであり、好ましくは２ｎｍ〜５００ｎｍであり、さらに好ましくは５ｎｍ〜２００ｎｍである。
【０１０１】
電子注入層は、電子輸送層と陰極との間、または発光層と陰極との間に設けられる。電子注入層としては、発光層の種類に応じて、アルカリ金属、アルカリ土類金属、あるいは前記金属を１種類以上含む合金、あるいは前記金属の酸化物、ハロゲン化物および炭酸化物、あるいは前記物質の混合物などが挙げられる。アルカリ金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、酸化リチウム、フッ化リチウム等が挙げられる。その他、酸化ナトリウム、フッ化ナトリウム、酸化カリウム、フッ化カリウム、酸化ルビジウム、フッ化ルビジウム、酸化セシウム、フッ化セシウム、炭酸リチウム等が挙げられる。
【０１０２】
また、アルカリ土類金属またはその酸化物、ハロゲン化物、炭酸化物の例としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、酸化マグネシウム、フッ化マグネシウム、酸化カルシウム、フッ化カルシウム等が挙げられる。その他、酸化バリウム、フッ化バリウム、酸化ストロンチウム、フッ化ストロンチウム、炭酸マグネシウム等が挙げられる。
【０１０３】
電子注入層は、２層以上を積層したものであってもよい。具体的には、ＬｉＦ／Ｃａなどが挙げられる。電子注入層は、蒸着法、スパッタリング法、印刷法等により形成される。電子注入層の膜厚としては、１ｎｍ〜１μｍ程度が好ましい。
【０１０４】
本実施形態の有機ＥＬ素子で用いる陰極の材料としては、仕事関数の小さく発光層への電子注入が容易な材料かつ／もしくは高電気伝導度の材料かつ／もしくは可視光高反射率の材料が好ましい。金属では、アルカリ金属あるいはアルカリ土類金属、遷移金属あるいはＩＩＩ−Ｂ族金属を用いることができる。たとえば、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、アルミニウム、スカンジウムなどの金属が例示できる。またバナジウム、亜鉛、イットリウム、インジウム、セリウム、サマリウム、ユーロピウム、テルビウム、イッテルビウムなどの金属であってよい。これら金属、または上記金属のうち２つ以上の合金、またはそれらのうち１つ以上と、金、銀、白金、銅、マンガン、チタン、コバルト、ニッケル、タングステン、錫のうち１つ以上との合金、またはグラファイトもしくはグラファイト層間化合物等が用いられる。
【０１０５】
合金の例としては、マグネシウム−銀合金、マグネシウム−インジウム合金、マグネシウム−アルミニウム合金、インジウム−銀合金、リチウム−アルミニウム合金、リチウム−マグネシウム合金、リチウム−インジウム合金、カルシウム−アルミニウム合金などが挙げられる。また、陰極として透明導電性電極を用いることができ、たとえば、導電性金属酸化物あるいは導電性有機物などを用いることができる。具体的には、導電性金属酸化物として酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化スズ、およびそれらの複合体であるインジウム・スズ・オキサイド（ＩＴＯ）あるいはインジウム・亜鉛・オキサイド（ＩＺＯ）、導電性有機物としてポリアニリンもしくはその誘導体、ポリチオフェンもしくはその誘導体などの有機の透明導電膜を用いてもよい。なお、陰極を２層以上の積層構造としてもよい。なお、電子注入層が陰極として用いられる場合もある。
【０１０６】
陰極の膜厚は、電気伝導度あるいは耐久性を考慮して、適宜選択することができるが、たとえば１０ｎｍ〜１０μｍであり、好ましくは２０ｎｍ〜１μｍであり、さらに好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。陰極の作製方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、また金属薄膜を熱圧着するラミネート法等が用いられる。
【０１０７】
本実施形態の有機ＥＬ素子が任意に有しうる、膜厚２ｎｍ以下の絶縁層は電荷注入を容易にする機能を有する。上記絶縁層の材料としては、金属フッ化物、金属酸化物、有機絶縁材料等が挙げられる。膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けた有機ＥＬ素子としては、陰極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたもの、陽極に隣接して膜厚２ｎｍ以下の絶縁層を設けたものが挙げられる。
【０１０８】
本実施形態の有機ＥＬ素子は面状光源、セグメント表示装置、ドットマトリックス表示装置、液晶表示装置のバックライトとして用いることができる。本実施形態の有機ＥＬ素子を用いて面状の光源を得るためには、面状の陽極と陰極が重なり合うように配置すればよい。
【０１０９】
また、パターン状の光源を得るためには、前記面状の発光素子の表面にパターン状の窓を設けたマスクを配置する方法、非発光部の有機物層を極端に厚く形成し実質的に非発光とする方法、陽極または陰極の何れか一方、または両方の電極をパターン条に形成する方法がある。これらの何れかの方法でパターンを形成して、いくつかの電極を独立にＯＮ／ＯＦＦできるように配置することにより、数字、文字、簡単な記号などを表示できるセグメントタイプの表示素子が得られる。
【０１１０】
さらに、ドットマトリックス素子とするためには、陽極と陰極をともにストライプ状に形成して直交するように配置すればよい。複数種類の発光色の異なる発光材料を塗分ける方法、あるいは、カラーフィルタまたは蛍光変換フィルタを用いる方法により、部分カラー表示、マルチカラー表示が可能となる。ドットマトリックス素子は、パッシブ駆動もでき、ＴＦＴなどと組み合わせてアクティブ駆動してもよい。これらの表示素子は、コンピュータ、テレビ、携帯端末、携帯電話、カーナビゲーションシステム、ビデオカメラのビューファインダーなどの表示装置として用いることができる。
【０１１１】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本実施形態の配線基板１００の断面例を示す。
【図２】配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。
【図３】配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。
【図４】配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。
【図５】配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。
【図６】配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。
【図７】配線基板１００の製造方法例における断面例を示す。
【図８】配線基板１００の他の製造方法例における断面例を示す。
【図９】配線基板１００の他の製造方法例における断面例を示す。
【図１０】配線基板１００の他の製造方法例における断面例を示す。
【図１１】配線基板１００の他の製造方法例における断面例を示す。
【図１２】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１３】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１４】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１５】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１６】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１７】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１８】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図１９】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図２０】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図２１】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図２２】配線基板１００のさらに他の製造方法例における断面例を示す。
【図２３】本実施形態の配線基板１００および配線基板１００の製造方法を適用して形成した薄膜トランジスタの断面例を示す。
【図２４】有機薄膜トランジスタ基板２００の製造方法例における断面例を示す。
【図２５】有機薄膜トランジスタ基板２００の製造方法例における断面例を示す。
【図２６】有機薄膜トランジスタ基板２００の製造方法例における断面例を示す。
【図２７】有機薄膜トランジスタ基板２００の製造方法例における断面例を示す。
【図２８】有機薄膜トランジスタ基板２００の製造方法例における断面例を示す。
【図２９】本実施形態の配線基板１００および配線基板１００の製造方法を適用して形成した有機発光装置３００の一部断面例を示す。
【図３０】有機発光装置３００の製造方法例における断面例を示す。
【図３１】有機発光装置３００の製造方法例における断面例を示す。
【図３２】有機発光装置３００の製造方法例における断面例を示す。
【符号の説明】
【０１１３】
１００  配線基板
１０２  基板
１０４  樹脂層
１０６  溝
１０８  導電体
１１０  スリットノズル
１１２  マスク
１１４  露光領域
１１６  インクジェットノズル
１１８  導電性インク
１２０  導電体
１２２  導電体
１３０  撥液層
１３２  露光領域
１３４  溝
１３６  導電体
１４０  マスク
１４２  露光領域
１４４  マスク
１４６  露光領域
１４８  溝
１４９  溝
１５２  導電体
１６０  絶縁層
１６２  チャネル層
１６４  上部樹脂層
１６６  上部導電体
１７０  マスク
１７２  露光領域
１７４  溝
１８０  絶縁層
１８２  ソース電極
１８４  ドレイン電極
１８６  チャネル層
１８８  発光層
１９０  上部電極
１９２  上部樹脂層
１９４  溝
１９６  上部導電体
２００  有機薄膜トランジスタ基板
３００  有機発光装置
Ｄｂ  底面幅
Ｄｏ  開口幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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