JP2003282244A

JP2003282244A - 薄膜、薄膜の製造方法、薄膜製造装置、有機ｅｌ装置、有機ｅｌ装置の製造方法、有機ｅｌ装置の製造装置、及び電子機器

Info

Publication number: JP2003282244A
Application number: JP2002079508A
Authority: JP
Inventors: Katsuyuki Morii; 克行森井
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-03-20
Publication date: 2003-10-03
Anticipated expiration: 2022-03-20
Also published as: US7273637B2; JP4075425B2; US20040242111A1

Abstract

(57)【要約】【課題】膜形成成分と溶媒を含有する溶液から薄膜層
を形成した後、この溶媒の蒸気を後工程に持ち込まない
ようにする【解決手段】膜形成成分と溶媒を含有する溶液から薄
膜を形成し、この薄膜の表面の近傍の雰囲気を常温で１
Ｐａ以下としてこの雰囲気中に前記溶媒分子が実質的に
存在しない状態となるまで前記薄膜から溶媒分子を除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、薄膜の製造方法、
特に有機ＥＬ装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、有機物を用いた電子デバイスは有
機ＥＬ装置を筆頭に、学問的にも産業的にも重要な位置
を占め始めている。その動きに呼応するように、プロセ
スの観点においても従来の真空プロセスから、より使用
エネルギーの低い溶液プロセスに注目が集められてきて
いる。

【０００３】溶液プロセスにおいて作製される多層膜を
有する素子を考えるとき、相接する各薄膜は、異なる溶
媒系で成膜されている必要がある。つまり、有機系溶媒
により成膜された薄膜を中心に考えると、その上下に存
在する薄膜はそれとは混じらない水系溶媒で成膜されて
いる必要がある。何故ならば、同一溶媒系で連続成膜す
ると、各層が混じり合い、多層化ができないからであ
る。即ち、溶液プロセスで作製される薄膜は、それ自身
を溶解又は分散させる溶媒系と、次の層若しくはその前
の層の雰囲気の両溶媒系に触れる。このことは、機能性
薄膜においては問題となる。機能性薄膜の幾つかは、も
う一方の溶媒系により、その機能が劣化することが知ら
れている。高分子が水分と接触して酸化劣化して短寿命
化することなどが一例である。一方、雰囲気からの汚染
についてはこれまで雰囲気制御が不十分であったことも
あり、十分な検討はなされていない。しかしながら、汚
染が機能発現の鍵となる界面に集中することから、雰囲
気からの汚染防止の重要性は高いと考えられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、薄膜層を形
成した装置内の雰囲気を、後工程に持ち込まないように
することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、膜形成成分と
溶媒を含有する溶液からなる液滴を塗布して薄膜を形成
し、前記薄膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に存
在しない状態となるまで前記溶媒分子を除去することを
特徴とする薄膜の製造方法である。この方法によれば、
前記薄膜の近傍の雰囲気中に前記溶媒分子が実質的に存
在しなくなり、後工程に持ち込まれず、また、製造され
た薄膜から溶媒分子が揮発して他の物質に害を与えるよ
うなことを防止することができる。

【０００６】前記雰囲気中の溶媒分子を除去するため
に、この雰囲気を収容する装置の内部を減圧することが
好ましい。減圧によって前記溶液中に存在した溶媒分子
を効果的に除去することができる。

【０００７】前記溶媒分子を除去するために、前記装置
の内部を減圧にせず、又は減圧にすると共に、前記薄膜
を加熱してもよい。前記加熱によっても、前記溶液中に
存在した溶媒分子を除去することができ、前記装置内を
減圧にすると共に前記加熱をすることによって、更に効
果的に前記溶液中に存在した溶媒分子を除去することが
できる。

【０００８】前記溶媒分子を除去するために、前記装置
内を減圧にすること又は薄膜を加熱することに加えて、
更に不活性ガスを前記薄膜の周囲に供給することが好ま
しい。これによって更に効果的に前記溶液中に存在した
溶媒分子を除去することができる。

【０００９】前記薄膜を、基材の上に形成することが好
ましい。前記薄膜は、一般に何らかの、支持体である基
材の上に形成することによって容易に形成することがで
きる。このような基材としては、膜状電極（これは一種
の基板である）、シリコン基板、ガラス基板、電極など
を備えたガラス基板、プラスチックフィルム等がある。
この基材から前記薄膜を剥ぎ取って単独の薄膜とするこ
ともできる。

【００１０】前記溶液から薄膜を形成する方法は、微少
液滴を基材に塗布することを含むことが好ましい。この
ような方法の典型は、インクジェット法により微少液滴
を基材に塗布する方法である。このような方法を用いる
ことによって微細なパターンを持ち、その近傍の雰囲気
中に前記溶媒の分子が実質的に存在しない薄膜を形成す
ることができる。

【００１１】また、本発明は、上記方法で製造された薄
膜を提供する。このような薄膜からは、溶媒分子が揮発
して他の物質に害を与えるようなことがない。また、本
発明は、膜形成成分と溶媒を含有する溶液を基材に塗布
する塗布装置と、塗布された溶液によって形成された薄
膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に存在しない状
態となるまで溶媒分子を除去する除去装置を有する薄膜
製造装置を提供する。このような薄膜製造装置は、その
表面の雰囲気中に溶媒分子が実質的に存在しないため、
この溶媒分子によって他の物質に害を与えることのない
薄膜を製造することができる。

【００１２】本発明は、また、第１の膜形成成分と第１
の溶媒を含有する第１の溶液とからなる液滴を基材に塗
布して薄膜を形成し、前記薄膜の近傍の雰囲気中に溶媒
分子が実質的に存在しない状態となるまで前記溶媒分子
を除去することによって製造された第１の薄膜の表面上
に、更に第２の薄膜を形成する積層薄膜の製造方法を提
供する。このとき、第２の薄膜は有害な第１の溶媒から
害作用を受けることがない。

【００１３】前記第２の薄膜を、第２の膜形成成分と第
２の溶媒を含有する第２の溶液から形成することが好ま
しい。前記第２の薄膜を形成する方法は、このように溶
液から形成する方法の他、蒸着による方法もあるが、溶
液から形成する方が装置及び操作が簡便である。

【００１４】前記第１の溶媒分子を除去する方法とし
て、前記雰囲気の減圧又は加熱の後、更に不活性ガスを
該薄膜の周囲に充填し、この充填に用いられる不活性ガ
スが、第２の薄膜の形成に用いられる第２の溶媒の分子
を含有することが好ましい。これによって第１の薄膜層
上に形成される第２の薄膜層の第１の薄膜層へのなじみ
が良くなる。

【００１５】前記第１の溶液又は第２の溶液から、第１
の薄膜又は第２の薄膜を形成する方法は、これら溶液の
微少液滴をそれぞれ基材又は第１の薄膜に塗布すること
を含むことが好ましい。前記積層薄膜は、それが有機Ｅ
Ｌ装置における正孔注入／輸送層と発光層を有する表示
装置である場合などに、微少な領域中に存在することが
望まれるから、上記微少液滴を用いると簡単で経済的に
この微少領域を形成することが出来る。

【００１６】前記第１の溶液又は第２の溶液から薄膜層
を形成する方法を、使用する溶媒が異なる毎に異なる膜
形成装置を用いて行うことが好ましい。これによって薄
膜層を形成した装置内の雰囲気を、前記薄膜を加工する
後工程に持ち込まないようにすることを一層確実にする
ことができる。

【００１７】本発明はまた、上記のようにして製造され
た、第１の薄膜と第２の薄膜とを有する積層薄膜を提供
する。前記各種の方法で作成された積層薄膜は、第１の
溶媒分子が第２の薄膜層を汚染したり、その機能を劣化
させるのを、効果的に抑制されたものとなる。

【００１８】本発明はまた、膜形成成分と溶媒を含有す
る溶液を基材に塗布する塗布装置と、塗布された溶液に
よって形成された薄膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実
質的に存在しない状態となるまで溶媒分子を除去して第
１の薄膜を形成する手段と、第１の薄膜の上に第２の薄
膜を形成する手段と、を有する積層薄膜の製造装置を提
供する。この装置によれば、有害な第１の溶媒分子から
第２の薄膜が害作用を受けるということのない積層薄膜
を製造することができる。

【００１９】本発明はまた、前記積層薄膜において、第
１の薄膜が正孔注入／輸送層であり、第２の薄膜が発光
層である積層膜を有する有機ＥＬ装置を提供する。この
有機ＥＬ装置においては、正孔注入／輸送層の有してい
た溶媒、例えば水が実質的に除去された後、その上に発
光層が形成されるから、発光層の水による劣化が極めて
有効に抑制される。

【００２０】本発明はまた、正孔注入／輸送層形成成分
と溶媒を含有する溶液を基板に塗布して薄膜を形成する
工程、前記薄膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に
存在しない状態となるまで前記溶媒分子を除去して正孔
注入／輸送層を形成する工程と、この正孔注入／輸送層
の上に発光層を形成する工程と、を有する有機ＥＬ装置
の製造方法を提供する。この方法によれば、製造された
有機ＥＬ装置において、正孔注入／輸送層形成成分と共
に溶液に含まれていた溶媒、例えば水が実質的に除去さ
れるから、発光層の水による劣化が極めて有効に抑制さ
れる。

【００２１】本発明はまた、正孔注入／輸送層形成成分
と溶媒を含有する溶液を基板に塗布する手段、この塗布
された溶液により形成された薄膜の近傍の雰囲気中に溶
媒分子が実質的に存在しない状態となるまで前記溶媒分
子を除去して正孔注入／輸送層を形成する手段と、この
正孔注入／輸送層の上に発光層を形成する手段と、を有
する有機ＥＬ装置の製造装置を提供する。この装置によ
れば、正孔注入／輸送層形成成分と共に溶液に含まれて
いた溶媒、例えば水が実質的に除去されるため、発光層
の水による劣化が極めて有効に抑制された有機ＥＬ装置
を製造することができる。

【００２２】本発明はまた、前記有機ＥＬ装置である表
示装置を有する電子機器を提供する。この電子機器は、
上記優れた性質を有する表示装置を有する電子機器とな
る。

【００２３】尚、この明細書において、溶媒とは、物質
を溶解する能力のある液体と言う意味の本来の溶媒の
他、固体微粒子を分散する能力を有する分散媒をも包含
する意味で用いている。また、溶液とは、溶質が溶媒に
溶解されてなる本来の意味の溶液の他、固体微粒子を分
散して含有する分散液をも包含する意味で用いている。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。尚、図１〜図２１において、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、
各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表し
ている。

【００２５】［第１の実施形態］図１に本実施形態の表
示装置である有機ＥＬ装置の配線構造の等価回路図を示
し、図２には本実施形態の表示装置の平面図及び断面図
を示す。

【００２６】図１に示すように、本実施形態の表示装置
１は、複数の走査線１０１と、走査線１０１に対して交
差する方向に延びる複数の信号線１０２と、信号線１０
２に並列に延びる複数の電源線１０３とがそれぞれ配線
された回路構成を有するとともに、走査線１０１及び信
号線１０２の各交点付近に、画素領域Ａが設けられてい
る。

【００２７】信号線１０２には、シフトレジスタ、レベ
ルシフタ、ビデオライン及びアナログスイッチ等を備え
るデータ側駆動回路１０４が接続されている。また、走
査線１０１には、シフトレジスタ及びレベルシフタ等を
備える走査側駆動回路１０５が接続されている。更に、
画素領域Ａの各々には、走査線１０１を介して走査信号
がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トラン
ジスタ１１２と、このスイッチング用の薄膜トランジス
タ１１２を介して信号線１０２から共有される画素信号
を保持する保持容量（ｃａｐ）と、該保持容量（ｃａ
ｐ）によって保持された画素信号がゲート電極に供給さ
れる駆動用の薄膜トランジスタ１２３と、この駆動用薄
膜トランジスタ１２３を介して電源線１０３に電気的に
接続したときに当該電源線１０３から駆動電流が与えら
れる画素電極１１１と、この画素電極１１１と陰極（対
向電極）１２との間に挟み込まれた機能層１１０とが設
けられている。先の電極１１１と対向電極１２と機能層
１１０により、発光素子例えば有機ＥＬ素子が構成され
ている。

【００２８】係る構成によれば、走査線１０１が駆動さ
れてスイッチング用の薄膜トランジスタ１１２がオンに
なると、そのときの信号線１０２の電位が保持容量cap
に保持され、該保持容量capに状態に応じて、駆動用の
薄膜トランジスタ１２３のオン・オフ状態が決まる。そ
して、駆動用の薄膜トランジスタ１２３のチャネルを介
して、電源線１０３から画素電極１１１に電流が流れ、
更に機能層１１０を介して陰極１２に電流が流れる。機
能層１１０は、これを流れる電流量に応じて発光する。

【００２９】次に、図２（ａ）及び図２（ｂ）に、本実
施形態の表示装置である有機ＥＬ装置の具体例を示す。
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ｂ断面図である。これ
らの図に示すように、本実施形態の表示装置１は、ガラ
ス等からなる透明な基板２と、基板２上にマトリックス
状に配置された発光素子が具備された発光素子部１１を
具備している。なお、発光素子は陽極、機能層、陰極によ
り構成されたものであり、機能層とは、正孔注入／輸送
層、発光層、電子注入／輸送層等である。基板２は、例
えばガラス等の透明基板であり、基板２の中央に位置す
る表示装置２ａと、基板２の周縁に位置して表示領域２
ａの外側に非表示領域２ｂとに区画されている。表示領
域２ａは、マトリックス状に配置された発光素子によっ
て形成される領域であり、有効表示領域とも言う。ま
た、表示領域の外側に非表示領域２ｂが形成されてい
る。そして、非表示領域２ｂには、表示領域２ａに隣接
するダミー表示領域２ｄが形成されている。また、図２
（ｂ）に示すように、発光素子部１１と基板２の間には
回路素子部１４が備えられ、この回路素子部１４に前述
の走査線、信号線、保持容量、スイッチング用の薄膜ト
ランジスタ、駆動用の薄膜トランジスタ１２３等が備え
られている。また、陰極１２は、その一端が基板２上に
形成された陰極用配線１２ａに接続しており、この配線
の一端部１２ｂがフレキシブル基板５上の配線５ａに接
続されている。また、配線５ａは、フレキシブル基板５
上に備えられた駆動ＩＣ６（駆動回路）に接続されてい
る。

【００３０】また、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すよ
うに、回路素子部１４の非表示領域２ｂには、前述の電
源線１０３（１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ）が配置さ
れている。また、図２（ａ）に記載の表示領域２ａの両
側には、前述の走査側駆動回路１０５、１０５が配置さ
れている。この走査側駆動回路１０５、１０５はダミー
領域２ｄの下側の回路素子部１４内に設けられている。
更に回路素子部１４内には、走査側駆動回路１０５、１
０５に接続される駆動回路用制御信号配線１０５ａと駆
動回路用電源配線１０５ｂとが設けられている。更に図
２（ａ）に記載の表示領域２ａの上側（図面において上
側）には検査回路１０６が配置されている。この検査回
路１０６により、製造途中や出荷時の表示装置の品質、
欠陥の検査を行うことができる。

【００３１】また図２（ｂ）に示すように、発光素子部
１１上には封止部３が備えられている。この封止部３
は、陰極１２上に塗布された熱硬化樹脂あるいは紫外線
硬化樹脂等からなる封止樹脂３ａと、封止樹脂３ａ上に
配置された封止基板３ｂとからなる。なお、封止樹脂３
ａとしては、硬化時にガス、溶媒等が発生しないものが
好ましい。この封止部３は、少なくとも陰極１２を覆う
ように形成されており、陰極１２及び発光層に対する水
又は酸素の侵入を防いで、陰極１２及び発光層の酸化を
防止する。尚、封止基板３ｂは、封止樹脂３ａに接合さ
れて封止樹脂３ａを保護するものであり、ガラス板、金
属板若しくは樹脂板のいずれかであることが好ましい。
また後述するように、カン封止タイプのものも好まし
く、凹んだ部分にゲッター材を配置し、ゲッター材によ
り酸素の吸着を行い封止した内部の酸化を防止するよう
にしてもよい。

【００３２】次に図３には、表示装置における発光素子
について拡大した図であり、特に表示領域の断面構造を
拡大した図を示す。この図３には３つの画素領域Ａが図
示されている。この表示装置１は、基板２、その上に形
成されたＴＦＴなどの回路等を有する回路素子部１４、
並びに更にこの回路素子部１４の上に形成された画素電
極（陽極）１１１、正孔注入／輸送層１１０ａ及び発光
層１１０ｂを含む機能層１１０、及び陰極１２、を有す
る発光素子部１１により構成されている。前記機能層
は、前記発光層の上に形成された電子注入／輸送層を有
していても良い。上記陽極１１１、正孔注入／輸送層１
１０ａ、発光層１１０ｂ及び陰極１２が有機ＥＬ素子を
構成することができる。この表示装置１においては、機
能層１１０から基板２側に発した光が、回路素子部１４
及び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射
されるとともに、機能層１１０から基板２の反対側に発
した光が陰極１２により反射されて、回路素子部１４及
び基板２を透過して基板２の下側（観測者側）に出射さ
れるようになっている。

【００３３】図３に示すように、発光素子部１１は、複
数の画素電極１１１…上の各々に積層された機能層１１
０と、各画素電極１１１及び機能層１１０の間に備えら
れて各機能層１１０を区画するバンク部１１２とを主体
として構成されている。機能層１１０上には陰極１２が
配置されている。これら画素電極１１１、機能層１１０
及び陰極１２によって発光素子（例えば有機ＥＬ素子）
が構成されている。ここで、画素電極１１１は、例えば
ＩＴＯにより形成されてなり、平面視略矩形にパターニ
ングされて形成されている。この画素電極１１１の厚さ
は、例えば５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１
５０ｎｍ程度がよい。この各画素電極１１１…の間にバ
ンク部１１２が備えられている。

【００３４】バンク部１１２は、図３に示すように、基
板２側に位置する無機物バンク層１１２ａ（第１バンク
層）と基板２から離れて位置する有機物バンク層１１２
ｂ（第２バンク層）とが積層されて構成されている。

【００３５】無機物バンク層、有機物バンク層（１１２
ａ、１１２ｂ）は、画素電極１１１の周縁部上に乗上げ
るように形成されている。平面的には、画素電極１１１
の周囲と無機物バンク層１１２ａとが平面的に重なるよ
うに配置された構造となっている。また、有機物バンク
層１１２ｂも同様であり、画素電極１１１の一部と平面
的に重なるように配置されている。また無機物バンク層
１１２ａは、有機物バンク層１１２ｂよりも画素電極１
１１の中央側に更に形成されている。

【００３６】また、無機物バンク層１１２ａは、例え
ば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の無機材料からなることが好ま
しい。この無機物バンク層１１２ａの膜厚は、例えば、
５０〜２００ｎｍの範囲が好ましく、特に１５０ｎｍが
よい。膜厚が５０ｎｍ未満では、無機物バンク層１１２
ａが後述する正孔注入／輸送層より薄くなり、正孔注入
／輸送層の平坦性を確保できなくなるので好ましくな
い。また膜厚が２００ｎｍを越えると、下部開口部１１
２ｃによる段差が大きくなって、正孔注入／輸送層上に
積層する後述の発光層の平坦性を確保できなくなるので
好ましくない。

【００３７】更に、有機物バンク層１１２ｂは、アクリ
ル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶媒性のあるレ
ジストから形成されている。この有機物バンク層１１２
ｂの厚さは、例えば、０．１〜３．５μｍの範囲が好ま
しく、特に２μｍ程度がよい。厚さが０．１μｍ未満で
は、後述する正孔注入／輸送層及び発光層の合計厚より
有機物バンク層１１２ｂが薄くなり、発光層が上部開口
部１１２ｄから溢れるおそれがあるので好ましくない。
また、厚さが３．５μｍを越えると、上部開口部１１２
ｄによる段差が大きくなり、有機物バンク層１１２ｂ上
に形成する陰極１２のステップカバレッジを確保できな
くなるので好ましくない。また、有機物バンク層１１２
ｂの厚さを２μｍ以上にすれば、駆動用の薄膜トランジ
スタ１２３との絶縁を高めることができる点でより好ま
しい。

【００３８】また、バンク部１１２には、親液性を示す
領域と、撥液性を示す領域が形成されている。親液性を
示す領域は、無機物バンク層１１２ａの第１積層部１１
２ｅ及び画素電極１１１の電極面１１１ａであり、これ
らの領域は、酸素を処理ガスとするプラズマ処理によっ
て親液性に表面処理されている。また、撥液性を示す領
域は、上部開口部１１２ｄの壁面及び有機物バンク層１
１２の上面１１２ｆであり、これらの領域は、テトラフ
ルオロメタンを処理ガスとするプラズマ処理によって表
面がフッ化処理（撥液性に処理）されている。

【００３９】次に図３に示すように、機能層１１０は、
画素電極１１１上に積層された正孔注入／輸送層１１０
ａと、正孔注入／輸送層１１０ａ上に隣接して形成され
た発光層１１０ｂとから構成されている。なお、発光層
１１０ｂに隣接して電子輸送層を形成する事も可能であ
る。正孔注入／輸送層１１０ａは、正孔を発光層１１０
ｂに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入／
輸送層１１０ａ内部において輸送する機能を有する。こ
のような正孔注入／輸送層１１０ａを画素電極１１１と
発光層１１０ｂの間に設けることにより、発光層１１０
ｂの発光効率、寿命等の素子特性が向上する。また、発
光層１１０ｂでは、正孔注入／輸送層１１０ａから注入
された正孔と、陰極１２から注入される電子が発光層で
再結合し、発光が得られる。

【００４０】正孔注入／輸送層１１０ａは、下部開口部
１１２ｃ内に位置して画素電極面１１１ａ上に形成され
る平坦部１１０ａ1を有する。また、上部開口部１１２
ｄ内に位置して無機物バンク層の第１積層部１１２ｅ上
に周縁部として形成される場合もある。この平坦部１１
０ａ1は、その厚さが一定で例えば、５０〜７０ｎｍの
範囲とされている。また、周縁部が形成される場合にお
いては、周縁部は、第１積層部１１２ｅ上に位置すると
ともに上部開口部１１２ｄの壁面、即ち有機物バンク層
１１２ｂに密着している。また、周縁部の厚さは、電極
面１１１ａに近い側で薄く、電極面１１１ａから離れる
方向に沿って増大し、下部開口部１１２ｄの壁面近くで
最も厚くなっている。

【００４１】また発光層１１０ｂは、正孔注入／輸送層
１１０ａの平坦部１１０ａ1及びバンク上に形成されて
おり、平坦部１１０ａ1上での厚さが例えば５０〜８０
ｎｍの範囲とされている。発光層１１０ｂは、赤色
（Ｒ）に発光する赤色発光層１１０ｂ1、緑色（Ｇ）に
発光する緑色発光層１１０ｂ2、及び青色（Ｂ）に発光
する青色発光層１１０ｂ3、の３種類を有し、各発光層
１１０ｂ1〜１１０ｂ3がストライプ配置されている。

【００４２】また、無機物バンク層１１２ａが有機物バ
ンク層１１２ｂよりも画素電極１１１の中央側に更に延
出されているので、この無機物バンク層１１２ａによっ
て画素電極１１１と平坦部１１０ａ1との接合部分の形
状をトリミングすることができ、各発光層１１０ｂ間の
発光強度のばらつきを抑えることができる。

【００４３】更に、画素電極１１１の電極面１１１ａ及
び無機物バンク層の第１積層部１１２ｅが親液性を示す
ので、機能層１１０が画素電極１１１及び無機物バンク
層１１２ａに均一に密着し、無機物バンク１１２ａ上で
機能層１１０が極端に薄くならず、画素電極１１１と陰
極１２との短絡を防止できる。また、有機物バンク層１
１２ｂの上面１１２ｆ及び上部開口部１１２ｄ壁面が撥
液性を示すので、機能層１１０と有機物バンク層１１２
ｂとの密着性が低くなり、機能層１１０が開口部１１２
ｇから溢れて形成されることがない。

【００４４】尚、正孔注入／輸送層形成材料としては、
例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯ
Ｔ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン
酸等の混合物を用いることができる。また、発光層１１
０ｂの材料としては、例えば、［化１］〜［化５］か、
ポリフルオレン系誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリ
ビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこ
れらの高分子材料にペリレン系色素、クマリン系色素、
ローダミン系色素、例えば、ルブレン、ペリレン、９，
１０−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジ
エン、ナイルレッド、クマリン６、キナクリドン等をド
ープして用いることができる。

【００４５】

【化１】

【００４６】

【化２】

【００４７】

【化３】

【００４８】

【化４】

【００４９】

【化５】

【００５０】次に陰極１２は、発光素子部１１の全面に
形成されており、画素電極１１１と対になって機能層１
１０に電流を流す役割を果たす。この陰極１２は、例え
ば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成
されている。このとき、発光層に近い側の陰極には仕事
関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態
においては発光層１１０ｂに直接に接して発光層１１０
ｂに電子を注入する役割を果たす。また、フッ化リチウ
ムは発光層の材料によっては効率よく発光させるため
に、発光層１１０と陰極１２との間にＬｉＦを形成する
場合もある。尚、赤色及び緑色の発光層１１０ｂ1、１
１０ｂ2にはフッ化リチウムに限らず、他の材料を用い
ても良い。従ってこの場合は青色（Ｂ）発光層１１０ｂ
3のみにフッ化リチウムからなる層を形成し、他の赤色
及び緑色の発光層１１０ｂ1、１１０ｂ2にはフッ化リチ
ウム以外のものを積層しても良い。また、赤色及び緑色
の発光層１１０ｂ1、１１０ｂ2上にはフッ化リチウムを
形成せず、カルシウムのみを形成しても良い。尚、フッ
化リチウムの厚さは、例えば２〜５ｎｍの範囲が好まし
く、特に２ｎｍ程度がよい。またカルシウムの厚さは、
例えば２〜５０ｎｍの範囲が好ましく、特に２０ｎｍ程
度がよい。また、陰極１２を形成するアルミニウムは、
発光層１１０ｂから発した光を基板２側に反射させるも
ので、Ａｌ膜の他、Ａｇ膜、ＡｌとＡｇの積層膜等から
なることが好ましい。また、その厚さは、例えば１００
〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、特に２００ｎｍ程度
がよい。更にアルミニウム上にＳｉＯ、ＳｉＯ₂、Ｓｉ
Ｎ等からなる酸化防止用の保護層を設けても良い。

【００５１】ここに示した有機ＥＬ装置に関し、以下に
その製造方法を図面を参照して説明する。本実施形態の
表示装置１の製造方法は、例えば、（１）バンク部形成
工程、（２）プラズマ処理工程、（３）正孔注入／輸送
層形成工程、（４）発光層形成工程、（５）対向電極形
成工程、及び（６）封止工程とを具備して構成されてい
る。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要
に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される
場合もある。

【００５２】（１）バンク部形成工程バンク部形成工程では、基板２の所定の位置にバンク部
１１２を形成する工程である。バンク部１１２は、第１
のバンク層として無機物バンク層１１２ａが形成されて
なり、第２のバンク層として有機物バンク層１１２ｂが
形成された構造である。以下に形成方法について説明す
る。

【００５３】（１）− 無機物バンク層の形成まず、図４に示すように、基板上の所定の位置に無機物
バンク層１１２ａを形成する。無機物バンク層１１２ａ
が形成される位置は、第２層間絶縁膜１４４ｂ上及び電
極(ここでは画素電極)１１１上である。なお、図４は図
１、２に基づく構造であり、第２層間絶縁膜１４４ｂは
薄膜トランジスタ、走査線、信号線、等が配置された回
路素子部１４上に形成されている。無機物バンク層１１
２ａは、例えば、ＳｉＯ₂、ＴｉＯ₂等の無機物膜を材料
として形成することができる。これらの材料を用いた無
機物バンク１１２ａの形成は、例えばＣＶＤ法、コート
法、スパッタ法、蒸着法等によることができる。更に、
無機物バンク層１１２ａの膜厚は５０〜２００ｎｍの範
囲が好ましく、特に１５０ｎｍがよい。無機物バンク層
１１２ａは、第１層間絶縁層１４４ａ及び画素電極１１
１の全面に無機物膜を形成し、その後無機物膜をフォト
リソグラフィ法等によりパターニングすることにより、
開口部を有する無機物バンク層１１２ａが形成される。
開口部は、画素電極１１１の電極面１１１ａの形成位置
に対応するもので、図４に示すように下部開口部１１２
ｃとして設けられる。このとき、無機物バンク層１１２
ａは画素電極１１１の周縁部と重なるように形成され
る。図４に示すように、画素電極１１１の周縁部と無機
物バンク層１１２ａとが重なるように無機物バンク層１
１２ａを形成することにより、機能層１１０の発光領域
を制御することができる。

【００５４】（１）− 有機物バンク層１１２ｂの形
成次に、第２のバンク層としての有機物バンク層１１２ｂ
を形成する。図５に示すように、無機物バンク層１１２
ａ上に有機物バンク層１１２ｂを形成する。有機物バン
ク層１１２ｂとして、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等
の耐熱性、耐溶剤性を有する材料を用いる。これらの材
料を用い、有機物バンク層１１２ｂをフォトリソグラフ
ィ技術等によりパターニングして形成する。なお、パタ
ーニングする際、有機物バンク層１１２ｂに上部開口部
１１２ｄを形成する。上部開口部１１２ｄは、電極面１
１１ａ及び下部開口部１１２ｃに対応する位置に設けら
れる。上部開口部１１２ｄは、図５に示すように、無機
物バンク層１１２ａに形成された下部開口部１１２ｃよ
り広く形成する事が好ましい。更に、有機物バンク層１
１２ｂはテーパーを有する形状が好ましく、有機物バン
ク層１１２ｂの最低面は画素電極１１１の幅より狭く、
有機物バンク層１１２ｂの最上面は画素電極１１１の幅
とほぼ同一の幅に形成する事が好ましい。これにより、
無機物バンク層１１２ａの下部開口部１１２ｃを囲む第
１積層部１１２ｅが、有機物バンク層１１２ｂよりも画
素電極１１１の中央側に延出された形になる。このよう
にして、有機物バンク層１１２ｂに形成された上部開口
部１１２ｄ、無機物バンク層１１２ａに形成された下部
開口部１１２ｃを連通させることにより、無機物バンク
層１１２ａ及び有機物バンク層１１２ｂを貫通する開口
部１１２ｇが形成される。

【００５５】なお、有機物バンク層１１２ｂの厚さは、
例えば０．１〜３．５μｍの範囲が好ましく、特に２μ
ｍ程度がよい。このような範囲とする理由は以下の通り
である。すなわち、厚さが０．１μｍ未満では、後述す
る正孔注入／輸送層及び発光層の合計厚より有機物バン
ク層１１２ｂが薄くなり、発光層１１０ｂが上部開口部
１１２ｄから溢れてしまうおそれがあるので好ましくな
い。また、厚さが３．５μｍを越えると、上部開口部１
１２ｄによる段差が大きくなり、上部開口部１１２ｄに
おける陰極１２のステップガバレッジが確保できなくな
るので好ましくない。また、有機物バンク層１１２ｂの
厚さを２μｍ以上にすれば、陰極１２と駆動用の薄膜ト
ランジスタ１２３との絶縁を高めることができる点で好
ましい。

【００５６】（２）プラズマ処理工程次にプラズマ処理工程では、画素電極１１１の表面を活
性化すること、更にバンク部１１２の表面を表面処理す
る事を目的として行われる。特にプラズマ処理工程に含
まれる活性化工程では、画素電極１１１（ＩＴＯ）上の
洗浄、更に仕事関数の調整を主な目的として行ってい
る。更に、画素電極１１１の表面の親液化処理、バンク
部１１２表面の撥液化処理を行う。

【００５７】このプラズマ処理工程は、例えば予備加
熱工程、活性化処理工程（親液性にする親液化工
程）、撥液化処理工程、及び冷却工程とに大別され
る。なお、このような工程に限られるものではなく、必
要に応じて工程を削減、更なる工程追加も行われる。

【００５８】まず、図６は、プラズマ処理工程で用いら
れるプラズマ処理装置を示す。図６に示すプラズマ処理
装置５０は、予備加熱処理室５１、第１プラズマ処理室
５２、第２プラズマ処理室５３、冷却処理室５４、これ
らの各処理室５１〜５４に基板２を搬送する搬送装置５
５とから構成されている。各処理室５１〜５４は、搬送
装置５５を中心として放射状に配置されている。

【００５９】まず、これらの装置を用いた概略の工程を
説明する。予備加熱工程は、図６に示す予備加熱処理室
５１において行われる。そしてこの処理室５１により、
バンク部形成工程から搬送された基板２を所定の温度に
加熱する。予備加熱工程の後、親液化工程及び撥液化処
理工程を行う。すなわち、基板は第１，第２プラズマ処
理室５２，５３に順次搬送され、それぞれの処理室５
２，５３においてバンク部１１２にプラズマ処理を行い
親液化する。この親液化処理後に撥液化処理を行う。撥
液化処理の後に基板を冷却処理室に搬送し、冷却処理室
５４おいて基板を室温まで冷却する。この冷却工程後、
搬送装置により次の工程である正孔注入／輸送層形成工
程に基板を搬送する。

【００６０】以下に、それぞれの工程について詳細に説
明する。（２）− 予備加熱工程予備加熱工程は予備加熱処理室５１により行う。この処
理室５１において、バンク部１１２を含む基板２を所定
の温度まで加熱する。基板２の加熱方法は、例えば処理
室５１内にて基板２を載せるステージにヒータを取り付
け、このヒータで当該ステージごと基板２を加熱する手
段がとられている。なお、これ以外の方法を採用するこ
とも可能である。予備加熱処理室５１において、例えば
７０℃〜８０℃の範囲に基板２を加熱する。この温度は
次工程であるプラズマ処理における処理温度であり、次
の工程に合わせて基板２を事前に加熱し、基板２の温度
ばらつきを解消することを目的としている。仮に予備加
熱工程を加えなければ、基板２は室温から上記のような
温度に加熱されることになり、工程開始から工程終了ま
でのプラズマ処理工程中において温度が常に変動しなが
ら処理される事になる。したがって、基板温度が変化し
ながらプラズマ処理を行うことは、特性の不均一につな
がる可能性がある。したがって、処理条件を一定に保
ち、均一な特性を得るために予備加熱を行うのである。

【００６１】そこで、プラズマ処理工程においては、第
１，第２プラズマ処理装置５２，５３内の試料ステージ
上に基板２を載置した状態で親液化工程または撥液化工
程を行う場合に、予備加熱温度を、親液化工程または撥
液化工程を連続して行う試料ステージ５６の温度にほぼ
一致させることが好ましい。そこで、第１，第２プラズ
マ処理装置５２，５３内の試料ステージが上昇する温
度、例えば７０〜８０℃まで予め基板２を予備加熱する
ことにより、多数の基板にプラズマ処理を連続的に行っ
た場合でも、処理開始直後と処理終了直前でのプラズマ
処理条件をほぼ一定にすることができる。これにより、
基板２間の表面処理条件を同一にし、バンク部１１２の
組成物に対する濡れ性を均一化することができ、一定の
品質を有する表示装置を製造することができる。また、
基板２を予め予備加熱しておくことにより、後のプラズ
マ処理における処理時間を短縮することができる。

【００６２】（２）− 活性化処理次に、第１プラズマ処理室５２では、活性化処理が行わ
れる。活性化処理には、画素電極１１１における仕事関
数の調整、制御、画素電極表面の洗浄、画素電極表面の
親液化処理が含まれる。親液化処理として、大気雰囲気
中で酸素を処理ガスとするプラズマ処理（Ｏ₂プラズマ
処理）を行う。図７には第１プラズマ処理を模式的に示
した図である。図７に示すように、バンク部１１２を含
む基板２は加熱ヒータ内臓の試料ステージ５６上に載置
され、基板２の上側にはギャップ間隔０．５〜２ｍｍ程
度の距離をおいてプラズマ放電電極５７が基板２に対向
して配置されている。試料ステージ５６は、基板２を加
熱しつつ、図示矢印方向に向けて所定の搬送速度で搬送
され、その間に基板２に対してプラズマ状態の酸素が照
射される。Ｏ₂プラズマ処理の条件は、例えば、プラズ
マパワー１００〜８００ｋＷ、酸素ガス流量５０〜１０
０ｍｌ/ｍｉｎ、板搬送速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅ
ｃ、基板温度７０〜９０℃の条件で行われる。なお、試
料ステージ５６による加熱は、主として予備加熱された
基板２の保温のために行われる。

【００６３】このＯ₂プラズマ処理により、図８に示す
ように、画素電極１１１の電極面１１１ａ、無機物バン
ク層１１２ａの第１積層部１１２ｅ並びに有機物バンク
層１１２ｂの上部開口部１１２ｄの壁面及び上面１１２
ｆが親液処理される。この親液処理により、これらの各
面に水酸基が導入されて親液性が付与される。図９で
は、親液処理された部分を一点鎖線で示している。な
お、このＯ₂プラズマ処理は、親液性を付与するのみな
らず、上述の通り画素電極であるＩＴＯ上の洗浄，仕事
関数の調整も兼ねている。

【００６４】（２）− 撥液処理次に、第２プラズマ処理室５３では、撥液化工程とし
て、大気雰囲気中でテトラフルオロメタンを処理ガスと
するプラズマ処理（ＣＦ₄プラズマ処理）を行う。第２
プラズマ処理室５３の内部構造は図７に示した第１プラ
ズマ処理室５２の内部構造と同じである。即ち、基板２
は、試料ステージによって加熱されつつ、試料ステージ
ごと所定の搬送速度で搬送され、その間に基板２に対し
てプラズマ状態のテトラフルオロメタン（四フッ化炭
素）が照射される。ＣＦ₄プラズマ処理の条件は、例え
ば、プラズマパワー１００〜８００ｋＷ、テトラフルオ
ロメタンガス流量５０〜１００ｍｌ/ｍｉｎ、基板搬送
速度０．５〜１０ｍｍ／ｓｅｃ、基板温度７０〜９０℃
の条件で行われる。なお、加熱ステージによる加熱は、
第１プラズマ処理室５２の場合と同様に、主として予備
加熱された基板２の保温のために行われる。なお、処理
ガスは、テトラフルオロメタン（四フッ化炭素）に限ら
ず、他のフルオロカーボン系のガスを用いることができ
る。

【００６５】ＣＦ₄プラズマ処理により、図９に示すよ
うに、上部開口部１１２ｄ壁面及び有機物バンク層の上
面１１２ｆが撥液処理される。この撥液処理により、こ
れらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与され
る。図９では、撥液性を示す領域を二点鎖線で示してい
る。有機物バンク層１１２ｂを構成するアクリル樹脂、
ポリイミド樹脂等の有機物はプラズマ状態のフルオロカ
ーボンが照射することで容易に撥液化させることができ
る。また、Ｏ₂プラズマにより前処理した方がフッ素化
されやすい、という特徴を有しており、本実施形態には
特に有効である。尚、画素電極１１１の電極面１１１ａ
及び無機物バンク層１１２ａの第１積層部１１２ｅもこ
のＣＦ₄プラズマ処理の影響を多少受けるが、濡れ性に
影響を与える事は少ない。図９では、親液性を示す領域
を一点鎖線で示している。

【００６６】（２）−冷却工程次に冷却工程として、冷却処理室５４を用い、プラズマ
処理のために加熱された基板２を管理温度まで冷却す
る。これは、この以降の工程であるインクジェット工程
（液滴吐出工程）の管理温度まで冷却するために行う工
程である。この冷却処理室５４は、基板２を配置するた
めのプレートを有し、そのプレートは基板２を冷却する
ように水冷装置が内蔵された構造となっている。また、
プラズマ処理後の基板２を室温、または所定の温度（例
えばインクジェット工程を行う管理温度）まで冷却する
ことにより、次の正孔注入／輸送層形成工程において、
基板２の温度が一定となり、基板２の温度変化が無い均
一な温度で次工程を行うことができる。したがって、こ
のような冷却工程を加えることにより、インクジェット
法等の吐出手段により吐出された材料を均一に形成でき
る。例えば、正孔注入／輸送層を形成するための材料を
含む第１の溶液を吐出させる際に、第１の溶液を一定の
容積で連続して吐出させることができ、正孔注入／輸送
層を均一に形成することができる。

【００６７】上記のプラズマ処理工程では、材質が異な
る有機物バンク層１１２ｂ及び無機物バンク層１１２ａ
に対して、Ｏ₂プラズマ処理とＣＦ₄プラズマ処理とを順
次行うことにより、バンク部１１２に親液性の領域と撥
液性の領域を容易に設けることができる。

【００６８】（３）正孔注入／輸送層形成工程次に発光素子形成工程では、電極（ここでは画素電極１
１１）上に正孔注入／輸送層を形成する。正孔注入／輸
送層形成工程では、液滴吐出として、例えばインクジェ
ット装置を用いることにより、正孔注入／輸送層形成材
料（例えば、ＰＥＤＯＴとこれの分散媒である水）を含
む第１の溶液（組成物）を電極面１１１ａ上に吐出す
る。その後に乾燥処理及び熱処理を行い、画素電極１１
１上及び無機物バンク層１１２ａ上に正孔注入／輸送層
１１０ａを形成する。なお、正孔注入／輸送層１１０ａ
が形成された無機物バンク層１１２ａをここでは第１積
層部１１２ｅという。この正孔注入／輸送層形成工程を
含めこれ以降の工程は、水、酸素が実質的に無い雰囲気
とする事が好ましい。例えば、窒素雰囲気、アルゴン雰
囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。な
お、正孔注入／輸送層１１０ａは第１積層部１１２ｅ上
に形成されないこともある。すなわち、画素電極１１１
上にのみ正孔注入／輸送層が形成される形態もある。

【００６９】インクジェットによる製造方法は以下の通
りである。図１０に示すように、インクジェットヘッド
Ｈ１に形成されてなる複数のノズルから正孔注入／輸送
層形成材料を含む第１の溶液を吐出する。ここではイン
クジェットヘッドを走査することにより各画素毎に組成
物を充填しているが、基板２を走査することによっても
そのような充填が可能である。更に、インクジェットヘ
ッドと基板２とを相対的に移動させることによっても組
成物を充填させることができる。なお、これ以降のイン
クジェットヘッドを用いて行う工程では上記の点は同様
である。インクジェットヘッドによる吐出は以下の通り
である。すなわち、インクジェットヘッドＨ1に形成さ
れてなる吐出ノズルＨ2を電極面１１１ａに対向して配
置し、ノズルＨ2から第１の溶液を吐出する。画素電極
１１１の周囲には下部開口部１１２ｃを区画するバンク
１１２が形成されており、この下部開口部１１２ｃ内に
位置する画素電極面１１１ａにインクジェットヘッドＨ
1を対向させ、このインクジェットヘッドＨ1と基板２と
を相対移動させながら、吐出ノズルＨ2から１滴当たり
の液量が制御された第１の溶液からなる液滴１１０ｃを
電極面１１１ａ上に吐出する。

【００７０】ここで用いる第１の溶液としては、例え
ば、ポリエチレンジオキシチオフェン(PEDOT)等のポリ
チオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸(PSS)等の
混合物を、極性溶媒に溶解させた組成物を用いることが
できる。極性溶媒としては、例えば、水、イソプロピル
アルコール(IPA)、ノルマルブタノール、γ−ブチロラ
クトン、Ｎ−メチルピロリドン(NMP)、１，３−ジメチ
ル−２−イミダゾリジノン(DMI)及びその誘導体、カル
ビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等
のグリコールエーテル類等を挙げることができる。より
具体的な第１の溶液の組成としては、PEDOT/PSS混合物
(PEDOT/PSS=1:20)：１２．５２質量％、IPA：１０質量
％、NMP：２７．４８質量％、DMI：５０質量％のものを
例示できる。尚、第１の溶液の粘度は０．００２〜０．
０２０Ｐａ・ｓ（２〜２０ｃＰｓ）程度が好ましく、特
に０．００４〜０．０１５Ｐａ・ｓ（４〜１５ｃＰｓ）
程度が良い。上記の第１の溶液を用いることにより、吐
出ノズルＨ2に詰まりが生じることがなく安定吐出でき
る。なお、正孔注入／輸送層形成材料は、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光層１１０ｂ1〜１１０ｂ3に対
して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良
い。

【００７１】図１０に示すように、吐出された第１の溶
液滴１１０ｃは、親液処理された電極面１１１ａ及び第
１積層部１１２ｅ上に広がり、下部、上部開口部１１２
ｃ、１１２ｄ内に充填される。仮に、第１の溶液滴１１
０ｃが所定の吐出位置からはずれて上面１１２ｆ上に吐
出されたとしても、上面１１２ｆが第１の溶液滴１１０
ｃで濡れることがなく、はじかれた第１の溶液滴１１０
ｃが下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に転がり込
む。

【００７２】電極面１１１ａ上に吐出する第１の溶液量
は、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄの大きさ、形
成しようとする正孔注入／輸送層の厚さ、第１の溶液中
の正孔注入／輸送層形成材料の濃度等により決定され
る。また、第１の溶液滴１１０ｃは１回のみならず、複
数回に分けて同一の電極面１１１ａ上に吐出しても良
い。この場合、各回における第１の溶液の量は同一でも
良く、各回毎に第１の溶液を変えても良い。更に電極面
１１１ａの同一箇所のみならず、各回毎に電極面１１１
ａ内の異なる箇所に第１の溶液を吐出しても良い。

【００７３】インクジェットヘッドの構造については、
図１３のようなヘッドＨを用いる事ができる。更に、基
板とインクジェットヘッドの配置に関しては図１４のよ
うに配置することが好ましい。図１３中、符号Ｈ7は前
記のインクジェットヘッドＨ1を支持する支持基板であ
り、この支持基板Ｈ7上に複数のインクジェットヘッド
Ｈ1が備えられている。インクジェットヘッドＨ1のイン
ク吐出面（基板との対向面）には、ヘッドの長さ方向に
沿って列状に、且つヘッドの幅方向に間隔をあけて２列
で吐出ノズルが複数（例えば、１列１８０ノズル、合計
３６０ノズル）設けられている。また、このインクジェ
ットヘッドＨ1は、吐出ノズルを基板側に向けるととも
に、Ｘ軸（またはＹ軸）に対して所定角度傾いた状態
で、且つＹ方向に所定間隔をあけて２列に配列された状
態で平面視略矩形状の支持板２０に複数（図１３では１
列６個、合計１２個）位置決めされて支持されている。
また図１４に示すインクジェット装置において、符号１
１１５は基板２を載置するステージであり、符号１１１
６はステージ１１１５を図中ｘ軸方向（主走査方向）に
案内するガイドレールである。またヘッドＨは、支持部
材１１１１を介してガイドレール１１１３により図中ｙ
軸方向（副主走査方向）に移動できるようになってお
り、更にヘッドＨは図中θ軸方向に回転できるようにな
っており、インクジェットヘッドＨ1を主走査方向に対
して所定の角度に傾けることができるようになってい
る。このように、インクジェットヘッドを走査方向に対
して傾けて配置することにより、ノズルピッチを画素ピ
ッチに対応させることができる。また、傾き角度調整す
ることにより、どのような画素ピッチに対しても対応さ
せることができる。

【００７４】次に、図１１に示すような乾燥工程を行
う。乾燥工程を行う事により、吐出後の第１の溶液を乾
燥処理し、第１の溶液に含まれる極性溶媒を蒸発させ、
正孔注入／輸送層１１０ａを形成する。乾燥処理を行う
と、第１の溶液滴１１０ｃに含まれる極性溶媒の蒸発
が、主に無機物バンク層１１２ａ及び有機物バンク層１
１２ｂに近いところで起き、極性溶媒の蒸発に併せて正
孔注入／輸送層形成材料が濃縮されて析出する。

【００７５】また、これと同時に、乾燥処理によって電
極面１１１ａ上でも極性溶媒の蒸発が起き、これにより
電極面１１１ａ上に正孔注入／輸送層形成材料からなる
平坦部１１０ａ1が形成される。電極面１１１ａ上では
極性溶媒の蒸発速度がほぼ均一であるため、正孔注入／
輸送層の形成材料が電極面１１１ａ上で均一に濃縮さ
れ、これにより均一な厚さの平坦部１１０ａが形成され
る。このようにして、周縁部及び平坦部１１０ａ1から
なる正孔注入／輸送層１１０ａが形成される。

【００７６】上記の乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、
室温で圧力を例えば１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度
にして行う。圧力が低すぎると第１の溶液滴１１０ｃが
突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以
上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を
形成する事ができない。乾燥処理後は、正孔注入／輸送
層の形成された基板を乾燥処理した室にて、又はパスボ
ックス（減圧／不活性ガス充填室）に移動させて、例え
ば窒素ガス雰囲気中に置く。そして、例えば１Ｐａ以
下、好ましくは０．１Ｐａ程度の減圧の下に置く。更
に、好ましくは、このような減圧下において約２００℃
以下で加熱する。更に好ましくは、減圧の後窒素ガスを
１０⁵Ｐａまで充填する。この充填ガス中に後記第２の
溶液の溶媒の分子相当量含まれるとよい。更に好ましく
は、この減圧、充填を複数回（例えば２、３回）繰り返
す。このようにして、正孔注入／輸送層１１０ａの近傍
の雰囲気中に存在する極性溶媒や水を実質的に除去す
る。このように、第１の溶液中に存在した溶媒（又は溶
媒）を徹底的に除く理由は、後述の第２の溶液から形成
される発光層が、第１の溶液に含有されている極性溶媒
（特に水）によって酸化され、劣化されやすいからであ
る。

【００７７】上記の正孔注入／輸送層形成工程では、吐
出された第１の溶液滴１１０ｃが、下部、上部開口部１
１２ｃ、１１２ｄ内に満たされる一方で、撥液処理され
た有機物バンク層１１２ｂで第１の溶液がはじかれて下
部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に転がり込む。こ
れにより、吐出した第１の溶液滴１１０ｃを必ず下部、
上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に充填することがで
き、電極面１１１ａ上に正孔注入／輸送層１１０ａを形
成することができる。

【００７８】発光層形成工程次に発光層形成工程は、発光層形成材料吐出工程、およ
び乾燥工程、とからなる。

【００７９】次に発光層形成工程として、インクジェッ
ト法（液滴吐出法）により、発光層形成材料を含む第２
の溶液を正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出した後に乾
燥処理して、正孔注入／輸送層１１０ａ上に発光層１１
０ｂを形成する。

【００８０】図１６に、インクジェットによる吐出方法
を示す。図１６に示すように、インクジェットヘッドＨ
5と基板２とを相対的に移動し、インクジェットヘッド
に形成された吐出ノズルＨ６から各色（たとえばここで
は青色（Ｂ））発光層形成材料を含有する第２の溶液が
吐出される。吐出の際には、下部、上部開口部１１２
ｃ、１１２ｄ内に位置する正孔注入／輸送層１１０ａに
吐出ノズルを対向させ、インクジェットヘッドＨ5と基
板２とを相対移動させながら、第２の溶液が吐出され
る。吐出ノズルＨ6から吐出される液量は１滴当たりの
液量が制御されている。このように液量が制御された液
（第２の溶液滴１１０ｅ）が吐出ノズルから吐出され、
この第２の溶液滴１１０ｅを正孔注入／輸送層１１０ａ
上に吐出する。

【００８１】発光層形成材料としては、上記［化１］〜
［化５］か、ポリフルオレン系誘導体、ポリフェニレン
誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導
体、またはこれらの高分子材料にペリレン系色素、クマ
リン系色素、ローダミン系色素、例えば、ルブレン、ペ
リレン、９，１０−ジフェニルアントラセン、テトラフ
ェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン６、キナク
リドン等をドープすることにより用いることができる。

【００８２】非極性溶媒としては、正孔注入／輸送層１
１０ａに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロ
へキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチ
ルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることがで
きる。このような非極性溶媒を発光層１１０ｂの第２の
溶液に用いることにより、正孔注入／輸送層１１０ａを
再溶解させることなく第２の溶液を塗布できる。

【００８３】図１６に示すように、吐出された第２の溶
液１１０ｅは、正孔注入／輸送層１１０ａ上に広がって
下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に満たされる。
その一方で、撥液処理された上面１１２ｆでは第１の溶
液滴１１０ｅが所定の吐出位置からはずれて上面１１２
ｆ上に吐出されたとしても、上面１１２ｆが第２の溶液
滴１１０ｅで濡れることがなく、第２の溶液滴１１０ｅ
が下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ内に転がり込
む。

【００８４】各正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出する
第２の溶液量は、下部、上部開口部１１２ｃ、１１２ｄ
の大きさ、形成しようとする発光層１１０ｂの厚さ、第
２の溶液中の発光層材料の濃度等により決定される。ま
た、第２の溶液１１０ｅは１回のみならず、数回に分け
て同一の正孔注入／輸送層１１０ａ上に吐出しても良
い。この場合、各回における第２の溶液の量は同一でも
良く、各回毎に第２の溶液の液量を変えても良い。更に
正孔注入／輸送層１１０ａの同一箇所のみならず、各回
毎に正孔注入／輸送層１１０ａ内の異なる箇所に第２の
溶液を吐出配置しても良い。

【００８５】次に、第２の溶液を所定の位置に吐出し終
わった後、吐出後の第２の溶液滴１１０ｅを乾燥処理す
ることにより発光層１１０ｂ３が形成される。すなわ
ち、乾燥により第２の溶液に含まれる非極性溶媒が蒸発
し、図１７に示すような青色（Ｂ）発光層１１０ｂ3が
形成される。なお、図１７においては青に発光する発光
層が１つのみ図示されているが、図１やその他の図より
明らかなように本来は発光素子がマトリックス状に形成
されたものであり、図示しない多数の発光層（青色に対
応）が形成されている。

【００８６】続けて、図１８に示すように、前述した青
色（Ｂ）発光層１１０ｂ3の場合と同様の工程を用い、
赤色（Ｒ）発光層１１０ｂ1を形成し、最後に緑色
（Ｇ）発光層１１０ｂ2を形成する。なお、発光層１１
０ｂの形成順序は、前述の順序に限られるものではな
く、どのような順番で形成しても良い。例えば、発光層
形成材料に応じて形成する順番を決める事も可能であ
る。

【００８７】尚、発光層の第２の溶液の乾燥条件は、青
色１１０ｂ3の場合、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧
力を１３３．３Ｐａ（１Ｔｏｒｒ）程度として５〜１０
分行う条件とする。圧力が低すぎると第２の溶液が突沸
してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上に
すると、非極性溶媒の蒸発速度が高まり、発光層形成材
料が上部開口部１１２ｄ壁面に多く付着してしまうので
好ましくない。また緑色発光層１１０ｂ2、および赤色
発光層１１０ｂ１の場合、発光層形成材料の成分数が多
いために素早く乾燥させることが好ましく、例えば、４
０℃で窒素の吹き付けを５〜１０分行う条件とするのが
よい。その他の乾燥の手段としては、遠赤外線照射法、
高温窒素ガス吹付法等を例示できる。このようにして、
画素電極１１１上に正孔注入／輸送層１１０ａ及び発光
層１１０ｂが形成される。この正孔注入／輸送層１１０
ａが本発明における第１の薄膜層に相当し、発光層１１
０ｂが本発明における第２の薄膜層に相当し、これら両
者を合わせたものが本発明における積層薄膜に相当す
る。なお、上記に記載した通り、発光層をインクジェッ
ト装置により形成したが、この形態に限られるものでは
なく、発光層を蒸着により形成してもよい。

【００８８】（５）対向電極（陰極）形成工程次に対向電極形成工程では、図１９に示すように、発光
層１１０ｂ及び有機物バンク層１１２ｂの全面に陰極１
２（対向電極）を形成する。なお，陰極１２は複数の材
料を積層して形成しても良い。例えば、発光層に近い側
には仕事関数が小さい材料を形成することが好ましく、
例えばＣａ、Ｂａ等を用いることが可能であり、また材
料によっては下層にＬｉＦ（フッ化リチウム）等を薄く
形成した方が良い場合もある。また、上部側（封止側）
には下部側よりも仕事関数が高い材料、例えばＡｌを用
いる事もできる。これらの陰極１２は、例えば蒸着法、
スパッタ法、ＣＶＤ法等で形成することが好ましく、特
に蒸着法で形成することが、熱による発光層１１０ｂの
損傷を防止できる点で好ましい。また、フッ化リチウム
は、発光層１１０ｂ上のみに形成しても良く、更に所定
の色に対応して形成する事ができる。例えば、青色
（Ｂ）発光層１１０ｂ3上のみに形成しても良い。この
場合、他の赤色（Ｒ）発光層及び緑色（Ｇ）発光層１１
０ｂ1、１１０ｂ2には、カルシウムからなる上部陰極層
１２ｂが接することとなる。

【００８９】また陰極１２の上部層には、蒸着法、スパ
ッタ法、ＣＶＤ法等により形成したＡｌ膜、Ａｇ膜等を
用いることが好ましい。また、その厚さは、例えば１０
０〜１０００ｎｍの範囲が好ましく、特に２００〜５０
０ｎｍ程度がよい。また陰極１２上に、酸化防止のため
にＳｉＯ₂、ＳｉＮ等の保護層を設けても良い。

【００９０】（６）封止工程最後に封止工程は、発光素子が形成された基板２と封止
基板３ｂとを封止樹脂３ａにより封止する工程である。
たとえば。熱硬化樹脂または紫外線硬化樹脂からなる封
止樹脂３ａを基板２の全面に塗布し、封止樹脂３ａ上に
封止用基板３ｂを積層する。この工程により基板２上に
封止部３を形成する。封止工程は、窒素、アルゴン、ヘ
リウム等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。大
気中で行うと、陰極１２にピンホール等の欠陥が生じて
いた場合にこの欠陥部分から水や酸素等が陰極１２に侵
入して陰極１２が酸化されるおそれがあるので好ましく
ない。更に、図２に例示した基板５の配線５ａに陰極１
２を接続するとともに、駆動ＩＣ６に回路素子部１４の
配線を接続することにより、本実施形態の表示装置１が
得られる。

【００９１】［第２の実施形態］次に、本発明の表示装
置である有機ＥＬ装置を備えた電子機器の具体例につい
て説明する。図２０（ａ）は、携帯電話の一例を示した
斜視図である。図２０（ａ）において、符号６００は携
帯電話本体を示し、符号６０１は前記の有機ＥＬ装置を
用いた表示部を示している。図２０（ｂ）は、ワープ
ロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した
斜視図である。図２０（ｂ）において、符号７００は情
報処理装置、符号７０１はキーボードなどの入力部、符
号７０３は情報処理装置本体、符号７０２は前記の有機
ＥＬ装置を用いた表示部を示している。図２０（ｃ）
は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図
２０（ｃ）において、符号８００は時計本体を示し、符
号８０１は前記の有機ＥＬ装置を用いた表示部を示して
いる。

【００９２】また、第１の実施形態においては、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各発光層１１０ｂをストライプ配置した場合に
ついて説明したが、本発明はこれに限られず、様々な配
置構造を採用しても良い。例えば図２１（ａ）に示すよ
うなストライプ配置の他、図２１（ｂ）に示すようなモ
ザイク配置や、図２１（ｃ）に示すようなデルタ配置と
することができる。

【００９３】本発明は、有機ＥＬ装置の他、有機ＴＦＴ
素子等の作製にも有効である。

【００９４】

【実施例】図２２に示すように、インクジェット法での
画素パターンニング用に隔壁４０４の設けられている、
ガラス板４０２上にＩＴＯ透明電極（陽極）４０３の付
いた基板４０１を用意した。上記基板４０１上に、ポリ
エチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）／ポリスチ
レンスルホン酸（ＰＳＳ）混合物（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ
＝１：２０（質量比））：２０質量％、水：８０質量％
の分散液からなるＰＥＤＯＴインクをインクジェット装
置により塗布した。これを窒素ガス雰囲気中、１３３．
３Ｐａの圧力の下で２００℃で２０分加熱処理して乾燥
した。これを図２３に示す減圧／不活性ガス充填箱３０
１（窒素雰囲気にしている）に移動させた。ポンプ３０
２でこの減圧／不活性ガス充填箱３０１の雰囲気を吸引
し、０．１Ｐａの圧力に減圧し、２００℃で１０分置い
た。次いで、窒素ガスボンベ３０３から減圧／不活性ガ
ス充填箱３０１内に窒素ガスを充填し、この減圧／不活
性ガス充填箱内を１０⁵Ｐａ（１気圧）とした。この減
圧・充填を２回繰り返し、正孔注入／輸送層４０５を形
成した。

【００９５】次に、上記ＰＥＤＯＴを塗布した基板をイ
ンクジェット装置に移動させ、〔化１〕で示されるポリ
フルオレン誘導体にルブレンをドープしたものの１ｗｔ
／ｖｏｌパーセント溶液からなるインクを、上記基板上
に、上記装置で塗布した。塗布後、基板を１０⁵Ｐａ
（１気圧）の窒素雰囲気下にて、１００℃で加熱処理を
行い、発光層４０６を形成した。

【００９６】前記発光層の上にＣａを蒸着法により２０
nmの厚さに蒸着し、その上にＡｌ膜を蒸着法により２０
０nmの厚さに蒸着して、陰極４０７を形成した。このよ
うにして、本実施例の有機ＥＬ素子４００を作製した。

【００９７】比較のため、上記正孔注入／輸送層の形成
において、減圧も不活性ガス充填も行わない他は同様に
して有機ＥＬ素子を作製した（比較例）。

【００９８】これらの有機ＥＬ素子について、電圧変化
に対する効率、及び所定の初期輝度での定電流下にこの
素子の発光輝度の経時変化を測定した。その結果を図２
４及び図２５のグラフに示す。これらグラフにおいて、
（１）は比較例のデータを表し、（２）は、実施例のデ
ータを表す。なお、図２４におけるＶｔｈは、しきい値
電圧を表す。

【００９９】これらグラフより、実施例は比較例に較べ
て、優れた発光効率及び発光輝度を有していることが明
らかである。

【０１００】

【発明の効果】本発明の薄膜の製造方法によれば、この
薄膜製造の原料として用いた溶媒の蒸気が薄膜表面近傍
から除去されるので、後にこの薄膜表面に他の膜を形成
しても、前記蒸気により当該他の膜に有害な作用を及ぼ
すことがない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の表示装置の配線構
造の平面模式図である。

【図２】本発明の第１の実施形態の表示装置の断面模
式図である。

【図３】本発明の第１の実施形態の表示装置の要部の
断面図である。

【図４】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造方
法を説明する工程図である。

【図５】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造方
法を説明する工程図である。

【図６】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造に
用いるプラズマ処理装置の一例を示す平面模式図であ
る。

【図７】図６に示したプラズマ処理装置の第１プラズ
マ処理室の内部構造を示す模式図である。

【図８】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造方
法を説明する工程図である。

【図９】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造方
法を説明する工程図である。

【図１０】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１１】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１２】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１３】本発明の第１の実施形態の表示装置を製造
する際に用いるヘッドブロックを示す平面図である。

【図１４】本発明の第１の実施形態の表示装置を製造
する際に用いるインクジェット装置を示す平面図であ
る。

【図１５】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１６】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１７】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１８】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図１９】本発明の第１の実施形態の表示装置の製造
方法を説明する工程図である。

【図２０】本発明の第１１の実施形態である電子機器
を示す斜視図である。

【図２１】発光層の配置を示す平面模式図であって、
（ａ）がストライプ配置、（ｂ）がモザイク配置、
（ｃ）がデルタ配置を示す図である。

【図２２】実施例及び比較例で製作した有機ＥＬ素子
の断面図である。

【図２３】実施例で用いた減圧／不活性ガス充填装置
である。

【図２４】実施例及び比較例の有機ＥＬ素子について
測定した電圧変化に対する発光効率を表すグラフであ
る。

【図２５】実施例及び比較例の有機ＥＬ素子について
測定した発光輝度の経時変化を表すグラフである。

【符号の説明】

１表示装置２基板２ａ表示領域２ｂ非表示領域３封止材４封止基板６ａ駆動ＩＣ（駆動回路）１０表示素子１１発光素子部１２陰極（対向電極（発光素子））１１０機能層（発光素子）１１０ａ正孔注入／輸送層（機能層、第１薄膜層）１１０ａ1 平坦部１１０ａ2 周縁部１１０ｂ発光層（機能層、第２薄膜層）１１１画素電極（（電極）発光素子）１１１ａ電極面１１２バンク部１１２ａ第１バンク層（無機物バンク層）１１２ｂ第２バンク層（有機物バンク層）１１２ｃ下部開口部（無機物バンク層側の開口部（壁
面））１１２ｄ上部開口部（有機物バンク層側の開口部（壁
面））１１２ｅ上面（無機物バンク層の上面）１１２ｆ上面（有機物バンク層の上面）１１２ｇ開口部Ａ画素領域２０２基板２０３第１薄膜層２０４第２薄膜層３００搬送装置３０１，３０３，３０５，３０７インクジェット装置３０２，３０４，３０６，３０８乾燥装置

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】膜形成成分と溶媒を含有する溶液から液
滴を塗布して薄膜を形成し、前記薄膜の近傍の雰囲気中
に溶媒分子が実質的に存在しない状態となるまで前記溶
媒分子を除去することを特徴とする薄膜の製造方法。
【請求項２】前記雰囲気中の溶媒分子を除去するため
に、前記雰囲気が収容された装置内を減圧することを特
徴とする請求項１に記載の薄膜の製造方法。
【請求項３】前記溶媒分子を除去するために、前記薄
膜を加熱することを特徴とする請求項１又は２に記載の
薄膜の製造方法。
【請求項４】前記溶媒分子を除去するために、更に不
活性ガスを前記薄膜の周囲に供給することを特徴とする
請求項２又は３に記載の薄膜の製造方法。
【請求項５】請求項４の「不活性ガス」の代わりに
「不活性ガス及び次の膜に用いられる溶媒蒸気」を供給
することを特徴とする請求項２又は３に記載の薄膜の製
造方法。
【請求項６】膜形成成分と溶媒を含有する溶液を基材
に塗布する塗布装置と、塗布された溶液によって形成さ
れた薄膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に存在し
ない状態となるまで溶媒分子を除去する除去装置とを有
する薄膜製造装置。
【請求項７】正孔注入／輸送層形成成分と溶媒を含有
する溶液を基板に塗布して薄膜を形成する工程、前記薄
膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に存在しない状
態となるまで前記溶媒分子を除去して正孔注入／輸送層
を形成する工程、及びこの正孔注入／輸送層の上に発光
層を形成する工程、を含んで製造される有機ＥＬ装置。
【請求項８】正孔注入／輸送層形成成分と溶媒を含有
する溶液を基板に塗布して薄膜を形成する工程、前記薄
膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に存在しない状
態となるまで前記溶媒分子を除去して正孔注入／輸送層
を形成する工程、及び前記正孔注入／輸送層の上に発光
層を形成する工程、を有する有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項９】正孔注入／輸送層形成成分と溶媒を含有
する溶液を基板に塗布する手段、塗布された溶液により
形成された薄膜の近傍の雰囲気中に溶媒分子が実質的に
存在しない状態となるまで溶媒分子を除去して正孔注入
／輸送層を形成する手段、及び前記正孔注入／輸送層の
上に発光層を形成する手段、を有する有機ＥＬ装置の製
造装置。
【請求項１０】請求項７に記載の有機ＥＬ装置を有す
る電子機器。