多層化膜の形成方法および多層化膜、並びに電気光学装置、電子機器
【課題】 異種の機能性材料層間の密着性、接触性に優れた多層化膜の形成方法、および多層化膜、並びに当該多層化膜を有する電気光学装置、電子機器を提供すること。
【解決手段】 バンク９によって区画された階調要素領域５８内に、ＰＥＤＯＴを含んでなる固体層６３を形成し、さらに固体層６３に重ねてＰＥＤＯＴ液６１、有機ＥＬ液６２を液滴吐出法により配置する。この後、素子基板２ごと乾燥させて、ＰＥＤＯＴ液６１および有機ＥＬ液６２を一体に固形化し、正孔輸送層５２、有機ＥＬ層５１からなる発光膜５０を形成する。有機ＥＬ層５１と正孔輸送層５２との界面は、有機ＥＬ材料とＰＥＤＯＴとが適度に混合、拡散された状態となっており、両層５１，５２は好適な密着性、接触性を示す。これにより、発光膜５０を有する発光素子は、有機ＥＬ層５１への正孔の注入が効率的に行われるため、優れた発光特性を発揮する。
【解決手段】 バンク９によって区画された階調要素領域５８内に、ＰＥＤＯＴを含んでなる固体層６３を形成し、さらに固体層６３に重ねてＰＥＤＯＴ液６１、有機ＥＬ液６２を液滴吐出法により配置する。この後、素子基板２ごと乾燥させて、ＰＥＤＯＴ液６１および有機ＥＬ液６２を一体に固形化し、正孔輸送層５２、有機ＥＬ層５１からなる発光膜５０を形成する。有機ＥＬ層５１と正孔輸送層５２との界面は、有機ＥＬ材料とＰＥＤＯＴとが適度に混合、拡散された状態となっており、両層５１，５２は好適な密着性、接触性を示す。これにより、発光膜５０を有する発光素子は、有機ＥＬ層５１への正孔の注入が効率的に行われるため、優れた発光特性を発揮する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法を用いた多層化膜の形成方法、および多層化膜、並びに電気光学装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、導電配線や機能性素子の製造において、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化して配置し、当該配置された機能液を乾燥等させて機能性膜を成膜するものであり、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。
【０００３】
この成膜技術を利用して機能性素子等を製造する場合、上述の描画、乾燥の工程を順次繰り返すことにより、複数種の機能性膜を積層形成することも可能である。例えば、特許文献１には正孔輸送層と発光層とを含む機能性素子について、特許文献２には下地層と導電層とからなる導電配線について、液滴吐出法を用いて形成する例が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６３１３８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５８１３号公報
【特許文献３】特開２００２−１１０３５２号公報
【特許文献４】特許第２７７３２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような多層化された機能性膜（以下、多層化膜という）においては、その層間の密着性および接触性は、信頼性や特性に大きく影響する場合がある。例えば、上述の二層導電配線の場合、層間の密着性は界面抵抗や層間の剥離耐性に影響する。また、上述の発光素子の場合、発光素子の発光は正孔輸送層と発光層の界面付近で発生するものであり、両層の界面における接触面積と発光効率とは密接な関係がある（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
ところが、従来の液滴吐出法による多層化の方法では、このような界面の密着性、接触性を向上させる点について、十分に配慮がなされていなかった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、異種の機能性材料層間の密着性、接触性に優れた多層化膜の形成方法、および多層化膜、並びに当該多層化膜を有する電気光学装置、電子機器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】
【０００８】
本発明は、少なくとも２種以上の機能性材料が積層されてなる多層化膜を基板上に形成する多層化膜の形成方法であって、液滴吐出法を用いて第１の前記機能性材料を含む第１の機能液を前記基板上に配置する下層吐出工程と、前記基板上における前記第１の機能液を固形化して、前記第１の機能性材料を含む固体層を形成する下層固形化工程と、前記固体層上に、前記第１の機能性材料を含む液状層を形成する液状層形成工程と、前記固体層および前記液状層に重ねて、液滴吐出法を用いて第２の前記機能性材料を含む第２の機能液を配置する上層吐出工程と、前記液状層および前記第２の機能液を固形化する上層固形化工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明の多層化膜の形成方法によれば、第１の機能性材料を含む固体層と第２の機能液とが液状層を介して積層配置され、界面が流動性を有した状態を経て固形化されるため、第１および第２の機能性材料が界面付近で混合、拡散されて、好適な層間の密着性および接触性を有する多層化膜が形成される。
【００１０】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記固体層を再液化させるための再液化液を当該固体層上に吐出する工程であることを特徴とする。
さらに好ましくは、前記再液化液は、前記第１の機能液の液体成分からなることを特徴とする。
【００１１】
この発明の多層化膜の形成方法によれば、再液化液を液滴吐出法で吐出することにより第１の機能性材料層の表面を液状化して、簡単に液状層を形成することができる。また好ましくは、第１の機能液の液体成分からなる再液化液を用いることで、効果的な再液化を図ることができる。
【００１２】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記第１の機能液を前記固体層上に吐出する工程であることを特徴とする。
この発明の多層化膜の形成方法によれば、第１の機能液を液滴吐出法で吐出することにより簡単に液状層を形成することができる。
【００１３】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記下層吐出工程前に、前記基板上に当該下層吐出工程における所定の領域を区画するようにバンクが形成されていることを特徴とする。
ここで、バンクとは、樹脂等で形成された立体構造体のことである。この発明の多層化膜の形成方法によれば、バンクによって基板面内方向の機能液の位置が確実に規定されるので、第１および第２の機能性材料層の良好な積層関係を実現することができる。
【００１４】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記第１および第２の機能性材料が、互いに相補的に作用して所定の機能を発揮する関係にあることを特徴とする。
この発明の多層化膜の形成方法によれば、機能性材料が混合、拡散された界面構造によって、機能性材料層間の接触面積が実質的に増すことになるので、機能性効率に優れた多層化膜を提供することができる。
【００１５】
本発明の多層化膜は、基板上に形成された第１の機能性材料を含む固体層上に前記第１の機能性材料を含む液状層が形成され、当該液状層に重ねて液滴吐出法により第２の機能性材料を含む機能液が配置され、当該機能液および前記液状層が固形化されて形成されていることを特徴とする。
この発明の多層化膜は、第１の機能性材料を含む固体層と第２の機能液とが液状層を介して積層配置され、界面が流動性を有した状態を経て固形化されて形成されているので、第１および第２の機能性材料が界面付近で混合、拡散された状態となっている。これにより、好適な層間の密着性および接触性を有する多層化膜となっている。
【００１６】
本発明の電気光学装置は、前記多層化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、層間密着性に優れた多層化膜を備えているので、信頼性などに優れている。
【００１７】
本発明の電子機器は、前記多層化膜ないし前記電気光学装置を備えることを特徴とする。
この発明の電子機器は、層間密着性に優れた多層化膜を備えているので、信頼性などに優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
尚、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、各層や各部材の縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【００１９】
（第１実施形態）
（電気光学装置）
まずは、図１、図２、図３を参照して、本発明に係る電気光学装置について説明する。図１は、本発明に係る電気光学装置の一例を示す要部断面図である。図２は、電気光学装置の駆動回路部を示す平面図である。図３は、駆動素子およびその周辺構造を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
図１に示すように、電気光学装置１００は、基板としての素子基板２と、素子基板２上に形成された駆動回路部１０１と、駆動回路部１０１上に形成された発光素子部１０２と、素子基板２と対向して駆動回路部１０１および発光素子部１０２を封止するための封止基板１０３と、を備えている。素子基板２には、ガラス基板が好適に用いられる。また、封止基板１０３によって封止された封止空間１０４には、不活性ガスが充填されている。
【００２１】
発光素子部１０２は、バンク５４で区画された複数の凹部を有しており、当該凹部内に形成された多層化膜としての発光素子５６の個々が、画像を形成するための階調要素を成している。また、バンク５４と駆動回路部１０１との間には、階調要素間の干渉を防ぐための遮光膜５５が形成されている。尚、バンク５４は、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂などを素子基板２上にパターン形成したものである。
【００２２】
発光素子５６は、駆動回路部１０１の出力端子であるセグメント電極（陽極）８と、共通電極（陰極）５３と間に発光膜５０が挟持されて構成されている。発光膜５０は、正孔輸送層５２と、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとする）層５１とが積層された多層化膜である。
【００２３】
セグメント電極８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５３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。発光膜５０における正孔輸送層５２は、有機ＥＬ層５１に正孔を注入するための機能層であり、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が用いられる。有機ＥＬ層５１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る。尚、発光素子５６の具体的な形成方法については、後述する。
【００２４】
上述の構成において、駆動回路部１０１を介した駆動制御によりセグメント電極８と共通電極５３との間に電圧が印加されると、正孔輸送層５２から有機ＥＬ層５１に正孔が注入され、当該正孔が共通電極５３側からの電子と結合して発光する。この発光は正孔輸送層５２と有機ＥＬ層５１の界面付近で発生する。
【００２５】
図２に示すように、駆動回路部１０１は、平面構造的には、素子基板２上に縦横に配線された導電配線であるゲート配線３、ソース配線４と、両配線３，４の交差領域付近に形成された駆動素子１とを備えている。駆動素子１は、ゲート配線３からその延在方向に直交して延出されたゲート電極５と、ソース配線４からその延在方向に直交して延出されたソース電極６と、ソース電極６と平面視方向において対向するように配置されたドレイン電極７の３つの電極を有し、ドレイン電極７は上述したセグメント電極８と電気的に接続されている。かくして、駆動回路部１０１は、ゲート配線３に供給される走査信号とソース配線４に供給される階調信号とにより、階調要素に対応して設けられているセグメント電極８毎の供給電圧制御を行う。
【００２６】
図３に示すように、駆動回路部１０１は、断面構造的には、素子基板２の表面に形成されている下層バンク９と、下層バンク９によって区画された凹部内に形成されたゲート電極５およびゲート配線３（図２参照）と、ゲート電極５および下層バンク９の上面側に形成されたゲート絶縁層１３とを備えている。下層バンク９は、上述したバンク５４（図１参照）と同様の手法で形成されたものである。ゲート絶縁層１３は、窒化シリコン等で形成されており、ＣＶＤ法などを用いて形成される。
【００２７】
ゲート電極５およびゲート配線３（図２参照）は、Ｍｎ（マンガン）あるいはＭｎの合金からなるゲート下地層１０ａと、Ａｇ（銀）あるいはＡｇの合金からなるゲート導電層１０ｂと、Ｎｉ（ニッケル）あるいはＮｉの合金からなるゲート被覆層１０ｃと、からなる多層化膜である。これらの各層は、ゲート電極５とゲート配線３（図２参照）とを合わせて一体として、液滴吐出法を用いてパターン形成されており、詳しい工程については後述する。
【００２８】
ゲート導電層１０ｂは、導電配線としての導電性を担う層である。ゲート下地層１０ａは、ゲート導電層１０ｂと素子基板２との間に介在して、素子基板２上におけるゲート導電層１０ｂの定着性を高めるための役割を果たしている。特に、ゲート電極５のように線幅の細い領域（図２参照）においては、ゲート下地層１０ａにより素子基板２からの剥離が好適に防止される。ゲート被覆層１０ｃは、ゲート導電層１０ｂがＡｇを含んでいて拡散しやすい特性を有していることから、この拡散を抑えるためのキャップ層としての役割を果たしている。
【００２９】
駆動回路部１０１は、ゲート絶縁層１３の上面側に、上層バンク１４と、ゲート絶縁層１３を介してゲート電極５と対向して形成されているチャネル層１５と、チャネル層１５の上に所定の隙間をもって形成されている接合層１６，１７と、接合層１６，１７と接して形成されているソース電極６（ソース配線４）、ドレイン電極７と、を備えている。
【００３０】
チャネル層１５および接合層１６，１７は、それぞれアモルファスシリコン、ｎ＋型アモルファスシリコンで形成されている。ソース電極６およびソース配線４は、Ｎｉ（ニッケル）あるいはＮｉの合金からなる下層ソース層１８ａと、Ａｇ（銀）あるいはＡｇの合金からなるソース導電層１８ｂと、Ｎｉ（ニッケル）あるいはＮｉの合金からなる上層ソース層１８ｃとからなる多層化膜である。ドレイン電極７もまた、ソース電極６と同様の構成を持つ多層化膜であり、下層ドレイン層１９ａ、ドレイン導電層１９ｂ、上層ドレイン層１９ｃを有している。
【００３１】
上層バンク層は、ソース配線４や駆動素子１の形成領域（図２参照）を区画するように、上述のバンク５４と同様の手法によりパターン形成される。次いで、チャネル層１５、接合層１６，１７が、ＣＶＤ法とフォトリソグラフィ法を用いて形成され、ソース配線４、ソース電極６、ドレイン電極７が、ゲート電極５およびゲート配線３（図２参照）と同様の手法で液滴吐出法を用いて形成される。この後、上層バンク１４によって区画されていた凹部を埋めるように絶縁層２０が形成され、さらにドレイン電極７から絶縁層２０の上面までを貫通する導電ホール２１が形成されて、図示の状態となる。
【００３２】
（液滴吐出装置）
次に、図４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４は、液滴吐出装置の構成の一例を示す模式図である。
【００３３】
図４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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（ゲート配線の形成方法）
次に、図５のフローチャートに沿って、図６、図７を参照してゲート配線（ゲート電極も含む）の形成方法について説明する。図５は、ゲート配線の形成工程を示すフローチャートである。図６（ａ）〜（ｄ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。図７（ｅ）〜（ｇ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００３７】
まず、ゲート配線３（ゲート電極５）の形成に先立って、液滴吐出装置２００（図４参照）で吐出させるための機能液が用意される。機能液とは、より具体的には、機能性材料を微粒子化して液体に分散させたものであり、ＭｎないしＭｎ合金（以下、単にＭｎとする）を機能性材料とするＭｎ分散液、ＡｇないしＡｇ合金（以下、単にＡｇとする）を機能性材料とするＡｇ分散液、ＮｉないしＮｉ合金（以下、単にＮｉとする）を機能性材料とするＮｉ分散液が用意される。これらの機能性材料は、微粒子化した上、分散性を向上させるためさらにその表面に有機物（クエン酸など）をコーティングして用いることもできる。
【００３８】
機能液を構成する分散媒は、上述の微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。具体的には、水の他に、メタノール、エタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、トルエンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの極性化合物を挙げることができる。これらは、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用することができる。
【００３９】
また、液滴吐出装置２００（図４参照）における吐出特性や目詰まり性、分散の安定性、吐出後における基板上での動的物性や乾燥速度などに鑑みて、機能液は、分散媒の蒸気圧、分散質濃度、表面張力、粘度、比重などについて適切な調整がされている。このため、機能液には、界面活性剤や保湿剤、粘度調整剤などを添加することができる。また、成膜後の定着性を良くするために、バインダーを添加することもできる。
【００４０】
次に、図６（ａ）に示すように、ガラス製の素子基板２上に、ゲート配線３（ゲート電極５）の形成領域（図２も参照）を区画するように、下層バンク９をパターン形成する（図５の工程Ｓ１）。具体的には、例えば、材料となる高分子樹脂等を含んだ溶液を、スピンコート法等で塗布して一様な厚みの膜を形成し、フォトリソグラフィ法によりパターンエッチングを施す。
【００４１】
次に、素子基板２の下層バンク９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５の工程Ｓ２）。この親液処理によって素子基板２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も向上する。
【００４２】
次に、素子基板２の下層バンク９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５の工程Ｓ３）。この処理により、有機材料からなる下層バンク９の表面にはフッ素基が導入されて、撥液性を有するようになる。このとき、無機材料からなる素子基板２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、下層バンク９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（例えばフッ素基を有する樹脂材料）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。
【００４３】
次に、液滴吐出法により、下層バンク９によって形成されている区画化領域３４内にＭｎ分散液（第１の機能液に対応する）を配置する。（図５の下層吐出工程Ｓ４）このとき、Ｍｎ分散液の一部が区画化領域３４から外れて吐出された場合であっても、上述した下層バンク９の撥液処理によって、Ｍｎ分散液は好適に区画化領域３４内に配置される。
【００４４】
次に、素子基板２ごと真空乾燥機に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させてＭｎ分散液を固形化する（図５の下層固形化工程Ｓ５）。これにより、図６（ｂ）に示すように、ゲート下地層１０ａ（固体層に相当する）が形成される。尚、この下層固形化工程Ｓ５においては、分散媒の全てが完全に抜けきれてなくともよく、ゲート下地層１０ａが実質的に非流動状態となっていれば十分である。
【００４５】
次に、区画化領域３４内におけるゲート下地層１０ａに対して、液滴吐出法により再液化液を吐出する（図５の液状層形成工程Ｓ６）。ここで、再液化液は、Ｍｎ分散液の液体成分（分散媒や添加剤等）からなる液体であって、これにより、ゲート下地層１０ａ中のＭｎ微粒子が再分散し、ゲート下地層１０ａの表面部分を再液化することができるものである。かくして、図６（ｃ）に示すように、ゲート下地層１０ａ上にＭｎを含む液状層３５が形成される。尚、液状層３５は、ゲート下地層１０ａの表面全体に渡って形成しなければならないということはなく、ゲート下地層１０ａの表面の一部分に形成されるようになっていてもよい。
【００４６】
次に、図６（ｄ）に示すように、区画化領域３４内に液滴吐出法によりＡｇ分散液３２を配置する（図５の工程Ｓ７）。このとき、Ａｇ分散液３２の配置領域は、下層バンク９によってゲート下地層１０ａのパターンと同一となるように規定されるため、Ａｇ分散液３２は、ゲート下地層１０ａおよび液状層３５の上に確実に積層されることになる。また、液状層３５は、ゲート下地層１０ａから再分散されたＭｎとＡｇ分散液３２中のＡｇとが混合、拡散された状態となる。尚、ゲート下地層１０ａとの関係では、この工程Ｓ７は上層吐出工程に対応し、Ａｇ分散液３２は第２の機能液に対応する。また、この後ゲート導電層１０ｂの上に形成するゲート被覆層１０ｃ（図７（ｇ）参照）との関係では、この工程Ｓ７は下層吐出工程に対応し、Ａｇ分散液３２は第１の機能液に対応する。
【００４７】
次に、素子基板２ごと真空乾燥機に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させ、液状層３５およびＡｇ分散液３２を固形化する（図５の工程Ｓ８）。これにより、図７（ｅ）に示すように、Ａｇ分散液３２はゲート導電層１０ｂとなり、液状層３５はゲート下地層１０ａとゲート導電層１０ｂとの界面を形成する。かくして、両層１０ａ，１０ｂは、ＭｎとＡｇとが適度に混合、拡散された状態の界面を有しており、好適な密着性、接触性を示す。尚、この工程Ｓ８においては、分散媒の全てが完全に抜けきれてなくともよく、両層１０ａ，１０ｂが実質的に非流動状態となっていれば十分である。この工程Ｓ８は、ゲート下地層１０ａとの関係では上層固形化工程に対応する。また、この後ゲート導電層１０ｂの上に形成するゲート被覆層１０ｃ（図７（ｇ）参照）との関係では、この工程Ｓ８は下層吐出工程に対応し、ゲート導電層１０ｂは固体層に対応する。
【００４８】
次に、図７（ｆ）に示すように、区画化領域３４内のゲート導電層１０ｂに対して、液滴吐出法により再液化液を吐出してＡｇを含む液状層３６を形成する（図５の液状層形成工程Ｓ９）。そしてさらに液滴吐出法により、区画化領域３４内にＮｉ分散液３３（第２の機能液に対応する）を配置する（図５の上層吐出工程Ｓ１０）。このとき液状層３６では、ゲート導電層１０ｂから再分散されたＡｇとＮｉ分散液３３中のＮｉとが混合、拡散された状態となる。
【００４９】
次に、素子基板２ごと電熱炉等に入れて、焼成を行う（図５の上層固形化工程Ｓ１１）。これにより、図７（ｇ）に示すように、Ｎｉ分散液３３はゲート被覆層１０ｃとなり、液状層３６はゲート導電層１０ｂとゲート被覆層１０ｃとの界面を形成する。かくして、両層１０ｂ，１０ｃは、ＡｇとＮｉが適度に混合、拡散された状態の界面を有しており、好適な密着性、接触性を示す。
【００５０】
かくして、多層化膜としてのゲート配線３（ゲート電極５）は、層間の密着性に優れているため、剥離耐性に優れ、高い信頼性を有する。また、層間における実質的な接触面積が大きくなって界面抵抗も小さくなるので、電気信号を効率的に駆動素子１（図３参照）に供給することができ、消費電力が小さいという特長も有している。
【００５１】
（発光素子の形成方法）
次に、図８のフローチャートに沿って、図９を参照して発光素子の形成方法について説明する。図８は、発光素子の形成工程を示すフローチャートである。図９（ａ）〜（ｄ）は、発光素子の形成工程の一過程を示す断面図である。尚、図９（ａ）〜（ｄ）において、駆動回路部の図示は省略している。
【００５２】
まず、発光素子の形成に先立って、液滴吐出装置２００（図４参照）で吐出させるための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）を機能性材料として含んだ溶液（ＰＥＤＯＴ液）が正孔輸送層５２用として用意され、有機ＥＬ材料を機能性材料として含んだ溶液（有機ＥＬ液）が発光層５１用として用意される。尚、電気光学装置１００（図１参照）がカラー表示タイプの場合には、三原色に対応した組成の有機ＥＬ液がそれぞれ用意される。
【００５３】
次に、図９（ａ）に示すように、セグメント電極８が形成されている素子基板２に対して、各セグメント電極８に対応する階調要素領域５８を区画するように遮光膜５５を形成する（図８の工程Ｓ２１）。具体的には、例えば、クロム等の金属などを用いて、ＣＶＤ法とフォトリソグラフィ法により形成する。
【００５４】
次に、遮光膜５５の上にバンク５４を形成し（図８の工程Ｓ２２）、親液処理（図８の工程Ｓ２３）、撥液処理（図８の工程Ｓ２４）を施す。これらの工程は、先に説明したゲート配線の形成工程と同様の方法で行われる。
【００５５】
次に、液滴吐出法を用いて、階調要素領域５８内にＰＥＤＯＴ液を配置し（図８の下層吐出工程Ｓ２５）、素子基板２ごと真空乾燥機に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させる（図８の下層固形化工程Ｓ２６）。かくして、図９（ｂ）に示すように、ＰＥＤＯＴを含んでなる固体層６３が形成される。尚、固体層６３は、図１の正孔輸送層５２と構造的には同じものである。
【００５６】
次に、図９（ｃ）に示すように、液滴吐出法を用いて、階調要素領域５８内の下地層６３上に重ねてＰＥＤＯＴ液６１を配置する（図８の液状層形成工程Ｓ２７）。下地層６３上に重ねて配置されたＰＥＤＯＴ液６１は、本発明の液状層に対応する。
【００５７】
次に、液滴吐出法を用いて、階調要素領域５８内のＰＥＤＯＴ液６１に重ねて有機ＥＬ液６２を配置する（図８の上層吐出工程Ｓ２８）。このとき、ＰＥＤＯＴ液６１と有機ＥＬ液６２とは、界面付近において互いに混合、拡散するが、固体層６３とＰＥＤＯＴ液６１との界面を越えて有機ＥＬ材料が拡散することはない。すなわち、固体層６３は、隣接する機能性材料間の混合、拡散が際限なく進行してしまうのを防ぐために、あらかじめ一方の機能性材料（この場合はＰＥＤＯＴ）について固体領域を設けたものである。
【００５８】
次に、素子基板２ごと真空乾燥装置等に入れて乾燥させ、ＰＥＤＯＴ液６１および有機ＥＬ液６２を固形化する（図８の上層固形化工程Ｓ２９）。これにより、図９（ｄ）に示すように、有機ＥＬ液６２は有機ＥＬ層５１となり、ＰＥＤＯＴ液６１は固体層６３と共に正孔輸送層５２となって、発光膜５０が形成される。このとき、有機ＥＬ層５１と正孔輸送層５２とは、有機ＥＬ材料とＰＥＤＯＴとが適度に混合、拡散された状態の界面を有しており、好適な密着性、接触性を示す。
【００５９】
最後に、発光膜５０の上側に、ＣＶＤ法等で共通電極５３（図１参照）を形成し（図８の工程Ｓ３０）、発光素子５６が完成する。尚、共通電極５３は、上述したゲート配線３（図７参照）と同様の手法で、液滴吐出法を用いて形成することも可能である。
【００６０】
かくして、多層化膜としての発光膜５０を備えた発光素子５６（図１参照）は、有機ＥＬ層５１と正孔輸送層５２層との実質的な接触面積が大きいため、有機ＥＬ層５１への正孔の注入が効率的に行われ、優れた発光特性を発揮することができる。また、この発光膜５０を備えた電気光学装置１００（図１参照）は、高輝度な画像を表示することができる。
【００６１】
（電子機器）
次に、図１０を参照して、電子機器の具体例を説明する。図１０は、電子機器の一例を示す概略斜視図である。
【００６２】
図１０に示す電子機器としての携帯型情報処理装置７００は、キーボード７０１と、本体部７０３と、表示部７０２と、を備えている。このような携帯型情報処理装置７００のより具体的な例は、ワープロ、パソコンである。この携帯型情報処理装置７００は、ゲート配線３と同様の方法で形成された導電配線を有する制御回路基板を備え、また、表示部７０２として上述の電気光学装置１００を備えているため、省電力性や信頼性、表示特性などに優れている。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図１１は、燃料電池の概略構成を示す斜視図である。
【００６４】
図１１に示す燃料電池１２０は、水素ガスと酸素ガスとを供給し、両ガスの反応により電力を発生させるものである。燃料電池１２０は、ガス通路１２１ａ，１２２ａが形成された一対の基板１２１，１２２の間に、電極層１２８，１２９、ガス拡散層１２３，１２４、触媒層１２５，１２６、イオン交換層１２７が積層されてなる多層化膜１３０が挟持された構成となっている。電極層１２８，１２９には銅などの導電材料が、ガス拡散層１２３，１２４には多孔質カーボンなどが、触媒層１２５，１２６には白金などが、イオン交換層１２７にはイオン透過性を有する電解質、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（デュポン社の登録商標）などが用いられており、これらは液滴吐出法により形成することが可能である。
【００６５】
燃料電池１２０は、ガス通路１２１ａに供給された水素ガスが酸化（イオン化）され、イオン交換層１２７を経て、ガス通路１２２ａに供給された酸素ガスによって還元されることで電力を発生させる。この酸化還元反応は、ガス拡散層１２３，１２４、触媒層１２５，１２６、イオン交換層１２７の各層間における電気的且つ物理的なパスによって行われるため、各層間における実質的な接触面積が大きいほど、その効率は高くなる。
【００６６】
そこで、本実施形態の燃料電池においては、ガス拡散層１２３，１２４、触媒層１２５，１２６、イオン交換層１２７の形成について、上述したゲート配線３（図７参照）や発光膜５０（図９参照）の形成と同様の手法を用いることで各層間の接触性を高めており、これにより高い発電効率を実現している。
【００６７】
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として、駆動回路部１０１の構成はそのままで、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置、電子放出式表示装置を構成することもできる。
また、本発明に係る多層化膜の形成方法は、上述した駆動回路、発光素子、燃料電池以外の構成において含まれる多層化膜についても適用することができる。
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】
【００６８】
【図１】本発明に係る電気光学装置の一例を示す要部断面図。
【図２】電気光学装置の駆動回路部を示す平面図。
【図３】駆動素子およびその周辺構造を示す図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】液滴吐出装置の構成の一例を示す模式図。
【図５】ゲート配線の形成工程を示すフローチャート。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図。
【図７】（ｅ）〜（ｇ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図。
【図８】発光素子の形成工程を示すフローチャート。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、発光素子の形成工程の一過程を示す断面図。
【図１０】電子機器の一例を示す概略斜視図。
【図１１】燃料電池の概略構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６９】
１…駆動素子、２…素子基板、３…多層化膜としてのゲート配線、４…多層化膜としてのソース配線、５…多層化膜としてのゲート電極、６…多層化膜としてのソース電極、７…多層化膜としてのドレイン電極、８…セグメント電極、９…バンクとしての下層バンク、１０ａ…第１の機能性材料の層（固体層）としてのゲート下地層、１０ｂ…第１（固体層）または第２の機能性材料の層としてのゲート導電層、１０ｃ…第２の機能性材料の層としてのゲート被覆層、１８ａ…下層ソース層、１８ｂ…ソース導電層、１８ｃ…上層ソース層、１９ａ…下層ドレイン層、１９ｂ…ドレイン導電層、１９ｃ…上層ドレイン層、３２…第１または第２の機能液としてのＡｇ分散液、３３…第２の機能液としてのＮｉ分散液、３５…液状層、３６…液状層、５０…多層化膜としての発光膜、５１…第２の機能性材料の層としての有機ＥＬ層、５２…第１の機能性材料の層としての正孔輸送層、５３…共通電極、５４…バンク、５５…遮光膜、５６…発光素子、６１…第１の機能液および液状層としてのＰＥＤＯＴ液、６２…第２の機能液としての有機ＥＬ液、６３…固体層、１００…電気光学装置、１０１…駆動回路部、１０２…発光素子部、１２０…燃料電池、１２１，１２２…基板、１２３，１２４…ガス拡散層、１２５，１２６…触媒層、１２７…イオン交換層、１２８，１２９…電極層、１３０…多層化膜、２００…液滴吐出装置、７００…電子機器としての携帯型情報処理装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液滴吐出法を用いた多層化膜の形成方法、および多層化膜、並びに電気光学装置、電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、導電配線や機能性素子の製造において、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化して配置し、当該配置された機能液を乾燥等させて機能性膜を成膜するものであり、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。
【０００３】
この成膜技術を利用して機能性素子等を製造する場合、上述の描画、乾燥の工程を順次繰り返すことにより、複数種の機能性膜を積層形成することも可能である。例えば、特許文献１には正孔輸送層と発光層とを含む機能性素子について、特許文献２には下地層と導電層とからなる導電配線について、液滴吐出法を用いて形成する例が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−６３１３８号公報
【特許文献２】特開２００３−３１５８１３号公報
【特許文献３】特開２００２−１１０３５２号公報
【特許文献４】特許第２７７３２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述のような多層化された機能性膜（以下、多層化膜という）においては、その層間の密着性および接触性は、信頼性や特性に大きく影響する場合がある。例えば、上述の二層導電配線の場合、層間の密着性は界面抵抗や層間の剥離耐性に影響する。また、上述の発光素子の場合、発光素子の発光は正孔輸送層と発光層の界面付近で発生するものであり、両層の界面における接触面積と発光効率とは密接な関係がある（例えば、特許文献３、４参照）。
【０００６】
ところが、従来の液滴吐出法による多層化の方法では、このような界面の密着性、接触性を向上させる点について、十分に配慮がなされていなかった。
【０００７】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、異種の機能性材料層間の密着性、接触性に優れた多層化膜の形成方法、および多層化膜、並びに当該多層化膜を有する電気光学装置、電子機器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】
【０００８】
本発明は、少なくとも２種以上の機能性材料が積層されてなる多層化膜を基板上に形成する多層化膜の形成方法であって、液滴吐出法を用いて第１の前記機能性材料を含む第１の機能液を前記基板上に配置する下層吐出工程と、前記基板上における前記第１の機能液を固形化して、前記第１の機能性材料を含む固体層を形成する下層固形化工程と、前記固体層上に、前記第１の機能性材料を含む液状層を形成する液状層形成工程と、前記固体層および前記液状層に重ねて、液滴吐出法を用いて第２の前記機能性材料を含む第２の機能液を配置する上層吐出工程と、前記液状層および前記第２の機能液を固形化する上層固形化工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
この発明の多層化膜の形成方法によれば、第１の機能性材料を含む固体層と第２の機能液とが液状層を介して積層配置され、界面が流動性を有した状態を経て固形化されるため、第１および第２の機能性材料が界面付近で混合、拡散されて、好適な層間の密着性および接触性を有する多層化膜が形成される。
【００１０】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記固体層を再液化させるための再液化液を当該固体層上に吐出する工程であることを特徴とする。
さらに好ましくは、前記再液化液は、前記第１の機能液の液体成分からなることを特徴とする。
【００１１】
この発明の多層化膜の形成方法によれば、再液化液を液滴吐出法で吐出することにより第１の機能性材料層の表面を液状化して、簡単に液状層を形成することができる。また好ましくは、第１の機能液の液体成分からなる再液化液を用いることで、効果的な再液化を図ることができる。
【００１２】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記第１の機能液を前記固体層上に吐出する工程であることを特徴とする。
この発明の多層化膜の形成方法によれば、第１の機能液を液滴吐出法で吐出することにより簡単に液状層を形成することができる。
【００１３】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記下層吐出工程前に、前記基板上に当該下層吐出工程における所定の領域を区画するようにバンクが形成されていることを特徴とする。
ここで、バンクとは、樹脂等で形成された立体構造体のことである。この発明の多層化膜の形成方法によれば、バンクによって基板面内方向の機能液の位置が確実に規定されるので、第１および第２の機能性材料層の良好な積層関係を実現することができる。
【００１４】
また好ましくは、前記多層化膜の形成方法において、前記第１および第２の機能性材料が、互いに相補的に作用して所定の機能を発揮する関係にあることを特徴とする。
この発明の多層化膜の形成方法によれば、機能性材料が混合、拡散された界面構造によって、機能性材料層間の接触面積が実質的に増すことになるので、機能性効率に優れた多層化膜を提供することができる。
【００１５】
本発明の多層化膜は、基板上に形成された第１の機能性材料を含む固体層上に前記第１の機能性材料を含む液状層が形成され、当該液状層に重ねて液滴吐出法により第２の機能性材料を含む機能液が配置され、当該機能液および前記液状層が固形化されて形成されていることを特徴とする。
この発明の多層化膜は、第１の機能性材料を含む固体層と第２の機能液とが液状層を介して積層配置され、界面が流動性を有した状態を経て固形化されて形成されているので、第１および第２の機能性材料が界面付近で混合、拡散された状態となっている。これにより、好適な層間の密着性および接触性を有する多層化膜となっている。
【００１６】
本発明の電気光学装置は、前記多層化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、層間密着性に優れた多層化膜を備えているので、信頼性などに優れている。
【００１７】
本発明の電子機器は、前記多層化膜ないし前記電気光学装置を備えることを特徴とする。
この発明の電子機器は、層間密着性に優れた多層化膜を備えているので、信頼性などに優れている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
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。
尚、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、各層や各部材の縮尺は実際のものとは異なるように表している。
【００１９】
（第１実施形態）
（電気光学装置）
まずは、図１、図２、図３を参照して、本発明に係る電気光学装置について説明する。図１は、本発明に係る電気光学装置の一例を示す要部断面図である。図２は、電気光学装置の駆動回路部を示す平面図である。図３は、駆動素子およびその周辺構造を示す図２のＡ−Ａ断面図である。
【００２０】
図１に示すように、電気光学装置１００は、基板としての素子基板２と、素子基板２上に形成された駆動回路部１０１と、駆動回路部１０１上に形成された発光素子部１０２と、素子基板２と対向して駆動回路部１０１および発光素子部１０２を封止するための封止基板１０３と、を備えている。素子基板２には、ガラス基板が好適に用いられる。また、封止基板１０３によって封止された封止空間１０４には、不活性ガスが充填されている。
【００２１】
発光素子部１０２は、バンク５４で区画された複数の凹部を有しており、当該凹部内に形成された多層化膜としての発光素子５６の個々が、画像を形成するための階調要素を成している。また、バンク５４と駆動回路部１０１との間には、階調要素間の干渉を防ぐための遮光膜５５が形成されている。尚、バンク５４は、例えば、アクリル樹脂やポリイミド樹脂などを素子基板２上にパターン形成したものである。
【００２２】
発光素子５６は、駆動回路部１０１の出力端子であるセグメント電極（陽極）８と、共通電極（陰極）５３と間に発光膜５０が挟持されて構成されている。発光膜５０は、正孔輸送層５２と、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬとする）層５１とが積層された多層化膜である。
【００２３】
セグメント電極８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５３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。発光膜５０における正孔輸送層５２は、有機ＥＬ層５１に正孔を注入するための機能層であり、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が用いられる。有機ＥＬ層５１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る。尚、発光素子５６の具体的な形成方法については、後述する。
【００２４】
上述の構成において、駆動回路部１０１を介した駆動制御によりセグメント電極８と共通電極５３との間に電圧が印加されると、正孔輸送層５２から有機ＥＬ層５１に正孔が注入され、当該正孔が共通電極５３側からの電子と結合して発光する。この発光は正孔輸送層５２と有機ＥＬ層５１の界面付近で発生する。
【００２５】
図２に示すように、駆動回路部１０１は、平面構造的には、素子基板２上に縦横に配線された導電配線であるゲート配線３、ソース配線４と、両配線３，４の交差領域付近に形成された駆動素子１とを備えている。駆動素子１は、ゲート配線３からその延在方向に直交して延出されたゲート電極５と、ソース配線４からその延在方向に直交して延出されたソース電極６と、ソース電極６と平面視方向において対向するように配置されたドレイン電極７の３つの電極を有し、ドレイン電極７は上述したセグメント電極８と電気的に接続されている。かくして、駆動回路部１０１は、ゲート配線３に供給される走査信号とソース配線４に供給される階調信号とにより、階調要素に対応して設けられているセグメント電極８毎の供給電圧制御を行う。
【００２６】
図３に示すように、駆動回路部１０１は、断面構造的には、素子基板２の表面に形成されている下層バンク９と、下層バンク９によって区画された凹部内に形成されたゲート電極５およびゲート配線３（図２参照）と、ゲート電極５および下層バンク９の上面側に形成されたゲート絶縁層１３とを備えている。下層バンク９は、上述したバンク５４（図１参照）と同様の手法で形成されたものである。ゲート絶縁層１３は、窒化シリコン等で形成されており、ＣＶＤ法などを用いて形成される。
【００２７】
ゲート電極５およびゲート配線３（図２参照）は、Ｍｎ（マンガン）あるいはＭｎの合金からなるゲート下地層１０ａと、Ａｇ（銀）あるいはＡｇの合金からなるゲート導電層１０ｂと、Ｎｉ（ニッケル）あるいはＮｉの合金からなるゲート被覆層１０ｃと、からなる多層化膜である。これらの各層は、ゲート電極５とゲート配線３（図２参照）とを合わせて一体として、液滴吐出法を用いてパターン形成されており、詳しい工程については後述する。
【００２８】
ゲート導電層１０ｂは、導電配線としての導電性を担う層である。ゲート下地層１０ａは、ゲート導電層１０ｂと素子基板２との間に介在して、素子基板２上におけるゲート導電層１０ｂの定着性を高めるための役割を果たしている。特に、ゲート電極５のように線幅の細い領域（図２参照）においては、ゲート下地層１０ａにより素子基板２からの剥離が好適に防止される。ゲート被覆層１０ｃは、ゲート導電層１０ｂがＡｇを含んでいて拡散しやすい特性を有していることから、この拡散を抑えるためのキャップ層としての役割を果たしている。
【００２９】
駆動回路部１０１は、ゲート絶縁層１３の上面側に、上層バンク１４と、ゲート絶縁層１３を介してゲート電極５と対向して形成されているチャネル層１５と、チャネル層１５の上に所定の隙間をもって形成されている接合層１６，１７と、接合層１６，１７と接して形成されているソース電極６（ソース配線４）、ドレイン電極７と、を備えている。
【００３０】
チャネル層１５および接合層１６，１７は、それぞれアモルファスシリコン、ｎ＋型アモルファスシリコンで形成されている。ソース電極６およびソース配線４は、Ｎｉ（ニッケル）あるいはＮｉの合金からなる下層ソース層１８ａと、Ａｇ（銀）あるいはＡｇの合金からなるソース導電層１８ｂと、Ｎｉ（ニッケル）あるいはＮｉの合金からなる上層ソース層１８ｃとからなる多層化膜である。ドレイン電極７もまた、ソース電極６と同様の構成を持つ多層化膜であり、下層ドレイン層１９ａ、ドレイン導電層１９ｂ、上層ドレイン層１９ｃを有している。
【００３１】
上層バンク層は、ソース配線４や駆動素子１の形成領域（図２参照）を区画するように、上述のバンク５４と同様の手法によりパターン形成される。次いで、チャネル層１５、接合層１６，１７が、ＣＶＤ法とフォトリソグラフィ法を用いて形成され、ソース配線４、ソース電極６、ドレイン電極７が、ゲート電極５およびゲート配線３（図２参照）と同様の手法で液滴吐出法を用いて形成される。この後、上層バンク１４によって区画されていた凹部を埋めるように絶縁層２０が形成され、さらにドレイン電極７から絶縁層２０の上面までを貫通する導電ホール２１が形成されて、図示の状態となる。
【００３２】
（液滴吐出装置）
次に、図４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４は、液滴吐出装置の構成の一例を示す模式図である。
【００３３】
図４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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
（ゲート配線の形成方法）
次に、図５のフローチャートに沿って、図６、図７を参照してゲート配線（ゲート電極も含む）の形成方法について説明する。図５は、ゲート配線の形成工程を示すフローチャートである。図６（ａ）〜（ｄ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。図７（ｅ）〜（ｇ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図である。
【００３７】
まず、ゲート配線３（ゲート電極５）の形成に先立って、液滴吐出装置２００（図４参照）で吐出させるための機能液が用意される。機能液とは、より具体的には、機能性材料を微粒子化して液体に分散させたものであり、ＭｎないしＭｎ合金（以下、単にＭｎとする）を機能性材料とするＭｎ分散液、ＡｇないしＡｇ合金（以下、単にＡｇとする）を機能性材料とするＡｇ分散液、ＮｉないしＮｉ合金（以下、単にＮｉとする）を機能性材料とするＮｉ分散液が用意される。これらの機能性材料は、微粒子化した上、分散性を向上させるためさらにその表面に有機物（クエン酸など）をコーティングして用いることもできる。
【００３８】
機能液を構成する分散媒は、上述の微粒子を分散できるもので、凝集を起こさないものであれば特に限定されない。具体的には、水の他に、メタノール、エタノールなどのアルコール類、ｎ−ヘプタン、トルエンなどの炭化水素系化合物、またエチレングリコールジメチルエーテルなどのエーテル系化合物、更にプロピレンカーボネート、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの極性化合物を挙げることができる。これらは、単独でも、あるいは２種以上の混合物としても使用することができる。
【００３９】
また、液滴吐出装置２００（図４参照）における吐出特性や目詰まり性、分散の安定性、吐出後における基板上での動的物性や乾燥速度などに鑑みて、機能液は、分散媒の蒸気圧、分散質濃度、表面張力、粘度、比重などについて適切な調整がされている。このため、機能液には、界面活性剤や保湿剤、粘度調整剤などを添加することができる。また、成膜後の定着性を良くするために、バインダーを添加することもできる。
【００４０】
次に、図６（ａ）に示すように、ガラス製の素子基板２上に、ゲート配線３（ゲート電極５）の形成領域（図２も参照）を区画するように、下層バンク９をパターン形成する（図５の工程Ｓ１）。具体的には、例えば、材料となる高分子樹脂等を含んだ溶液を、スピンコート法等で塗布して一様な厚みの膜を形成し、フォトリソグラフィ法によりパターンエッチングを施す。
【００４１】
次に、素子基板２の下層バンク９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５の工程Ｓ２）。この親液処理によって素子基板２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も向上する。
【００４２】
次に、素子基板２の下層バンク９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５の工程Ｓ３）。この処理により、有機材料からなる下層バンク９の表面にはフッ素基が導入されて、撥液性を有するようになる。このとき、無機材料からなる素子基板２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、下層バンク９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（例えばフッ素基を有する樹脂材料）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。
【００４３】
次に、液滴吐出法により、下層バンク９によって形成されている区画化領域３４内にＭｎ分散液（第１の機能液に対応する）を配置する。（図５の下層吐出工程Ｓ４）このとき、Ｍｎ分散液の一部が区画化領域３４から外れて吐出された場合であっても、上述した下層バンク９の撥液処理によって、Ｍｎ分散液は好適に区画化領域３４内に配置される。
【００４４】
次に、素子基板２ごと真空乾燥機に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させてＭｎ分散液を固形化する（図５の下層固形化工程Ｓ５）。これにより、図６（ｂ）に示すように、ゲート下地層１０ａ（固体層に相当する）が形成される。尚、この下層固形化工程Ｓ５においては、分散媒の全てが完全に抜けきれてなくともよく、ゲート下地層１０ａが実質的に非流動状態となっていれば十分である。
【００４５】
次に、区画化領域３４内におけるゲート下地層１０ａに対して、液滴吐出法により再液化液を吐出する（図５の液状層形成工程Ｓ６）。ここで、再液化液は、Ｍｎ分散液の液体成分（分散媒や添加剤等）からなる液体であって、これにより、ゲート下地層１０ａ中のＭｎ微粒子が再分散し、ゲート下地層１０ａの表面部分を再液化することができるものである。かくして、図６（ｃ）に示すように、ゲート下地層１０ａ上にＭｎを含む液状層３５が形成される。尚、液状層３５は、ゲート下地層１０ａの表面全体に渡って形成しなければならないということはなく、ゲート下地層１０ａの表面の一部分に形成されるようになっていてもよい。
【００４６】
次に、図６（ｄ）に示すように、区画化領域３４内に液滴吐出法によりＡｇ分散液３２を配置する（図５の工程Ｓ７）。このとき、Ａｇ分散液３２の配置領域は、下層バンク９によってゲート下地層１０ａのパターンと同一となるように規定されるため、Ａｇ分散液３２は、ゲート下地層１０ａおよび液状層３５の上に確実に積層されることになる。また、液状層３５は、ゲート下地層１０ａから再分散されたＭｎとＡｇ分散液３２中のＡｇとが混合、拡散された状態となる。尚、ゲート下地層１０ａとの関係では、この工程Ｓ７は上層吐出工程に対応し、Ａｇ分散液３２は第２の機能液に対応する。また、この後ゲート導電層１０ｂの上に形成するゲート被覆層１０ｃ（図７（ｇ）参照）との関係では、この工程Ｓ７は下層吐出工程に対応し、Ａｇ分散液３２は第１の機能液に対応する。
【００４７】
次に、素子基板２ごと真空乾燥機に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させ、液状層３５およびＡｇ分散液３２を固形化する（図５の工程Ｓ８）。これにより、図７（ｅ）に示すように、Ａｇ分散液３２はゲート導電層１０ｂとなり、液状層３５はゲート下地層１０ａとゲート導電層１０ｂとの界面を形成する。かくして、両層１０ａ，１０ｂは、ＭｎとＡｇとが適度に混合、拡散された状態の界面を有しており、好適な密着性、接触性を示す。尚、この工程Ｓ８においては、分散媒の全てが完全に抜けきれてなくともよく、両層１０ａ，１０ｂが実質的に非流動状態となっていれば十分である。この工程Ｓ８は、ゲート下地層１０ａとの関係では上層固形化工程に対応する。また、この後ゲート導電層１０ｂの上に形成するゲート被覆層１０ｃ（図７（ｇ）参照）との関係では、この工程Ｓ８は下層吐出工程に対応し、ゲート導電層１０ｂは固体層に対応する。
【００４８】
次に、図７（ｆ）に示すように、区画化領域３４内のゲート導電層１０ｂに対して、液滴吐出法により再液化液を吐出してＡｇを含む液状層３６を形成する（図５の液状層形成工程Ｓ９）。そしてさらに液滴吐出法により、区画化領域３４内にＮｉ分散液３３（第２の機能液に対応する）を配置する（図５の上層吐出工程Ｓ１０）。このとき液状層３６では、ゲート導電層１０ｂから再分散されたＡｇとＮｉ分散液３３中のＮｉとが混合、拡散された状態となる。
【００４９】
次に、素子基板２ごと電熱炉等に入れて、焼成を行う（図５の上層固形化工程Ｓ１１）。これにより、図７（ｇ）に示すように、Ｎｉ分散液３３はゲート被覆層１０ｃとなり、液状層３６はゲート導電層１０ｂとゲート被覆層１０ｃとの界面を形成する。かくして、両層１０ｂ，１０ｃは、ＡｇとＮｉが適度に混合、拡散された状態の界面を有しており、好適な密着性、接触性を示す。
【００５０】
かくして、多層化膜としてのゲート配線３（ゲート電極５）は、層間の密着性に優れているため、剥離耐性に優れ、高い信頼性を有する。また、層間における実質的な接触面積が大きくなって界面抵抗も小さくなるので、電気信号を効率的に駆動素子１（図３参照）に供給することができ、消費電力が小さいという特長も有している。
【００５１】
（発光素子の形成方法）
次に、図８のフローチャートに沿って、図９を参照して発光素子の形成方法について説明する。図８は、発光素子の形成工程を示すフローチャートである。図９（ａ）〜（ｄ）は、発光素子の形成工程の一過程を示す断面図である。尚、図９（ａ）〜（ｄ）において、駆動回路部の図示は省略している。
【００５２】
まず、発光素子の形成に先立って、液滴吐出装置２００（図４参照）で吐出させるための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）を機能性材料として含んだ溶液（ＰＥＤＯＴ液）が正孔輸送層５２用として用意され、有機ＥＬ材料を機能性材料として含んだ溶液（有機ＥＬ液）が発光層５１用として用意される。尚、電気光学装置１００（図１参照）がカラー表示タイプの場合には、三原色に対応した組成の有機ＥＬ液がそれぞれ用意される。
【００５３】
次に、図９（ａ）に示すように、セグメント電極８が形成されている素子基板２に対して、各セグメント電極８に対応する階調要素領域５８を区画するように遮光膜５５を形成する（図８の工程Ｓ２１）。具体的には、例えば、クロム等の金属などを用いて、ＣＶＤ法とフォトリソグラフィ法により形成する。
【００５４】
次に、遮光膜５５の上にバンク５４を形成し（図８の工程Ｓ２２）、親液処理（図８の工程Ｓ２３）、撥液処理（図８の工程Ｓ２４）を施す。これらの工程は、先に説明したゲート配線の形成工程と同様の方法で行われる。
【００５５】
次に、液滴吐出法を用いて、階調要素領域５８内にＰＥＤＯＴ液を配置し（図８の下層吐出工程Ｓ２５）、素子基板２ごと真空乾燥機に入れて、あるいは放置するなどして乾燥させる（図８の下層固形化工程Ｓ２６）。かくして、図９（ｂ）に示すように、ＰＥＤＯＴを含んでなる固体層６３が形成される。尚、固体層６３は、図１の正孔輸送層５２と構造的には同じものである。
【００５６】
次に、図９（ｃ）に示すように、液滴吐出法を用いて、階調要素領域５８内の下地層６３上に重ねてＰＥＤＯＴ液６１を配置する（図８の液状層形成工程Ｓ２７）。下地層６３上に重ねて配置されたＰＥＤＯＴ液６１は、本発明の液状層に対応する。
【００５７】
次に、液滴吐出法を用いて、階調要素領域５８内のＰＥＤＯＴ液６１に重ねて有機ＥＬ液６２を配置する（図８の上層吐出工程Ｓ２８）。このとき、ＰＥＤＯＴ液６１と有機ＥＬ液６２とは、界面付近において互いに混合、拡散するが、固体層６３とＰＥＤＯＴ液６１との界面を越えて有機ＥＬ材料が拡散することはない。すなわち、固体層６３は、隣接する機能性材料間の混合、拡散が際限なく進行してしまうのを防ぐために、あらかじめ一方の機能性材料（この場合はＰＥＤＯＴ）について固体領域を設けたものである。
【００５８】
次に、素子基板２ごと真空乾燥装置等に入れて乾燥させ、ＰＥＤＯＴ液６１および有機ＥＬ液６２を固形化する（図８の上層固形化工程Ｓ２９）。これにより、図９（ｄ）に示すように、有機ＥＬ液６２は有機ＥＬ層５１となり、ＰＥＤＯＴ液６１は固体層６３と共に正孔輸送層５２となって、発光膜５０が形成される。このとき、有機ＥＬ層５１と正孔輸送層５２とは、有機ＥＬ材料とＰＥＤＯＴとが適度に混合、拡散された状態の界面を有しており、好適な密着性、接触性を示す。
【００５９】
最後に、発光膜５０の上側に、ＣＶＤ法等で共通電極５３（図１参照）を形成し（図８の工程Ｓ３０）、発光素子５６が完成する。尚、共通電極５３は、上述したゲート配線３（図７参照）と同様の手法で、液滴吐出法を用いて形成することも可能である。
【００６０】
かくして、多層化膜としての発光膜５０を備えた発光素子５６（図１参照）は、有機ＥＬ層５１と正孔輸送層５２層との実質的な接触面積が大きいため、有機ＥＬ層５１への正孔の注入が効率的に行われ、優れた発光特性を発揮することができる。また、この発光膜５０を備えた電気光学装置１００（図１参照）は、高輝度な画像を表示することができる。
【００６１】
（電子機器）
次に、図１０を参照して、電子機器の具体例を説明する。図１０は、電子機器の一例を示す概略斜視図である。
【００６２】
図１０に示す電子機器としての携帯型情報処理装置７００は、キーボード７０１と、本体部７０３と、表示部７０２と、を備えている。このような携帯型情報処理装置７００のより具体的な例は、ワープロ、パソコンである。この携帯型情報処理装置７００は、ゲート配線３と同様の方法で形成された導電配線を有する制御回路基板を備え、また、表示部７０２として上述の電気光学装置１００を備えているため、省電力性や信頼性、表示特性などに優れている。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、図１１を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。図１１は、燃料電池の概略構成を示す斜視図である。
【００６４】
図１１に示す燃料電池１２０は、水素ガスと酸素ガスとを供給し、両ガスの反応により電力を発生させるものである。燃料電池１２０は、ガス通路１２１ａ，１２２ａが形成された一対の基板１２１，１２２の間に、電極層１２８，１２９、ガス拡散層１２３，１２４、触媒層１２５，１２６、イオン交換層１２７が積層されてなる多層化膜１３０が挟持された構成となっている。電極層１２８，１２９には銅などの導電材料が、ガス拡散層１２３，１２４には多孔質カーボンなどが、触媒層１２５，１２６には白金などが、イオン交換層１２７にはイオン透過性を有する電解質、例えば、Ｎａｆｉｏｎ（デュポン社の登録商標）などが用いられており、これらは液滴吐出法により形成することが可能である。
【００６５】
燃料電池１２０は、ガス通路１２１ａに供給された水素ガスが酸化（イオン化）され、イオン交換層１２７を経て、ガス通路１２２ａに供給された酸素ガスによって還元されることで電力を発生させる。この酸化還元反応は、ガス拡散層１２３，１２４、触媒層１２５，１２６、イオン交換層１２７の各層間における電気的且つ物理的なパスによって行われるため、各層間における実質的な接触面積が大きいほど、その効率は高くなる。
【００６６】
そこで、本実施形態の燃料電池においては、ガス拡散層１２３，１２４、触媒層１２５，１２６、イオン交換層１２７の形成について、上述したゲート配線３（図７参照）や発光膜５０（図９参照）の形成と同様の手法を用いることで各層間の接触性を高めており、これにより高い発電効率を実現している。
【００６７】
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として、駆動回路部１０１の構成はそのままで、液晶表示装置やプラズマディスプレイ装置、電子放出式表示装置を構成することもできる。
また、本発明に係る多層化膜の形成方法は、上述した駆動回路、発光素子、燃料電池以外の構成において含まれる多層化膜についても適用することができる。
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】
【００６８】
【図１】本発明に係る電気光学装置の一例を示す要部断面図。
【図２】電気光学装置の駆動回路部を示す平面図。
【図３】駆動素子およびその周辺構造を示す図２のＡ−Ａ断面図。
【図４】液滴吐出装置の構成の一例を示す模式図。
【図５】ゲート配線の形成工程を示すフローチャート。
【図６】（ａ）〜（ｄ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図。
【図７】（ｅ）〜（ｇ）は、ゲート配線の形成工程の一過程を示す図２のＢ−Ｂ断面図。
【図８】発光素子の形成工程を示すフローチャート。
【図９】（ａ）〜（ｄ）は、発光素子の形成工程の一過程を示す断面図。
【図１０】電子機器の一例を示す概略斜視図。
【図１１】燃料電池の概略構成を示す斜視図。
【符号の説明】
【００６９】
１…駆動素子、２…素子基板、３…多層化膜としてのゲート配線、４…多層化膜としてのソース配線、５…多層化膜としてのゲート電極、６…多層化膜としてのソース電極、７…多層化膜としてのドレイン電極、８…セグメント電極、９…バンクとしての下層バンク、１０ａ…第１の機能性材料の層（固体層）としてのゲート下地層、１０ｂ…第１（固体層）または第２の機能性材料の層としてのゲート導電層、１０ｃ…第２の機能性材料の層としてのゲート被覆層、１８ａ…下層ソース層、１８ｂ…ソース導電層、１８ｃ…上層ソース層、１９ａ…下層ドレイン層、１９ｂ…ドレイン導電層、１９ｃ…上層ドレイン層、３２…第１または第２の機能液としてのＡｇ分散液、３３…第２の機能液としてのＮｉ分散液、３５…液状層、３６…液状層、５０…多層化膜としての発光膜、５１…第２の機能性材料の層としての有機ＥＬ層、５２…第１の機能性材料の層としての正孔輸送層、５３…共通電極、５４…バンク、５５…遮光膜、５６…発光素子、６１…第１の機能液および液状層としてのＰＥＤＯＴ液、６２…第２の機能液としての有機ＥＬ液、６３…固体層、１００…電気光学装置、１０１…駆動回路部、１０２…発光素子部、１２０…燃料電池、１２１，１２２…基板、１２３，１２４…ガス拡散層、１２５，１２６…触媒層、１２７…イオン交換層、１２８，１２９…電極層、１３０…多層化膜、２００…液滴吐出装置、７００…電子機器としての携帯型情報処理装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種以上の機能性材料が積層されてなる多層化膜を基板上に形成する多層化膜の形成方法であって、
液滴吐出法を用いて第１の前記機能性材料を含む第１の機能液を前記基板上に配置する下層吐出工程と、
前記基板上における前記第１の機能液を固形化して、前記第１の機能性材料を含む固体層を形成する下層固形化工程と、
前記固体層上に、前記第１の機能性材料を含む液状層を形成する液状層形成工程と、
前記固体層および前記液状層に重ねて、液滴吐出法を用いて第２の前記機能性材料を含む第２の機能液を配置する上層吐出工程と、
前記液状層および前記第２の機能液を固形化する上層固形化工程と、を有することを特徴とする多層化膜の形成方法。
【請求項２】
前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記固体層を再液化させるための再液化液を当該固体層上に吐出する工程であることを特徴とする請求項１に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項３】
前記再液化液は、前記第１の機能液の液体成分からなることを特徴とする請求項２に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項４】
前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記第１の機能液を前記固体層上に吐出する工程であることを特徴とする請求項１に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項５】
前記下層吐出工程前に、前記基板上に当該下層吐出工程における所定の領域を区画するようにバンクが形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項６】
前記第１および第２の機能性材料が、互いに相補的に作用して所定の機能を発揮する関係にあることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項７】
基板上に形成された第１の機能性材料を含む固体層上に前記第１の機能性材料を含む液状層が形成され、当該液状層に重ねて液滴吐出法により第２の機能性材料を含む機能液が配置され、当該機能液および前記液状層が固形化されて形成された多層化膜。
【請求項８】
請求項７に記載の多層化膜を備える電気光学装置。
【請求項９】
請求項７に記載の多層化膜ないし、請求項８に記載の電気光学装置を備える電子機器。
【請求項１】
少なくとも２種以上の機能性材料が積層されてなる多層化膜を基板上に形成する多層化膜の形成方法であって、
液滴吐出法を用いて第１の前記機能性材料を含む第１の機能液を前記基板上に配置する下層吐出工程と、
前記基板上における前記第１の機能液を固形化して、前記第１の機能性材料を含む固体層を形成する下層固形化工程と、
前記固体層上に、前記第１の機能性材料を含む液状層を形成する液状層形成工程と、
前記固体層および前記液状層に重ねて、液滴吐出法を用いて第２の前記機能性材料を含む第２の機能液を配置する上層吐出工程と、
前記液状層および前記第２の機能液を固形化する上層固形化工程と、を有することを特徴とする多層化膜の形成方法。
【請求項２】
前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記固体層を再液化させるための再液化液を当該固体層上に吐出する工程であることを特徴とする請求項１に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項３】
前記再液化液は、前記第１の機能液の液体成分からなることを特徴とする請求項２に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項４】
前記液状層形成工程は、液滴吐出法を用いて、前記第１の機能液を前記固体層上に吐出する工程であることを特徴とする請求項１に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項５】
前記下層吐出工程前に、前記基板上に当該下層吐出工程における所定の領域を区画するようにバンクが形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項６】
前記第１および第２の機能性材料が、互いに相補的に作用して所定の機能を発揮する関係にあることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか一項に記載の多層化膜の形成方法。
【請求項７】
基板上に形成された第１の機能性材料を含む固体層上に前記第１の機能性材料を含む液状層が形成され、当該液状層に重ねて液滴吐出法により第２の機能性材料を含む機能液が配置され、当該機能液および前記液状層が固形化されて形成された多層化膜。
【請求項８】
請求項７に記載の多層化膜を備える電気光学装置。
【請求項９】
請求項７に記載の多層化膜ないし、請求項８に記載の電気光学装置を備える電子機器。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２００６−３１８８３５（Ｐ２００６−３１８８３５Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４２１９４（Ｐ２００５−１４２１９４）
【出願日】平成１７年５月１６日（２００５．５．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２４日（２００６．１１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年５月１６日（２００５．５．１６）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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