有機半導体装置の製造方法及び有機半導体装置用基板
【課題】 実際のデバイスとなる有機半導体装置を無駄にすることなく膜厚を測定でき、また、電流を流さなくても有機膜の不良を検出できる有機半導体装置の製造方法、及び有機半導体装置用基板を提供する。
【解決手段】 基板２０上に有機膜６０，７０を備える有機半導体装置の製造方法であって、基板２０上における、所定の領域と、当該所定の領域を除く部分に設定されたダミー領域３とに、有機膜６０，７０を製膜する製膜工程と、ダミー領域３に製膜された有機膜６０，７０の吸光度を測定する測定工程と、を含み、測定工程によって測定された吸光度に基づいて有機膜６０，７０の膜厚を求めること、を特徴とする。
【解決手段】 基板２０上に有機膜６０，７０を備える有機半導体装置の製造方法であって、基板２０上における、所定の領域と、当該所定の領域を除く部分に設定されたダミー領域３とに、有機膜６０，７０を製膜する製膜工程と、ダミー領域３に製膜された有機膜６０，７０の吸光度を測定する測定工程と、を含み、測定工程によって測定された吸光度に基づいて有機膜６０，７０の膜厚を求めること、を特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体装置の製造方法及び有機半導体装置用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と称する。）、有機トランジスタ、太陽電池等に代表される有機半導体装置が提案されている。
このような有機半導体装置においては、湿式製膜法（塗布法）によって有機膜が製膜可能であるために、真空装置を利用する必要がなく、製造設備を比較的簡素にすることができ、有機半導体装置の製造コストを低減できるという利点を有している。
【０００３】
有機半導体装置の性能は、有機膜の膜厚によって左右される。例えば有機ＥＬ装置であれば、発光層等の有機膜の膜厚によって発光特性や発光寿命が左右され、有機トランジスタであれば、有機半導体層の膜厚によってスイッチング特性が左右される。従って、有機半導体装置が所望の性能や機能を実現するためには、有機膜を所定の膜厚で管理する必要がある。有機膜の膜厚測定方法としては、接触式の段差計や、干渉を利用したエリプソメーター等を利用した膜厚測定方法が一般的に知られている。
しかしながら、段差計による方法においては、有機膜を剥離してその段差をモニターしなければならないという欠点、エリプソメーターによる方法においては、測定時間が多くかかってしまうという欠点が、各々指摘されている。更に、有機膜の膜厚を測定するためには、当該有機膜が製膜された実パネルを犠牲にして測定を行う必要があった。
そこで、最近では、有機膜に紫外光を照射して蛍光強度を検出し、スペクトル強度を求めることで、有機膜の膜厚を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、非接触で有機膜の膜厚を測定することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２７９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、有機半導体装置における有機膜は、紫外線等の照射光が照射されると劣化し易いという特性を有しているため、特許文献１による膜厚測定方法では、膜厚測定に伴って有機膜を劣化させてしまうという問題がある。
更に、特許文献１においては、有機膜の膜厚を測定するものの、当該有機膜が正常に機能するか否かを検出することができないという問題がある。
また、有機膜の不良検出方法は、有機半導体装置のデバイスを実際に作製した後に有機膜に電流を流して不良を検出しているため、有機膜に電流を流さなければ不良を発見することができないという問題がある。即ち、有機膜の製膜工程後に直ぐに有機膜の不良を発見することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、実際のデバイスとなる有機半導体装置を無駄にすることなく膜厚を測定でき、また、電流を流さなくても有機膜の不良を検出できる有機半導体装置の製造方法、及び有機半導体装置用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために、以下の手段を有する本発明を想到した。
即ち、本発明の有機半導体装置の製造方法は、基板上に有機膜を備える有機半導体装置の製造方法であって、前記基板上における、所定の領域と、当該所定の領域を除く部分に設定されたダミー領域とに、前記有機膜を製膜する製膜工程と、前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の吸光度を測定する測定工程と、を含み、前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記有機膜の膜厚を求めること、を特徴としている。
【０００７】
ここで、有機半導体装置とは、有機膜を能動層として備え、例えば、有機ＥＬ装置、有機トランジスタ、及び有機太陽電池を含む、有機電子デバイスである。
また、有機膜の膜厚は、予め実験によって得られた有機膜の吸光度と膜厚の相関図やテーブルに基づいて、吸光度から膜厚を求めることが好ましい。
このようにすれば、ダミー領域における有機膜を利用して、その膜厚を測定しているので、実際の有機半導体装置の一構成要素となる有機膜の膜厚を直接測定する必要がない。また、有機膜が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、当該有機膜はダミー領域に形成されたものであるため、所定の領域における有機膜に影響を与えることがない。従って、ダミー領域における有機膜を利用して、所定の領域に形成されている有機膜の膜厚を測定することができる。これにより、量産的に製造される半導体装置用基板の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【０００８】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記製膜工程は、前記ダミー領域において、前記基板上に第１有機膜を形成する工程と、前記第１有機膜上の少なくとも一部に第２有機膜を形成する工程と、を含むこと、を特徴としている。
このようにすれば、第１有機膜及び第２有機膜からなる有機膜をダミー領域に形成することができる。
【０００９】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記製膜工程は、前記ダミー領域に、前記第１有機膜の単層部と、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部とを形成し、前記製膜工程の後に、前記測定工程は、前記単層部の吸光度と、前記積層部との吸光度を測定し、前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、を特徴としている。
【００１０】
ここで、液滴吐出法によって第２有機膜を形成することが好ましい。このようにすれば、第２有機膜を所定の部分のみに吐出させて形成することができる。
このようにすれば、第２有機膜の単層の吸光度を測定しなくても、積層部の吸光度から単層部の吸光度を差し引くことで、第２有機膜の吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から第２有機膜の膜厚を求めることができる。
【００１１】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記製膜工程に先立って、前記単層部と前記積層部とを隔離する隔壁を形成する工程を含むこと、を特徴としている。
このようにすれば、隔壁で囲まれた領域に有機膜を形成することができる。
【００１２】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記測定工程は、前記ダミー領域において前記第１有機膜を形成した後に、当該第１有機膜の吸光度を測定する第１測定工程と、前記第１有機膜の全てに前記第２有機膜を積層形成した後に、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部の吸光度を測定する第２測定工程と、を含み、前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、を特徴としている。
【００１３】
ここで、スピンコート法によって第２有機膜を形成することが好ましい。このようにすれば、第２有機膜を全面に塗布形成することができる。
このようにすれば、第２有機膜の単層の吸光度を測定しなくても、積層部の吸光度から単層部の吸光度を差し引くことで、第２有機膜の吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から第２有機膜の膜厚を求めることができる。
【００１４】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記測定工程は、前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の蛍光強度を測定すること、を特徴としている。
このようにすれば、有機膜に電流を流すことなく、当該有機膜の蛍光度を測定して有機膜の不良を検出することができる。
【００１５】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記測定工程は、顕微機能を有する吸光度測定手段によって行うこと、を特徴としている。
このようにすれば、微細な領域に形成された有機膜の吸光度を測定することができる。
【００１６】
また、本発明の有機半導体装置用基板は、基板上に有機膜を備える有機半導体装置用基板であって、前記基板上において、前記有機膜は、有機半導体装置が形成される領域と、当該領域を除く部分に形成されたダミー領域とに形成されていること、を特徴としている。
このような有機半導体装置用基板を用いることにより、上記の製造方法を好適に行うことができる。
従って、ダミー領域における有機膜を利用して、その膜厚を測定することで、実際の有機半導体装置の一構成要素となる有機膜の膜厚を直接測定する必要がない。また、有機膜が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、当該有機膜はダミー領域に形成されたものであるため、有機半導体装置が形成される領域における有機膜に影響を与えることがない。従って、ダミー領域における有機膜を利用して、有機半導体装置が形成される領域に形成されている有機膜の膜厚を測定することができる。これにより、量産的に製造される半導体装置用基板の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【００１７】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域が備える画素と同形状であること、を特徴としている。
このようにすれば、湿式製膜法や液滴吐出法を用いて、有機半導体装置が形成される領域や、ダミー領域に有機膜を形成すると、有機半導体装置が形成される領域及びダミー領域において、有機膜の膜厚が同じになる。
従って、上記の製造方法により、ダミー領域における有機膜の膜厚を測定すると、その測定結果は、有機半導体装置が形成される領域における有機膜の膜厚として測定できる。
【００１８】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域における膜厚測定対象の画素の周辺に配置されていること、を特徴としている。
このようにすれば、基板上において、膜厚測定対象の画素とダミー領域とが隣接して配置されるので、ダミー領域における有機膜の膜厚を測定すると、その測定結果は、膜厚測定対象の画素における有機膜の膜厚として測定できる。
【００１９】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記基板上には、配線が形成されており、 前記ダミー領域は、前記配線の非形成領域に配置されていること、を特徴としている。
ここで、配線とは、有機膜に電流を供給する配線や、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を駆動させる信号線、或いは、スイッチング素子の駆動状態を保持する容量配線等を意味する。
そして、本発明においては、ダミー領域が配線の非形成領域に配置されているので、配線とダミー領域とが重なることを防止できる。
【００２０】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記ダミー領域は、前記基板上において、所定の間隔で複数形成されていること、を特徴としている。
このようにすれば、ダミー領域における有機膜の膜厚を測定することで、基板上において所定間隔で測定された膜厚分布を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の有機半導体装置の製造方法、及び有機半導体装置用基板の実施形態について図を参照して説明する。
まず、有機半導体装置用基板に係る有機ＥＬ装置用基板について説明する。
図１は、有機ＥＬ装置用基板を示す平面図である。
図１に示すように、有機ＥＬ装置用基板１は、マザー基板（基板）２０上に複数のチップ領域（所定の領域）２と、複数のＴＥＧ（Test Element Group、ダミー領域）３とを有して構成されている。
【００２２】
ここで、マザー基板２０とは、複数のチップ領域２を採取するための大型基板であり、ガラス等の光透過性基板からなる。
また、チップ領域２とは、マザー基板２０上に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子や、発光機能層（有機膜）等が形成された領域であり、当該チップ領域２の境界近傍をカッター等によってチッピング（分割）することで、各チップ領域２が有機ＥＬパネル（有機ＥＬ装置、有機半導体装置）となるものである。本実施形態では、１枚のマザー基板２０から４列４行の１６個の有機ＥＬパネルを採取することが可能となっている。
【００２３】
また、ＴＥＧ３とは、マザー基板２０上のチップ領域２を除く部分に形成された領域であり、本実施形態では合計１７箇所に形成されている。このようなＴＥＧ３は、マザー基板２０上に形成される発光機能層１１０の膜厚を測定し、その分布を得るための領域であることから、マザー基板２０の中央部や周辺部に一様な間隔で複数形成されている。
次に、チップ領域２及びＴＥＧ３の構成について詳述する。
【００２４】
（チップ領域）
図２は、各チップ領域２の断面拡大図である。
図２に示すように、チップ領域２は、複数の画素を備えて構成されている。ここで、画素とは、マザー基板２０上に形成された画素電極２３と、当該画素電極２３上に形成された発光機能層１１０と、当該発光機能層１１０上に形成された陰極５０とによって構成されている。また、チップ領域２においては、隣接する画素電極２３の間、換言すれば隣接する発光機能層１１０の間に、隔壁２２を備えている。これによって、複数の画素の各々が隔壁２２によって隔離された構成となる。
なお、画素電極２３には、不図示のＴＦＴが接続されており、当該ＴＦＴのスイッチング動作によって画素電極２３と陰極５０との間に電流が流して、発光機能層１１０において発光が生じるようになっている。
【００２５】
画素電極２３は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜である。これによって、発光光を基板２０の側に取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬパネルが実現可能となる。また、画素電極２３としては、透明導電膜の代わりに、Ａｌ等の光反射性金属の単層構造、或いは当該光反射性金属と透明導電膜との積層構造を採用してもよい。この場合、トップエミッション型の有機ＥＬパネルが実現可能となる。
【００２６】
発光機能層１１０は、画素電極２３上に形成された正孔注入層（第１有機膜）７０と、当該正孔注入層７０上に形成された有機ＥＬ層（第２有機膜）６０とが積層されて構成されている。
ここで、有機ＥＬ層６０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色で発光する有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって構成されている。このような各色の有機ＥＬ層６０が画素電極２３毎に設けられていることで、一つのピクセルが赤色画素，緑色画素，及び青色画素によって構成され、フルカラー表示を行う有機ＥＬパネルが実現可能となる。
【００２７】
正孔注入層７０の形成材料としては、高分子材料では特に３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、即ち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。低分子材料では、銅フタロシアニン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＴＰＤ、α―ＮＰＤなど、通常の正孔注入材料を蒸着法にて用いることができる。
【００２８】
有機ＥＬ層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。具体的には、高分子材料としては（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、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、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。低分子材料としては、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉなどのホスト材料、これにナイルレッド、ＤＣＭ、ルブレン、ぺリレン、ローダミンなどをドープして、またはホスト単独で、蒸着法にて用いることができる。
また、赤色の有機ＥＬ層６０の形成材料としては例えばＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）を、緑色の有機ＥＬ層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンとＦ８ＢＴ（ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体）の混合溶液を、青色の有機ＥＬ層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを用いる場合がある。また、このような有機ＥＬ層６０については、特にその厚さについては制限がなく、色毎に好ましい膜厚が調整されている。
【００２９】
陰極５０は、有機ＥＬ層６０の総面積より広い面積を備え、それを覆うように形成されたもので、有機ＥＬ層６０上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極と、該第１陰極上に設けられて該第１陰極を保護する第２陰極とからなるものである。第１陰極を形成する低仕事関数の金属としては、特に仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属であるのが好ましく、具体的にはＣａ（仕事関数；２．６ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数；２．１ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数；２．５ｅＶ）が好適に用いられる。第２陰極は、第１陰極を覆って酸素や水分などからこれを保護するとともに、陰極５０全体の導電性を高めるために設けられたものである。かつ本発明がトップエミッション構造前提であるため透明であることが必要である。従ってこの第２陰極の形成材料としては、導電性が高く、化学的に安定でしかも透明で、製膜温度が比較的低いものに限定される。例えばＩＴＯが好適に用いられる。出光他から提供されるＩＺＯもよろしい。他にタングステンインジウム酸化物や、インジウムガリウム酸化物でも好適なものがある。
【００３０】
隔壁２２は、発光機能層１１０を湿式製膜法で形成する際に、画素電極毎に発光機能層１１０を隔てる部材である。このような隔壁２２は、無機材料からなる無機隔壁と、有機材料からなる有機隔壁とから構成されている。無機隔壁は、酸化シリコン膜からなり、画素電極２３の側方に接触して設けられ、表面状態が親液性であるため、湿式成膜法によって形成される発光機能層１１０の液体材料を濡れ広がせるものである。有機隔壁は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機物や、非感光性樹脂或いは感光性樹脂が採用される。また、有機隔壁の表面は、プラズマ処理によって撥液性が付与されている。このような隔壁２２は、塗布形成される発光機能層１１０を、画素電極２３上に受容するようになっている。
【００３１】
（ＴＥＧ）
図３は、各ＴＥＧ３の断面拡大図である。
図３に示すように、ＴＥＧ３は、チップ領域２の構成と比較すると、画素電極２３や陰極５０が形成されておらず、隔壁２２、正孔注入層７０、及び有機ＥＬ層６０がマザー基板２０上に形成された構成となっている。このような隔壁２２、正孔注入層７０、及び有機ＥＬ層６０は、チップ領域２を形成する工程と同一に形成されたものである。
また、ＴＥＧ３は、隔壁２２によって囲まれた開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを有している。ここで、開口部２４ａには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｒとからなる積層部２５ａが形成されている。また、開口部２４ｂには、正孔注入層７０のみからなる単層部２６が形成されている。また、開口部２４ｃには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｂとからなる積層部２５ｂが形成されている。
本実施形態のＴＥＧ３は、３つの開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃに積層部２５ａ，２５ｂ及び単層部２６が形成されたものであるが、開口部を一つ増やして正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｇの積層部を形成した構成であってもよい。或いは、２つの開口部に積層部と単層部を各々形成した構成であってもよい。
【００３２】
また、ＴＥＧ３において、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの各々は、チップ領域２における画素と同じ平面形状となっている。これによって、チップ領域２及びＴＥＧ３に対して、インクジェット法（後述）で同じ吐出量で正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を形成すると、正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚は、チップ領域２の画素及びＴＥＧ３における開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃにおいて同じになる。これにより、後述する製造方法において、ＴＥＧ３の正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定すれば、その測定結果は、チップ領域２の正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚として測定可能となる。
【００３３】
また、ＴＥＧ３は、チップ領域２における膜厚測定対象の画素の周辺において隣接して配置されている。ここで、膜厚測定対象とは、後述する製造方法によって膜厚が測定される正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を意味する。
これにより、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定すると、その測定結果は、膜厚測定対象の画素における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚として測定できる。
【００３４】
また、マザー基板２０上には、有機ＥＬ層６０に電流を供給する電源線や、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を駆動させる信号線、或いは、スイッチング素子の駆動状態を保持する容量配線等が形成されており、ＴＥＧ３は、これら配線の非形成領域に配置されている。これにより、配線とＴＥＧ３とが重なることを防止できる。
また、ＴＥＧ３は、基板上において、所定の間隔で複数形成されているので、ＴＥＧ３における有機膜の膜厚を測定することで、基板上において所定間隔で測定された膜厚分布を得ることができる。
【００３５】
（有機半導体装置の製造方法の第１実施形態）
次に、図４〜６を参照して、有機半導体装置の製造方法の第１実施形態について説明する。
図４は、有機半導体装置の製造方法の第１実施形態を示すフローチャート図である。図５は、発光機能層１１０の膜厚測定方法を示しており、図３に相当するＴＥＧ３の拡大断面図である。図６は、発光機能層の吸光度と膜厚の関係を示す図である。
以下の説明では、図４のフローチャート図に沿って有機半導体装置の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、マザー基板２０上に画素電極２３を形成する（ステップＳ１）。この工程においては、図２に示すチップ領域２のみに画素電極２３を形成し、図３に示すＴＥＧ３には画素電極２３を形成しない。
これにより、ＴＥＧ３の単層部２６及び積層部２５ａ，２５ｂの吸光度を測定する際には、単層部２６と積層部２５ａ，２５ｂとの各々を透過させることで、その吸光度を測定することが可能となる。
なお、ＴＥＧ３に画素電極２３を形成し、当該画素電極２３において光を反射させて吸光度を測定することも可能であるが、当該測定方法では画素電極２３の膜厚のばらつきが吸光度の測定値に影響してしまい、実際の膜厚を高精度に検出できない恐れがある。従って、ＴＥＧ３に画素電極２３を形成せずに、当該ＴＥＧ３において透過光を利用して吸光度を測定することで、より高精度な測定結果が得られる。
【００３７】
次に、マザー基板２０上に隔壁２２を形成する（ステップＳ２）。この工程を施すことにより、チップ領域２における画素電極２３，２３の間に隔壁２２が形成される。また、ＴＥＧ３においては、マザー基板２０上に隔壁２２が形成される。ここで、チップ領域２及びＴＥＧ３の各々に形成される隔壁２２のピッチは、同一であり、チップ領域２の画素ピッチ（例えば、８０〜１００μｍ）で形成される。
【００３８】
次に、正孔注入層７０を形成する（ステップＳ３、製膜工程）。この工程を施すことにより、チップ領域２において画素電極２３上に正孔注入層７０が形成される。また、ＴＥＧ３においては、マザー基板２０上の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの各々に正孔注入層７０が形成される。
この工程においては、インクジェット法（液滴吐出法、湿式製膜法）を利用することで、隔壁２２で囲まれた領域内に正孔注入層７０が形成される。更に、インクジェット法で液体材料を吐出した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去することで、固体成分のみを、チップ領域２の画素電極２３上と、ＴＥＧ３のマザー基板２０上に形成する。
【００３９】
次に、有機ＥＬ層６０を形成する（ステップＳ４、製膜工程）。この工程を施すことにより、チップ領域２において正孔注入層７０上に有機ＥＬ層６０（６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ）が形成される。また、ＴＥＧ３においては、開口部２４ａにおける正孔注入層７０上に有機ＥＬ層６０Ｒが形成され、開口部２４ｃにおける正孔注入層７０上に有機ＥＬ層６０Ｂが形成される。また、開口部２４ｂには、有機ＥＬ層６０を形成しない。
このような有機ＥＬ層６０（６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ）は、ステップＳ３と同様にインクジェット法を利用して形成される。更に、インクジェット法で液体材料を吐出した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去し、固体成分のみを正孔注入層７０上に形成する。
この工程を施すことにより、開口部２４ａには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｒとの積層部２５ａが形成される。開口部２４ｂには、正孔注入層７０のみからなる単層部２６が形成される。開口部２４ｃには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｂとの積層部２５ｂが形成される。
【００４０】
次に、単層部２６の吸光度を測定（ステップＳ５、測定工程）し、積層部２５ａ，２５ｂの吸光度を測定する（ステップＳ６、測定工程）。
ここで、図５を参照して、吸光度の測定方法について説明する。吸光度の測定は、分光光度計（吸光度測定手段）１０を用いて行われる。分光光度計１０は、光源１１と、検出部１２と、光量測定部１３とを有して構成されている。光源１１は、紫外光等の光を出射するものであり、光量測定部１３は検出部１２で検出された光量を測定するものである。このような構成により、分光光度計１０は、光源１１と検出部１２との間において、測定対象が吸光する光量を測定することが可能となっている。具体的には、光源１１の発光強度と、検出部１２の受光強度との比率により、吸光度を測定することが可能となる。そして、受光強度が小さい程に測定対象の吸光度は大きく、受光強度が大きい程に測定対象の吸光度は小さくなる。
また、分光光度計１０は、光源１１及び検出部１２と、測定対象とを、約１０μｍの解像度で相対移動させることが可能となっている。従って、光源１１及び検出部１２を開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの各々に合わせることが可能となっている。
【００４１】
本実施形態では、図５に示すように、ＴＥＧ３におけるマザー基板２０の裏面（有機ＥＬ層６０の非形成面）から光源１１の光を入射させて、マザー基板２０の表面（有機ＥＬ層６０の形成面）において検出部１２が光を受光している。
そして、図５（ａ）に示すように、単層部２６を透過する光を測定して、当該単層部２６の吸光度を測定する（ステップＳ５）。これにより、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定される。
また、図５（ｂ）に示すように、積層部２５ａを透過する光を測定して、当該積層部２５ａの吸光度を測定する（ステップＳ６）。これにより、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度Ｍが測定される。
また、図５（ｃ）に示すように、積層部２５ｂを透過する光を測定して、当該積層部２５ｂの吸光度を測定する（ステップＳ６）。これにより、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｂの吸光度Ｎが測定される。
【００４２】
次に、このように測定された吸光度Ｌ，Ｍ，Ｎより、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの吸光度を算出する。即ち、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定されているので、吸光度Ｍと吸光度Ｌとの差の値が有機ＥＬ層６０Ｒのみの吸光度として算出される。また、吸光度Ｎと吸光度Ｌとの差の値が有機ＥＬ層６０Ｂのみの吸光度として算出される。
【００４３】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚を算出する（ステップＳ７）。
ここでは、上記工程によって得られた有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの吸光度に基づいて、当該有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚を求める。
図６（ａ）は、段差式の膜厚測定装置によって予め測定した有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚値と、分光光度計１０によって測定した吸光度の相関を波長毎にプロットした結果である。図６（ｂ）は、波長３８２ｎｍの光に対する吸光度と膜厚との関係を示す図であり、図６（ｃ）は、波長４６４ｎｍの光に対する吸光度と膜厚との関係を示す図である。
図６（ｂ）から明らかなように、有機ＥＬ層６０Ｂの膜厚と、当該有機ＥＬ層６０Ｂの吸光度とは、正比例の関係を有しているので、有機ＥＬ層６０Ｂの吸光度から、当該有機ＥＬ層６０Ｂの膜厚を求めることができる。
また、図６（ｃ）から明らかなように、有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚と、当該有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度とは、正比例の関係を有しているので、有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度から、当該有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を求めることができる。
【００４４】
上述したように、本実施形態においては、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、その膜厚を測定しているので、実際の有機パネルの一構成要素となるチップ領域２における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を直接測定する必要がない。また、正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、これらはＴＥＧ３に形成されたものであるため、チップ領域２における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０に影響を与えることがない。従って、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、チップ領域２に形成されている正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定することができる。また、量産的に製造される有機ＥＬ装置用基板１の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【００４５】
本実施形態においては、ステップＳ５とステップＳ６の連続した吸光度の測定によって、正孔注入層７０の単層部２６の吸光度と、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒの積層部２５の吸光度を測定し、これらの吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒを測定している。
従って、有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの単層の吸光度を測定しなくても、積層部２５ａ，２５ｂの吸光度から単層部２６の吸光度を差し引くことで、有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚を求めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、分光光度計１０によってＴＥＧ３における正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０の吸光度を測定したが、これらの蛍光強度を測定してもよい。このようにすれば、電流を流すことなく、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０の不良判定を行うことができる。
【００４７】
（有機半導体装置の製造方法の第２実施形態）
次に、有機半導体装置の製造方法の第２実施形態について説明する。
図７は、有機半導体装置の製造方法の第２実施形態を示すフローチャート図である。図８は、発光機能層１１０の膜厚測定方法を示しており、ＴＥＧ３の拡大断面図である。図６は、発光機能層の吸光度と膜厚の関係を示す図である。
本実施形態は、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０がスピンコート法によって形成される点が、先の第１実施形態と相違している。
以下の説明では、図７のフローチャート図に沿って有機半導体装置の製造方法について説明する。なお、第１実施形態と同一構成には同一符号を付して、説明を省略している。
【００４８】
まず、チップ領域２のみに画素電極２３を形成する（ステップＳ１１）。
次に、チップ領域２及びＴＥＧ３に隔壁２２を形成する（ステップＳ１２）。
次に、正孔注入層７０を形成する（ステップＳ１３）。ここでは、スピンコート法（湿式製膜法）を利用して、マザー基板２０上の全面に正孔注入層７０を形成する。
本実施形態では、隔壁２２に撥液性を付与していないため、正孔注入層７０は隔壁２２の表面に対しても形成される。
更に、スピンコート法で液体材料を塗布した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去することで、固体成分のみを、チップ領域２の画素電極２３上と、ＴＥＧのマザー基板２０上に形成する。
【００４９】
次に、正孔注入層７０（単層部２６）の吸光度を測定する（ステップＳ１４、第１測定工程）。
吸光度の測定は、先述の分光光度計１０を用いて行われ、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定される。
なお、本実施形態では、開口部２４ｂの正孔注入層７０の吸光度を測定しているが、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれか一つを測定してもよいし、３つの開口部における各正孔注入層７０の吸光度を測定し、平均値を算出してもよい。
【００５０】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒを形成する（ステップＳ１５）。ここでは、スピンコート法（湿式製膜法）を利用して、マザー基板２０上の全面において正孔注入層７０に有機ＥＬ層６０Ｒを積層形成する。
ここで、隔壁２２の表面に形成された正孔注入層７０に対しても、有機ＥＬ層６０Ｒが積層形成される。
更に、スピンコート法で液体材料を塗布した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去することで、固体成分のみを、チップ領域２の正孔注入層７０上と、ＴＥＧ３の正孔注入層７０上に形成する。
【００５１】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒと正孔注入層７０からなる積層部２５の吸光度を測定する（ステップＳ１６、第２測定工程）。
吸光度の測定は、先述の分光光度計１０を用いて行われ、積層部２５の吸光度Ｍが測定される。
なお、本実施形態では、開口部２４ｂにおける積層部２５の吸光度を測定しているが、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれか一つを測定してもよいし、３つの開口部における各積層部２５の吸光度を測定し、平均値を算出してもよい。
【００５２】
次に、ステップＳ１４，Ｓ１６において測定された吸光度Ｌ，Ｍより、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度を算出する。即ち、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定されているので、吸光度Ｍと吸光度Ｌとの差の値が有機ＥＬ層６０Ｒのみの吸光度として算出される。
【００５３】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を算出する（ステップＳ１７）。
ここでは、上記工程によって得られた有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度に基づいて、その膜厚を求める。膜厚と吸光度の相関は、図６（ｃ）によって明らかになっている。そして、有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚とは、当該有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度とは、正比例の関係を有しているので、有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度から、当該有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を求めることができる。
【００５４】
上述したように、本実施形態においては、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、その膜厚を測定しているので、実際の有機パネルの一構成要素となる正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を直接測定する必要がない。また、正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、これらはＴＥＧ３に形成されたものであるため、チップ領域２における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０に影響を与えることがない。従って、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、チップ領域２に形成されている正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定することができる。また、量産的に製造される有機ＥＬ装置用基板１の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【００５５】
本実施形態においては、ステップＳ１４とステップＳ１６の２回の測定を別々に行うことによって、正孔注入層７０の単層部２６の吸光度と、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒの積層部２５の吸光度を測定し、これらの吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒを測定している。
従って、有機ＥＬ層６０Ｒの単層の吸光度を測定しなくても、積層部２５の吸光度から単層部２６の吸光度を差し引くことで、有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を求めることができる。
【００５６】
なお、以上の実施系形態においては、有機ＥＬパネルの製造方法について説明したが、本発明は、有機トランジスタの製造方法にも適用可能である。
有機トランジスタを構成する有機半導体層の形成材料としては、特にＣ６０やＣ８２、さらには金属を内包した金属内包フラーレン（例えばディスプロシウム（Ｄｙ）を内包したフラーレン（以下、Ｄｙ＠Ｃ８２と記す））等のフラーレン（Fullerene）類が好適に用いられるが、これ以外にも、ペンタセンやオリゴチオフェン等の有機低分子、ポリチオフェン等の有機高分子、フタロシアニン等の金属錯体、及びカーボンナノチューブ類等も用いられる。
また、このような有機半導体層に対し、アンバイポーラ特性を付与する電圧制御層については、その形成材料としては有機半導体層の形成材料に応じて適宜に選択され、使用される。具体的には、有機半導体層がフラーレン（Fullerene）類からなる場合、シラン化合物が好適に用いられる。シラン化合物としては、例えば、Ｒ１（ＣＨ２）ｍＳｉＲ２ｎＸ３−ｎ（ｍは自然数、ｎは１または２）の一般式で表されるシラン化合物が用いられる。このような一般式で表されるシラン化合物において、Ｘをハロゲンまたはアルコキシ基等とすると、ゲート絶縁膜１４として好適に用いられるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物表面に容易に化学吸着し、緻密で強固な超薄膜（単分子膜）を形成する。また、この結果、末端基Ｒ１は電圧制御層の表面に配置され、したがってフラーレン等からなる有機半導体層との化学的親和力も高くなる。また、Ｒ２は、水素、メチル基（−ＣＨ３）等のアルキル基またはその誘導体である。
【００５７】
このような電圧制御層において、特にフラーレン類からなる有機半導体層にアンバイポーラ特性を良好に付与し得るシラン化合物としては、例えば前記式においてＲ１がメチル基（−ＣＨ３）、あるいはトリフルオロメチル基（−ＣＦ３）であるものが好ましい。また、このような電圧制御層は、有機半導体層に対してアンバイポーラ特性を付与するのに加えて、有機薄膜トランジスタの閾値電圧を制御する作用も奏する。具体的には、Ｒ１を適宜に変えることにより、有機半導体層の閾値電圧特性を制御することができる。
【００５８】
また、上記の有機ＥＬパネルの製造方法や有機トランジスタの製造方法だけでなく、有機半導体層を有する太陽電池の製造方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の有機半導体装置用基板の平面図。
【図２】本発明の有機半導体装置用基板におけるチップ領域の断面拡大図。
【図３】本発明の有機半導体装置用基板におけるＴＥＧの断面拡大図。
【図４】本発明の有機半導体装置の製造方法の第１実施形態を示すフローチャート図。
【図５】本発明の有機半導体装置の製造方法の第１実施形態を説明する図。
【図６】吸光度と膜厚の相関関係を示す図。
【図７】本発明の有機半導体装置の製造方法の第２実施形態を示すフローチャート図。
【図８】本発明の有機半導体装置の製造方法の第２実施形態を説明する図。
【符号の説明】
【００６０】
１ 有機ＥＬ装置用基板（有機半導体装置用基板）、 ２ チップ領域（所定の領域）、 ３ ＴＥＧ（ダミー領域）、 ２０ マザー基板（基板）、 １０ 分光光度計（吸光度測定手段）、 ２２ 隔壁、 ２５，２５ａ，２５ｂ 積層部、 ２６ 単層部、 ６０，６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ 有機ＥＬ層（有機膜、第２有機膜）、 ７０ 正孔注入層（有機膜、第１有機膜）、 １１０ 発光機能層（有機膜）。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機半導体装置の製造方法及び有機半導体装置用基板に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機エレクトロルミネッセンス装置（以下、有機ＥＬ装置と称する。）、有機トランジスタ、太陽電池等に代表される有機半導体装置が提案されている。
このような有機半導体装置においては、湿式製膜法（塗布法）によって有機膜が製膜可能であるために、真空装置を利用する必要がなく、製造設備を比較的簡素にすることができ、有機半導体装置の製造コストを低減できるという利点を有している。
【０００３】
有機半導体装置の性能は、有機膜の膜厚によって左右される。例えば有機ＥＬ装置であれば、発光層等の有機膜の膜厚によって発光特性や発光寿命が左右され、有機トランジスタであれば、有機半導体層の膜厚によってスイッチング特性が左右される。従って、有機半導体装置が所望の性能や機能を実現するためには、有機膜を所定の膜厚で管理する必要がある。有機膜の膜厚測定方法としては、接触式の段差計や、干渉を利用したエリプソメーター等を利用した膜厚測定方法が一般的に知られている。
しかしながら、段差計による方法においては、有機膜を剥離してその段差をモニターしなければならないという欠点、エリプソメーターによる方法においては、測定時間が多くかかってしまうという欠点が、各々指摘されている。更に、有機膜の膜厚を測定するためには、当該有機膜が製膜された実パネルを犠牲にして測定を行う必要があった。
そこで、最近では、有機膜に紫外光を照射して蛍光強度を検出し、スペクトル強度を求めることで、有機膜の膜厚を測定する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、非接触で有機膜の膜厚を測定することが可能となる。
【特許文献１】特開２００３−２７９３２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、有機半導体装置における有機膜は、紫外線等の照射光が照射されると劣化し易いという特性を有しているため、特許文献１による膜厚測定方法では、膜厚測定に伴って有機膜を劣化させてしまうという問題がある。
更に、特許文献１においては、有機膜の膜厚を測定するものの、当該有機膜が正常に機能するか否かを検出することができないという問題がある。
また、有機膜の不良検出方法は、有機半導体装置のデバイスを実際に作製した後に有機膜に電流を流して不良を検出しているため、有機膜に電流を流さなければ不良を発見することができないという問題がある。即ち、有機膜の製膜工程後に直ぐに有機膜の不良を発見することが困難であった。
【０００５】
本発明は、上述の課題に鑑み創案されたもので、実際のデバイスとなる有機半導体装置を無駄にすることなく膜厚を測定でき、また、電流を流さなくても有機膜の不良を検出できる有機半導体装置の製造方法、及び有機半導体装置用基板を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、上記課題を解決するために、以下の手段を有する本発明を想到した。
即ち、本発明の有機半導体装置の製造方法は、基板上に有機膜を備える有機半導体装置の製造方法であって、前記基板上における、所定の領域と、当該所定の領域を除く部分に設定されたダミー領域とに、前記有機膜を製膜する製膜工程と、前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の吸光度を測定する測定工程と、を含み、前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記有機膜の膜厚を求めること、を特徴としている。
【０００７】
ここで、有機半導体装置とは、有機膜を能動層として備え、例えば、有機ＥＬ装置、有機トランジスタ、及び有機太陽電池を含む、有機電子デバイスである。
また、有機膜の膜厚は、予め実験によって得られた有機膜の吸光度と膜厚の相関図やテーブルに基づいて、吸光度から膜厚を求めることが好ましい。
このようにすれば、ダミー領域における有機膜を利用して、その膜厚を測定しているので、実際の有機半導体装置の一構成要素となる有機膜の膜厚を直接測定する必要がない。また、有機膜が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、当該有機膜はダミー領域に形成されたものであるため、所定の領域における有機膜に影響を与えることがない。従って、ダミー領域における有機膜を利用して、所定の領域に形成されている有機膜の膜厚を測定することができる。これにより、量産的に製造される半導体装置用基板の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【０００８】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記製膜工程は、前記ダミー領域において、前記基板上に第１有機膜を形成する工程と、前記第１有機膜上の少なくとも一部に第２有機膜を形成する工程と、を含むこと、を特徴としている。
このようにすれば、第１有機膜及び第２有機膜からなる有機膜をダミー領域に形成することができる。
【０００９】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記製膜工程は、前記ダミー領域に、前記第１有機膜の単層部と、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部とを形成し、前記製膜工程の後に、前記測定工程は、前記単層部の吸光度と、前記積層部との吸光度を測定し、前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、を特徴としている。
【００１０】
ここで、液滴吐出法によって第２有機膜を形成することが好ましい。このようにすれば、第２有機膜を所定の部分のみに吐出させて形成することができる。
このようにすれば、第２有機膜の単層の吸光度を測定しなくても、積層部の吸光度から単層部の吸光度を差し引くことで、第２有機膜の吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から第２有機膜の膜厚を求めることができる。
【００１１】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記製膜工程に先立って、前記単層部と前記積層部とを隔離する隔壁を形成する工程を含むこと、を特徴としている。
このようにすれば、隔壁で囲まれた領域に有機膜を形成することができる。
【００１２】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記測定工程は、前記ダミー領域において前記第１有機膜を形成した後に、当該第１有機膜の吸光度を測定する第１測定工程と、前記第１有機膜の全てに前記第２有機膜を積層形成した後に、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部の吸光度を測定する第２測定工程と、を含み、前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、を特徴としている。
【００１３】
ここで、スピンコート法によって第２有機膜を形成することが好ましい。このようにすれば、第２有機膜を全面に塗布形成することができる。
このようにすれば、第２有機膜の単層の吸光度を測定しなくても、積層部の吸光度から単層部の吸光度を差し引くことで、第２有機膜の吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から第２有機膜の膜厚を求めることができる。
【００１４】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記測定工程は、前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の蛍光強度を測定すること、を特徴としている。
このようにすれば、有機膜に電流を流すことなく、当該有機膜の蛍光度を測定して有機膜の不良を検出することができる。
【００１５】
本発明の有機半導体装置の製造方法においては、前記測定工程は、顕微機能を有する吸光度測定手段によって行うこと、を特徴としている。
このようにすれば、微細な領域に形成された有機膜の吸光度を測定することができる。
【００１６】
また、本発明の有機半導体装置用基板は、基板上に有機膜を備える有機半導体装置用基板であって、前記基板上において、前記有機膜は、有機半導体装置が形成される領域と、当該領域を除く部分に形成されたダミー領域とに形成されていること、を特徴としている。
このような有機半導体装置用基板を用いることにより、上記の製造方法を好適に行うことができる。
従って、ダミー領域における有機膜を利用して、その膜厚を測定することで、実際の有機半導体装置の一構成要素となる有機膜の膜厚を直接測定する必要がない。また、有機膜が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、当該有機膜はダミー領域に形成されたものであるため、有機半導体装置が形成される領域における有機膜に影響を与えることがない。従って、ダミー領域における有機膜を利用して、有機半導体装置が形成される領域に形成されている有機膜の膜厚を測定することができる。これにより、量産的に製造される半導体装置用基板の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【００１７】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域が備える画素と同形状であること、を特徴としている。
このようにすれば、湿式製膜法や液滴吐出法を用いて、有機半導体装置が形成される領域や、ダミー領域に有機膜を形成すると、有機半導体装置が形成される領域及びダミー領域において、有機膜の膜厚が同じになる。
従って、上記の製造方法により、ダミー領域における有機膜の膜厚を測定すると、その測定結果は、有機半導体装置が形成される領域における有機膜の膜厚として測定できる。
【００１８】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域における膜厚測定対象の画素の周辺に配置されていること、を特徴としている。
このようにすれば、基板上において、膜厚測定対象の画素とダミー領域とが隣接して配置されるので、ダミー領域における有機膜の膜厚を測定すると、その測定結果は、膜厚測定対象の画素における有機膜の膜厚として測定できる。
【００１９】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記基板上には、配線が形成されており、 前記ダミー領域は、前記配線の非形成領域に配置されていること、を特徴としている。
ここで、配線とは、有機膜に電流を供給する配線や、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を駆動させる信号線、或いは、スイッチング素子の駆動状態を保持する容量配線等を意味する。
そして、本発明においては、ダミー領域が配線の非形成領域に配置されているので、配線とダミー領域とが重なることを防止できる。
【００２０】
本発明の有機半導体装置用基板においては、前記ダミー領域は、前記基板上において、所定の間隔で複数形成されていること、を特徴としている。
このようにすれば、ダミー領域における有機膜の膜厚を測定することで、基板上において所定間隔で測定された膜厚分布を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の有機半導体装置の製造方法、及び有機半導体装置用基板の実施形態について図を参照して説明する。
まず、有機半導体装置用基板に係る有機ＥＬ装置用基板について説明する。
図１は、有機ＥＬ装置用基板を示す平面図である。
図１に示すように、有機ＥＬ装置用基板１は、マザー基板（基板）２０上に複数のチップ領域（所定の領域）２と、複数のＴＥＧ（Test Element Group、ダミー領域）３とを有して構成されている。
【００２２】
ここで、マザー基板２０とは、複数のチップ領域２を採取するための大型基板であり、ガラス等の光透過性基板からなる。
また、チップ領域２とは、マザー基板２０上に薄膜トランジスタ等のスイッチング素子や、発光機能層（有機膜）等が形成された領域であり、当該チップ領域２の境界近傍をカッター等によってチッピング（分割）することで、各チップ領域２が有機ＥＬパネル（有機ＥＬ装置、有機半導体装置）となるものである。本実施形態では、１枚のマザー基板２０から４列４行の１６個の有機ＥＬパネルを採取することが可能となっている。
【００２３】
また、ＴＥＧ３とは、マザー基板２０上のチップ領域２を除く部分に形成された領域であり、本実施形態では合計１７箇所に形成されている。このようなＴＥＧ３は、マザー基板２０上に形成される発光機能層１１０の膜厚を測定し、その分布を得るための領域であることから、マザー基板２０の中央部や周辺部に一様な間隔で複数形成されている。
次に、チップ領域２及びＴＥＧ３の構成について詳述する。
【００２４】
（チップ領域）
図２は、各チップ領域２の断面拡大図である。
図２に示すように、チップ領域２は、複数の画素を備えて構成されている。ここで、画素とは、マザー基板２０上に形成された画素電極２３と、当該画素電極２３上に形成された発光機能層１１０と、当該発光機能層１１０上に形成された陰極５０とによって構成されている。また、チップ領域２においては、隣接する画素電極２３の間、換言すれば隣接する発光機能層１１０の間に、隔壁２２を備えている。これによって、複数の画素の各々が隔壁２２によって隔離された構成となる。
なお、画素電極２３には、不図示のＴＦＴが接続されており、当該ＴＦＴのスイッチング動作によって画素電極２３と陰極５０との間に電流が流して、発光機能層１１０において発光が生じるようになっている。
【００２５】
画素電極２３は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明導電膜である。これによって、発光光を基板２０の側に取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬパネルが実現可能となる。また、画素電極２３としては、透明導電膜の代わりに、Ａｌ等の光反射性金属の単層構造、或いは当該光反射性金属と透明導電膜との積層構造を採用してもよい。この場合、トップエミッション型の有機ＥＬパネルが実現可能となる。
【００２６】
発光機能層１１０は、画素電極２３上に形成された正孔注入層（第１有機膜）７０と、当該正孔注入層７０上に形成された有機ＥＬ層（第２有機膜）６０とが積層されて構成されている。
ここで、有機ＥＬ層６０は、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色で発光する有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂによって構成されている。このような各色の有機ＥＬ層６０が画素電極２３毎に設けられていることで、一つのピクセルが赤色画素，緑色画素，及び青色画素によって構成され、フルカラー表示を行う有機ＥＬパネルが実現可能となる。
【００２７】
正孔注入層７０の形成材料としては、高分子材料では特に３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の分散液、即ち、分散媒としてのポリスチレンスルフォン酸に３，４−ポリエチレンジオキシチオフェンを分散させ、さらにこれを水に分散させた分散液が好適に用いられる。
なお、正孔注入層７０の形成材料としては、前記のものに限定されることなく種々のものが使用可能である。例えば、ポリスチレン、ポリピロール、ポリアニリン、ポリアセチレンやその誘導体などを、適宜な分散媒、例えば前記のポリスチレンスルフォン酸に分散させたものなどが使用可能である。低分子材料では、銅フタロシアニン、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ、ＴＰＤ、α―ＮＰＤなど、通常の正孔注入材料を蒸着法にて用いることができる。
【００２８】
有機ＥＬ層６０を形成するための材料としては、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料が用いられる。具体的には、高分子材料としては（ポリ）フルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポリフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）などのポリシラン系などが好適に用いられる。また、これらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素などの高分子系材料や、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、キナクリドン等の低分子材料をドープして用いることもできる。低分子材料としては、Ａｌｑ３、ＤＰＶＢｉなどのホスト材料、これにナイルレッド、ＤＣＭ、ルブレン、ぺリレン、ローダミンなどをドープして、またはホスト単独で、蒸着法にて用いることができる。
また、赤色の有機ＥＬ層６０の形成材料としては例えばＭＥＨＰＰＶ（ポリ（３−メトキシ６−（３−エチルヘキシル）パラフェニレンビニレン）を、緑色の有機ＥＬ層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンとＦ８ＢＴ（ジオクチルフルオレンとベンゾチアジアゾールの交互共重合体）の混合溶液を、青色の有機ＥＬ層６０の形成材料としては例えばポリジオクチルフルオレンを用いる場合がある。また、このような有機ＥＬ層６０については、特にその厚さについては制限がなく、色毎に好ましい膜厚が調整されている。
【００２９】
陰極５０は、有機ＥＬ層６０の総面積より広い面積を備え、それを覆うように形成されたもので、有機ＥＬ層６０上に設けられた低仕事関数の金属からなる第１陰極と、該第１陰極上に設けられて該第１陰極を保護する第２陰極とからなるものである。第１陰極を形成する低仕事関数の金属としては、特に仕事関数が３．０ｅＶ以下の金属であるのが好ましく、具体的にはＣａ（仕事関数；２．６ｅＶ）、Ｓｒ（仕事関数；２．１ｅＶ）、Ｂａ（仕事関数；２．５ｅＶ）が好適に用いられる。第２陰極は、第１陰極を覆って酸素や水分などからこれを保護するとともに、陰極５０全体の導電性を高めるために設けられたものである。かつ本発明がトップエミッション構造前提であるため透明であることが必要である。従ってこの第２陰極の形成材料としては、導電性が高く、化学的に安定でしかも透明で、製膜温度が比較的低いものに限定される。例えばＩＴＯが好適に用いられる。出光他から提供されるＩＺＯもよろしい。他にタングステンインジウム酸化物や、インジウムガリウム酸化物でも好適なものがある。
【００３０】
隔壁２２は、発光機能層１１０を湿式製膜法で形成する際に、画素電極毎に発光機能層１１０を隔てる部材である。このような隔壁２２は、無機材料からなる無機隔壁と、有機材料からなる有機隔壁とから構成されている。無機隔壁は、酸化シリコン膜からなり、画素電極２３の側方に接触して設けられ、表面状態が親液性であるため、湿式成膜法によって形成される発光機能層１１０の液体材料を濡れ広がせるものである。有機隔壁は、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の有機物や、非感光性樹脂或いは感光性樹脂が採用される。また、有機隔壁の表面は、プラズマ処理によって撥液性が付与されている。このような隔壁２２は、塗布形成される発光機能層１１０を、画素電極２３上に受容するようになっている。
【００３１】
（ＴＥＧ）
図３は、各ＴＥＧ３の断面拡大図である。
図３に示すように、ＴＥＧ３は、チップ領域２の構成と比較すると、画素電極２３や陰極５０が形成されておらず、隔壁２２、正孔注入層７０、及び有機ＥＬ層６０がマザー基板２０上に形成された構成となっている。このような隔壁２２、正孔注入層７０、及び有機ＥＬ層６０は、チップ領域２を形成する工程と同一に形成されたものである。
また、ＴＥＧ３は、隔壁２２によって囲まれた開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃを有している。ここで、開口部２４ａには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｒとからなる積層部２５ａが形成されている。また、開口部２４ｂには、正孔注入層７０のみからなる単層部２６が形成されている。また、開口部２４ｃには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｂとからなる積層部２５ｂが形成されている。
本実施形態のＴＥＧ３は、３つの開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃに積層部２５ａ，２５ｂ及び単層部２６が形成されたものであるが、開口部を一つ増やして正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｇの積層部を形成した構成であってもよい。或いは、２つの開口部に積層部と単層部を各々形成した構成であってもよい。
【００３２】
また、ＴＥＧ３において、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの各々は、チップ領域２における画素と同じ平面形状となっている。これによって、チップ領域２及びＴＥＧ３に対して、インクジェット法（後述）で同じ吐出量で正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を形成すると、正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚は、チップ領域２の画素及びＴＥＧ３における開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃにおいて同じになる。これにより、後述する製造方法において、ＴＥＧ３の正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定すれば、その測定結果は、チップ領域２の正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚として測定可能となる。
【００３３】
また、ＴＥＧ３は、チップ領域２における膜厚測定対象の画素の周辺において隣接して配置されている。ここで、膜厚測定対象とは、後述する製造方法によって膜厚が測定される正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を意味する。
これにより、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定すると、その測定結果は、膜厚測定対象の画素における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚として測定できる。
【００３４】
また、マザー基板２０上には、有機ＥＬ層６０に電流を供給する電源線や、薄膜トランジスタ等のスイッチング素子を駆動させる信号線、或いは、スイッチング素子の駆動状態を保持する容量配線等が形成されており、ＴＥＧ３は、これら配線の非形成領域に配置されている。これにより、配線とＴＥＧ３とが重なることを防止できる。
また、ＴＥＧ３は、基板上において、所定の間隔で複数形成されているので、ＴＥＧ３における有機膜の膜厚を測定することで、基板上において所定間隔で測定された膜厚分布を得ることができる。
【００３５】
（有機半導体装置の製造方法の第１実施形態）
次に、図４〜６を参照して、有機半導体装置の製造方法の第１実施形態について説明する。
図４は、有機半導体装置の製造方法の第１実施形態を示すフローチャート図である。図５は、発光機能層１１０の膜厚測定方法を示しており、図３に相当するＴＥＧ３の拡大断面図である。図６は、発光機能層の吸光度と膜厚の関係を示す図である。
以下の説明では、図４のフローチャート図に沿って有機半導体装置の製造方法について説明する。
【００３６】
まず、マザー基板２０上に画素電極２３を形成する（ステップＳ１）。この工程においては、図２に示すチップ領域２のみに画素電極２３を形成し、図３に示すＴＥＧ３には画素電極２３を形成しない。
これにより、ＴＥＧ３の単層部２６及び積層部２５ａ，２５ｂの吸光度を測定する際には、単層部２６と積層部２５ａ，２５ｂとの各々を透過させることで、その吸光度を測定することが可能となる。
なお、ＴＥＧ３に画素電極２３を形成し、当該画素電極２３において光を反射させて吸光度を測定することも可能であるが、当該測定方法では画素電極２３の膜厚のばらつきが吸光度の測定値に影響してしまい、実際の膜厚を高精度に検出できない恐れがある。従って、ＴＥＧ３に画素電極２３を形成せずに、当該ＴＥＧ３において透過光を利用して吸光度を測定することで、より高精度な測定結果が得られる。
【００３７】
次に、マザー基板２０上に隔壁２２を形成する（ステップＳ２）。この工程を施すことにより、チップ領域２における画素電極２３，２３の間に隔壁２２が形成される。また、ＴＥＧ３においては、マザー基板２０上に隔壁２２が形成される。ここで、チップ領域２及びＴＥＧ３の各々に形成される隔壁２２のピッチは、同一であり、チップ領域２の画素ピッチ（例えば、８０〜１００μｍ）で形成される。
【００３８】
次に、正孔注入層７０を形成する（ステップＳ３、製膜工程）。この工程を施すことにより、チップ領域２において画素電極２３上に正孔注入層７０が形成される。また、ＴＥＧ３においては、マザー基板２０上の開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの各々に正孔注入層７０が形成される。
この工程においては、インクジェット法（液滴吐出法、湿式製膜法）を利用することで、隔壁２２で囲まれた領域内に正孔注入層７０が形成される。更に、インクジェット法で液体材料を吐出した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去することで、固体成分のみを、チップ領域２の画素電極２３上と、ＴＥＧ３のマザー基板２０上に形成する。
【００３９】
次に、有機ＥＬ層６０を形成する（ステップＳ４、製膜工程）。この工程を施すことにより、チップ領域２において正孔注入層７０上に有機ＥＬ層６０（６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ）が形成される。また、ＴＥＧ３においては、開口部２４ａにおける正孔注入層７０上に有機ＥＬ層６０Ｒが形成され、開口部２４ｃにおける正孔注入層７０上に有機ＥＬ層６０Ｂが形成される。また、開口部２４ｂには、有機ＥＬ層６０を形成しない。
このような有機ＥＬ層６０（６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ）は、ステップＳ３と同様にインクジェット法を利用して形成される。更に、インクジェット法で液体材料を吐出した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去し、固体成分のみを正孔注入層７０上に形成する。
この工程を施すことにより、開口部２４ａには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｒとの積層部２５ａが形成される。開口部２４ｂには、正孔注入層７０のみからなる単層部２６が形成される。開口部２４ｃには、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｂとの積層部２５ｂが形成される。
【００４０】
次に、単層部２６の吸光度を測定（ステップＳ５、測定工程）し、積層部２５ａ，２５ｂの吸光度を測定する（ステップＳ６、測定工程）。
ここで、図５を参照して、吸光度の測定方法について説明する。吸光度の測定は、分光光度計（吸光度測定手段）１０を用いて行われる。分光光度計１０は、光源１１と、検出部１２と、光量測定部１３とを有して構成されている。光源１１は、紫外光等の光を出射するものであり、光量測定部１３は検出部１２で検出された光量を測定するものである。このような構成により、分光光度計１０は、光源１１と検出部１２との間において、測定対象が吸光する光量を測定することが可能となっている。具体的には、光源１１の発光強度と、検出部１２の受光強度との比率により、吸光度を測定することが可能となる。そして、受光強度が小さい程に測定対象の吸光度は大きく、受光強度が大きい程に測定対象の吸光度は小さくなる。
また、分光光度計１０は、光源１１及び検出部１２と、測定対象とを、約１０μｍの解像度で相対移動させることが可能となっている。従って、光源１１及び検出部１２を開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃの各々に合わせることが可能となっている。
【００４１】
本実施形態では、図５に示すように、ＴＥＧ３におけるマザー基板２０の裏面（有機ＥＬ層６０の非形成面）から光源１１の光を入射させて、マザー基板２０の表面（有機ＥＬ層６０の形成面）において検出部１２が光を受光している。
そして、図５（ａ）に示すように、単層部２６を透過する光を測定して、当該単層部２６の吸光度を測定する（ステップＳ５）。これにより、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定される。
また、図５（ｂ）に示すように、積層部２５ａを透過する光を測定して、当該積層部２５ａの吸光度を測定する（ステップＳ６）。これにより、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度Ｍが測定される。
また、図５（ｃ）に示すように、積層部２５ｂを透過する光を測定して、当該積層部２５ｂの吸光度を測定する（ステップＳ６）。これにより、正孔注入層７０と有機ＥＬ層６０Ｂの吸光度Ｎが測定される。
【００４２】
次に、このように測定された吸光度Ｌ，Ｍ，Ｎより、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの吸光度を算出する。即ち、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定されているので、吸光度Ｍと吸光度Ｌとの差の値が有機ＥＬ層６０Ｒのみの吸光度として算出される。また、吸光度Ｎと吸光度Ｌとの差の値が有機ＥＬ層６０Ｂのみの吸光度として算出される。
【００４３】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚を算出する（ステップＳ７）。
ここでは、上記工程によって得られた有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの吸光度に基づいて、当該有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚を求める。
図６（ａ）は、段差式の膜厚測定装置によって予め測定した有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚値と、分光光度計１０によって測定した吸光度の相関を波長毎にプロットした結果である。図６（ｂ）は、波長３８２ｎｍの光に対する吸光度と膜厚との関係を示す図であり、図６（ｃ）は、波長４６４ｎｍの光に対する吸光度と膜厚との関係を示す図である。
図６（ｂ）から明らかなように、有機ＥＬ層６０Ｂの膜厚と、当該有機ＥＬ層６０Ｂの吸光度とは、正比例の関係を有しているので、有機ＥＬ層６０Ｂの吸光度から、当該有機ＥＬ層６０Ｂの膜厚を求めることができる。
また、図６（ｃ）から明らかなように、有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚と、当該有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度とは、正比例の関係を有しているので、有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度から、当該有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を求めることができる。
【００４４】
上述したように、本実施形態においては、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、その膜厚を測定しているので、実際の有機パネルの一構成要素となるチップ領域２における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を直接測定する必要がない。また、正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、これらはＴＥＧ３に形成されたものであるため、チップ領域２における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０に影響を与えることがない。従って、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、チップ領域２に形成されている正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定することができる。また、量産的に製造される有機ＥＬ装置用基板１の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【００４５】
本実施形態においては、ステップＳ５とステップＳ６の連続した吸光度の測定によって、正孔注入層７０の単層部２６の吸光度と、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒの積層部２５の吸光度を測定し、これらの吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒを測定している。
従って、有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの単層の吸光度を測定しなくても、積層部２５ａ，２５ｂの吸光度から単層部２６の吸光度を差し引くことで、有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒ，６０Ｂの膜厚を求めることができる。
【００４６】
なお、本実施形態においては、分光光度計１０によってＴＥＧ３における正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０の吸光度を測定したが、これらの蛍光強度を測定してもよい。このようにすれば、電流を流すことなく、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０の不良判定を行うことができる。
【００４７】
（有機半導体装置の製造方法の第２実施形態）
次に、有機半導体装置の製造方法の第２実施形態について説明する。
図７は、有機半導体装置の製造方法の第２実施形態を示すフローチャート図である。図８は、発光機能層１１０の膜厚測定方法を示しており、ＴＥＧ３の拡大断面図である。図６は、発光機能層の吸光度と膜厚の関係を示す図である。
本実施形態は、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０がスピンコート法によって形成される点が、先の第１実施形態と相違している。
以下の説明では、図７のフローチャート図に沿って有機半導体装置の製造方法について説明する。なお、第１実施形態と同一構成には同一符号を付して、説明を省略している。
【００４８】
まず、チップ領域２のみに画素電極２３を形成する（ステップＳ１１）。
次に、チップ領域２及びＴＥＧ３に隔壁２２を形成する（ステップＳ１２）。
次に、正孔注入層７０を形成する（ステップＳ１３）。ここでは、スピンコート法（湿式製膜法）を利用して、マザー基板２０上の全面に正孔注入層７０を形成する。
本実施形態では、隔壁２２に撥液性を付与していないため、正孔注入層７０は隔壁２２の表面に対しても形成される。
更に、スピンコート法で液体材料を塗布した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去することで、固体成分のみを、チップ領域２の画素電極２３上と、ＴＥＧのマザー基板２０上に形成する。
【００４９】
次に、正孔注入層７０（単層部２６）の吸光度を測定する（ステップＳ１４、第１測定工程）。
吸光度の測定は、先述の分光光度計１０を用いて行われ、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定される。
なお、本実施形態では、開口部２４ｂの正孔注入層７０の吸光度を測定しているが、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれか一つを測定してもよいし、３つの開口部における各正孔注入層７０の吸光度を測定し、平均値を算出してもよい。
【００５０】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒを形成する（ステップＳ１５）。ここでは、スピンコート法（湿式製膜法）を利用して、マザー基板２０上の全面において正孔注入層７０に有機ＥＬ層６０Ｒを積層形成する。
ここで、隔壁２２の表面に形成された正孔注入層７０に対しても、有機ＥＬ層６０Ｒが積層形成される。
更に、スピンコート法で液体材料を塗布した後には、加熱乾燥処理によって溶媒成分を除去することで、固体成分のみを、チップ領域２の正孔注入層７０上と、ＴＥＧ３の正孔注入層７０上に形成する。
【００５１】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒと正孔注入層７０からなる積層部２５の吸光度を測定する（ステップＳ１６、第２測定工程）。
吸光度の測定は、先述の分光光度計１０を用いて行われ、積層部２５の吸光度Ｍが測定される。
なお、本実施形態では、開口部２４ｂにおける積層部２５の吸光度を測定しているが、開口部２４ａ，２４ｂ，２４ｃのいずれか一つを測定してもよいし、３つの開口部における各積層部２５の吸光度を測定し、平均値を算出してもよい。
【００５２】
次に、ステップＳ１４，Ｓ１６において測定された吸光度Ｌ，Ｍより、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度を算出する。即ち、正孔注入層７０のみの吸光度Ｌが測定されているので、吸光度Ｍと吸光度Ｌとの差の値が有機ＥＬ層６０Ｒのみの吸光度として算出される。
【００５３】
次に、有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を算出する（ステップＳ１７）。
ここでは、上記工程によって得られた有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度に基づいて、その膜厚を求める。膜厚と吸光度の相関は、図６（ｃ）によって明らかになっている。そして、有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚とは、当該有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度とは、正比例の関係を有しているので、有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度から、当該有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を求めることができる。
【００５４】
上述したように、本実施形態においては、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、その膜厚を測定しているので、実際の有機パネルの一構成要素となる正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を直接測定する必要がない。また、正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０が、紫外線等の照射光が照射されたとしても、これらはＴＥＧ３に形成されたものであるため、チップ領域２における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０に影響を与えることがない。従って、ＴＥＧ３における正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０を利用して、チップ領域２に形成されている正孔注入層７０や有機ＥＬ層６０の膜厚を測定することができる。また、量産的に製造される有機ＥＬ装置用基板１の各々に対して膜厚管理を行うことができる。
【００５５】
本実施形態においては、ステップＳ１４とステップＳ１６の２回の測定を別々に行うことによって、正孔注入層７０の単層部２６の吸光度と、正孔注入層７０及び有機ＥＬ層６０Ｒの積層部２５の吸光度を測定し、これらの吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒを測定している。
従って、有機ＥＬ層６０Ｒの単層の吸光度を測定しなくても、積層部２５の吸光度から単層部２６の吸光度を差し引くことで、有機ＥＬ層６０Ｒの吸光度を求めることができる。そして、当該吸光度から有機ＥＬ層６０Ｒの膜厚を求めることができる。
【００５６】
なお、以上の実施系形態においては、有機ＥＬパネルの製造方法について説明したが、本発明は、有機トランジスタの製造方法にも適用可能である。
有機トランジスタを構成する有機半導体層の形成材料としては、特にＣ６０やＣ８２、さらには金属を内包した金属内包フラーレン（例えばディスプロシウム（Ｄｙ）を内包したフラーレン（以下、Ｄｙ＠Ｃ８２と記す））等のフラーレン（Fullerene）類が好適に用いられるが、これ以外にも、ペンタセンやオリゴチオフェン等の有機低分子、ポリチオフェン等の有機高分子、フタロシアニン等の金属錯体、及びカーボンナノチューブ類等も用いられる。
また、このような有機半導体層に対し、アンバイポーラ特性を付与する電圧制御層については、その形成材料としては有機半導体層の形成材料に応じて適宜に選択され、使用される。具体的には、有機半導体層がフラーレン（Fullerene）類からなる場合、シラン化合物が好適に用いられる。シラン化合物としては、例えば、Ｒ１（ＣＨ２）ｍＳｉＲ２ｎＸ３−ｎ（ｍは自然数、ｎは１または２）の一般式で表されるシラン化合物が用いられる。このような一般式で表されるシラン化合物において、Ｘをハロゲンまたはアルコキシ基等とすると、ゲート絶縁膜１４として好適に用いられるＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３等の酸化物表面に容易に化学吸着し、緻密で強固な超薄膜（単分子膜）を形成する。また、この結果、末端基Ｒ１は電圧制御層の表面に配置され、したがってフラーレン等からなる有機半導体層との化学的親和力も高くなる。また、Ｒ２は、水素、メチル基（−ＣＨ３）等のアルキル基またはその誘導体である。
【００５７】
このような電圧制御層において、特にフラーレン類からなる有機半導体層にアンバイポーラ特性を良好に付与し得るシラン化合物としては、例えば前記式においてＲ１がメチル基（−ＣＨ３）、あるいはトリフルオロメチル基（−ＣＦ３）であるものが好ましい。また、このような電圧制御層は、有機半導体層に対してアンバイポーラ特性を付与するのに加えて、有機薄膜トランジスタの閾値電圧を制御する作用も奏する。具体的には、Ｒ１を適宜に変えることにより、有機半導体層の閾値電圧特性を制御することができる。
【００５８】
また、上記の有機ＥＬパネルの製造方法や有機トランジスタの製造方法だけでなく、有機半導体層を有する太陽電池の製造方法にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の有機半導体装置用基板の平面図。
【図２】本発明の有機半導体装置用基板におけるチップ領域の断面拡大図。
【図３】本発明の有機半導体装置用基板におけるＴＥＧの断面拡大図。
【図４】本発明の有機半導体装置の製造方法の第１実施形態を示すフローチャート図。
【図５】本発明の有機半導体装置の製造方法の第１実施形態を説明する図。
【図６】吸光度と膜厚の相関関係を示す図。
【図７】本発明の有機半導体装置の製造方法の第２実施形態を示すフローチャート図。
【図８】本発明の有機半導体装置の製造方法の第２実施形態を説明する図。
【符号の説明】
【００６０】
１ 有機ＥＬ装置用基板（有機半導体装置用基板）、 ２ チップ領域（所定の領域）、 ３ ＴＥＧ（ダミー領域）、 ２０ マザー基板（基板）、 １０ 分光光度計（吸光度測定手段）、 ２２ 隔壁、 ２５，２５ａ，２５ｂ 積層部、 ２６ 単層部、 ６０，６０Ｒ，６０Ｇ，６０Ｂ 有機ＥＬ層（有機膜、第２有機膜）、 ７０ 正孔注入層（有機膜、第１有機膜）、 １１０ 発光機能層（有機膜）。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に有機膜を備える有機半導体装置の製造方法であって、
前記基板上における、所定の領域と、当該所定の領域を除く部分に設定されたダミー領域とに、前記有機膜を製膜する製膜工程と、
前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の吸光度を測定する測定工程と、
を含み、
前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記有機膜の膜厚を求めること、
を特徴とする有機半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記製膜工程は、
前記ダミー領域において、前記基板上に第１有機膜を形成する工程と、前記第１有機膜上の少なくとも一部に第２有機膜を形成する工程と、
を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記製膜工程は、前記ダミー領域に、前記第１有機膜の単層部と、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部とを形成し、
前記製膜工程の後に、前記測定工程は、前記単層部の吸光度と、前記積層部との吸光度を測定し、
前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記製膜工程に先立って、前記単層部と前記積層部とを隔離する隔壁を形成する工程を含むこと、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記測定工程は、
前記ダミー領域において前記第１有機膜を形成した後に、当該第１有機膜の吸光度を測定する第１測定工程と、
前記第１有機膜の全てに前記第２有機膜を積層形成した後に、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部の吸光度を測定する第２測定工程と、
を含み、
前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記測定工程は、
前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の蛍光強度を測定すること、
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記測定工程は、
顕微機能を有する吸光度測定手段によって行うこと、
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に有機膜を備える有機半導体装置用基板であって、
前記基板上において、前記有機膜は、有機半導体装置が形成される領域と、当該領域を除く部分に形成されたダミー領域とに形成されていること、
を特徴とする有機半導体装置用基板。
【請求項９】
前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域が備える画素と同形状であること、
を特徴とする請求項８に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１０】
前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域における膜厚測定対象の画素の周辺に配置されていること、
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１１】
前記基板上には、配線が形成されており、
前記ダミー領域は、前記配線の非形成領域に配置されていること、
を特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１２】
前記ダミー領域は、前記基板上において、所定の間隔で複数形成されていること、
を特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１】
基板上に有機膜を備える有機半導体装置の製造方法であって、
前記基板上における、所定の領域と、当該所定の領域を除く部分に設定されたダミー領域とに、前記有機膜を製膜する製膜工程と、
前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の吸光度を測定する測定工程と、
を含み、
前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記有機膜の膜厚を求めること、
を特徴とする有機半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記製膜工程は、
前記ダミー領域において、前記基板上に第１有機膜を形成する工程と、前記第１有機膜上の少なくとも一部に第２有機膜を形成する工程と、
を含むこと、
を特徴とする請求項１に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記製膜工程は、前記ダミー領域に、前記第１有機膜の単層部と、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部とを形成し、
前記製膜工程の後に、前記測定工程は、前記単層部の吸光度と、前記積層部との吸光度を測定し、
前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記製膜工程に先立って、前記単層部と前記積層部とを隔離する隔壁を形成する工程を含むこと、
を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記測定工程は、
前記ダミー領域において前記第１有機膜を形成した後に、当該第１有機膜の吸光度を測定する第１測定工程と、
前記第１有機膜の全てに前記第２有機膜を積層形成した後に、前記第１有機膜及び前記第２有機膜の積層部の吸光度を測定する第２測定工程と、
を含み、
前記測定工程によって測定された吸光度に基づいて前記第１有機膜と前記第２有機膜の膜厚を求めること、
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記測定工程は、
前記ダミー領域に製膜された前記有機膜の蛍光強度を測定すること、
を特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記測定工程は、
顕微機能を有する吸光度測定手段によって行うこと、
を特徴とする請求項１から請求項６のいずれか一項に記載の有機半導体装置の製造方法。
【請求項８】
基板上に有機膜を備える有機半導体装置用基板であって、
前記基板上において、前記有機膜は、有機半導体装置が形成される領域と、当該領域を除く部分に形成されたダミー領域とに形成されていること、
を特徴とする有機半導体装置用基板。
【請求項９】
前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域が備える画素と同形状であること、
を特徴とする請求項８に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１０】
前記ダミー領域は、前記有機半導体装置が形成される領域における膜厚測定対象の画素の周辺に配置されていること、
を特徴とする請求項８又は請求項９に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１１】
前記基板上には、配線が形成されており、
前記ダミー領域は、前記配線の非形成領域に配置されていること、
を特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の有機半導体装置用基板。
【請求項１２】
前記ダミー領域は、前記基板上において、所定の間隔で複数形成されていること、
を特徴とする請求項８から請求項１１のいずれか一項に記載の有機半導体装置用基板。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００７−８８１２７（Ｐ２００７−８８１２７Ａ）
【公開日】平成１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２７３４０６（Ｐ２００５−２７３４０６）
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【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１９年４月５日（２００７．４．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月２１日（２００５．９．２１）
【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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