機能性素子の製造方法およびその製造装置
【課題】本発明は、インクジェット法等の吐出法を用いて平坦な機能性部を製造効率よく形成可能な、機能性素子の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、前記機能性素子の機能性部として用いられる領域である前記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の前記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする機能性素子の製造方法を提供する。
【解決手段】上記目的を達成するために、本発明は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、前記機能性素子の機能性部として用いられる領域である前記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の前記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする機能性素子の製造方法を提供する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機半導体、有機エレクトロルミネッセント（以下、有機ＥＬと略す場合がある。）素子、液晶用カラーフィルタ等の表示装置または電子デバイス等に用いることが可能な平坦性に優れた機能性部を有する機能性素子の製造方法、およびその製造方法に用いられるインクジェット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機半導体、有機ＥＬ素子、液晶用カラーフィルタ等の表示装置および電子デバイス等に必要な薄膜をインクジェット法により形成する手法が注目されている。このような、デバイスをインクジェット法により作製することは、製造装置の簡略化、ランニングコストの低減等の観点から有力な手法とされており、中でも特に有機ＥＬ素子の製造方法として有望視されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、半導体層兼発光層である薄膜の両側に位置した対抗電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起し、蛍光物質に応じた色の発光が得られるものである。このような有機ＥＬ素子は、自発光デバイスであるデバイス構造が、非常に単純である等の利点があり、液晶表示素子に継ぐ次世代表示装置として期待されている。
【０００４】
上記有機ＥＬ素子の製造方法としては、大きく２つに分けられ、低分子材料を真空プロセスにより製造する方法、高分子材料をウエットプロセスにより製造する方法がある。中でも、後者の有機ＥＬ用材料を溶剤可溶とし、ウエットプロセスにより形成する方法が、製造方法および装置の簡略化の点から注目されている。有機ＥＬ素子をウエットプロセスにより製造する方法としては、様々な方法が知られているが、製造装置の簡略化、材料使用効率が高い等の点からインクジェット法による製造方法が中心となっている。このような有機ＥＬ素子の製造方法としては、例えば図１３（ａ）に示すように、まず、基板１上に電極層１５と、無機絶縁層５（親インク性）と、有機隔壁層６（親インク性）とを形成し、酸素プラズマおよびＣＦ４プラズマ処理を連続的に行う。ここで、ＣＦ４プラズマにより表面をフッ化する際、無機物表面は有機物表面に比べフッ化処理され難いことから、処理時間の設定により無機物部分（第１電極層１５および無機絶縁層５）は表面がフッ化されず親インク性が保持され、有機隔壁層６のみ表面がフッ化され撥インク性になるように選択的に表面処理を施すことが可能となる。次に、インクジェット法によりインクを有機隔壁６間に吐出することにより、吐出されたインクは撥インク性である有機隔壁６には付着せず、親インク性である第１電極層１５および無機絶縁層５上に着弾させることができる。これにより、膜４を形成することが可能となるのである（図１３（ｂ）、特許文献１参照）。しかしながら、この方法においては、例えば図１３（ｂ）および（ｂ´）に示すように、上記薄膜４は、インクの溶剤種類および乾燥方法によりインク塗布領域での膜の形状が凹状（図１３（ｂ））または凸状（図１３（ｂ´））のいずれかの形状を有する場合が多く、平坦な膜を形成することが困難であった。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、例えば、同一箇所に多数回のインク吐出を行い、かつ、固形分濃度を減少させながら行う方法（特許文献２）や、インクを基板上に吐出後、急速な減圧下に置いて乾燥を行う方法（特許文献３）、インクを基板上に吐出後、基板を揺動させる方法（特許文献４）、インクを保持する為の隔壁構造を、インクに対して親和性を有する層と非親和性を有する層とから形成する方法（特許文献５）等が知られている。
【０００６】
しかしながら、いずれの方法においても、プロセス数の増加や複雑化、または製造装置の複雑化を避けることは不可能であり、製造コストの増加やスループット低下の面で問題があった。例えば、上記特許文献２では、同一画素に多数回にわたりインクの吐出を行う必要性があり、コストの増加や、スループットの低下という問題がある。また、上記特許文献３および４では、インクジェット法により基板上に吐出される場合の特有の性質により、明らかなスループットの低下につながる。これは、インクジェット用インクに使用される溶剤は、装置部でのインク乾燥を防ぐ為、一般的に高沸点溶剤を使用する事が多い。しかしながら、有機半導体、有機ＥＬ素子等の用途に使用する場合には、形成する膜がサブミクロンオーダーの為、このような高沸点溶剤を使用しても基板上でのインク体積がピコリットルオーダー（１×１０−１２ｌ）と非常に微小であるため短時間で乾燥してしまう事になる。そのため、通常では数時間以上は乾燥しないような溶剤である、室温での蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下であるような遅乾性溶剤を使用した場合であっても、インクジェット吐出された場合には数十秒〜数分程度で乾燥してしまう。すなわち、カラーフィルタや有機ＥＬ素子のように同一インクを基板内に多数箇所吐出する場合には、ある個所にインクを吐出している間に、それ以前に吐出したインクが乾燥してしまうことになるのである。従って、成膜プロセスとしてインク吐出後に真空乾燥および基板の揺動を行う場合には、インク吐出後直ちにこれらの手法を行う必要があるため、複数回塗布を行う場合にはインク吐出、乾燥の動作を繰り返すことになり非常に製造時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献５の場合には、インクを保持するための隔壁構造がインクに対して親和性、非親和性を有する多層構造を切れ目のない一つの隔壁として高度に制御する必要があり、製造上このような隔壁を大量生産することは非常に困難であった。
【０００８】
ここで、上述したインク塗布領域での凹状、凸状の膜厚分布の発生メカニズムは明確ではないが、これらに対していくつかの検討がなされている。例えば、インクジェット法で作製する液滴量と比べてオーダーが大きいミリメータサイズの液滴については、非特許文献１に「コーヒーのしみ」発生メカニズムについての検討が行われている。
【０００９】
これを、図１４を用いて説明する。インク液滴が基板上で液滴断面が半径Ｒの円または円の一部または弓状となるように形成された場合、図１４（ａ）に示すように液滴の中心部（０の位置）と端部付近（ｒの位置）では単位面積あたりの溶剤の量が異なるため溶剤の乾燥速度（Ｊ）が異なる。このとき、インクは円または円の一部または弓状となっているため端部に行くほど乾燥速度（Ｊ）が速くなる。またこの際基板が極端に濡れる、または極端に撥インク性が高い場合を除き、インク端部は基板上に固定される。そのため、膜を維持するために基板端部付近で失われた液体を補うように液滴中心部から外側へ液体のフローが発生する（図１４（ｂ））。また、この液体の外側へのフロー速度（Ｖ）は中心からの距離ｒでの乾燥速度（Ｊｒ）に比例する。従って、端部付近では乾燥速度が大きいため、外側へのフロー速度（Ｖ）も大きくなる。この時、液体と一緒に溶解成分である溶質が外側へ移動し、液体成分の乾燥に伴い溶解成分は端部に集中することになり、最終的には、例えば図１４（ｃ）に示すような、端部の膜厚が高い、凹状の膜が形成されることとなるのである。
【００１０】
また、液滴位置による乾燥速度の相違についての別の解釈としては非特許文献２に記載されている。これは液滴位置（中心部と端部）により単位底面積あたりその上部に存在する液適量が異なることから、揮発が完了し溶媒がなくなるまでの時間に差が生じる。これにより、相対的に乾燥が速い端部では膜を維持する為に、中心部から外側への液体のフローが発生するというものである。
【００１１】
いずれにしても、液滴中央から外側への液体のフローが膜厚分布発生要因であり、これは、中心部と外側部での乾燥速度の差、特に外側部分で速く乾燥が進行することが原因と考えられる。
【００１２】
一方、中心部が厚く、周辺部が薄い場合については、上記文献には明確な記載はないが、経験的に高沸点溶剤を使用した場合に多く見られる。この場合には、溶剤沸点に関係なく乾燥速度が速い場合に発生すると推察される。これは、乾燥速度が物質の外側へのフロー速度よりも速く、周辺部への物質フローが追いつかないためと考えられる。
【００１３】
凹状、凸状いずれの形状においても、膜厚分布はインク乾燥工程で発生すると考えられるが、インクジェット法を用いた場合には、上述したように、吐出されたインクの乾燥時間が非常に速いため、上記のような膜厚分布に影響を与えるような乾燥段階はインク吐出後、非常に短時間で発生するといえ、膜厚の形状を制御することが困難であるという問題があった。
【００１４】
また、機能性素子の機能性部として、上記の膜厚分布の大きなものを使用した場合、例えば有機ＥＬ素子やカラーフィルタ等の光学デバイスでは画素内の表示むら、色むら、デバイス寿命が短くなるという問題があり、有機半導体や有機ＥＬ素子等の電子デバイスにおいては、膜厚の薄い部分と厚い部分では、その電子特性に差が生じる等の問題があった。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−３２３２７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９１５８３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２７６７２６号公報
【特許文献４】
特開２００１−２３７０６７号公報
【特許文献５】
特開平１１−３２９７４１号公報
【非特許文献１】
Ｎａｔｕｒｅ， ３８９，８２７，１９９７
【非特許文献２】
表面科学 Ｖｏｌ．２４，Ｎ０．２，ｐｐ．９０−９７，２００３
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、インクジェット法等の吐出法を用いて平坦な機能性部を製造効率よく形成可能な、機能性素子の製造方法の提供が望まれている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、上記機能性素子の機能性部として用いられる領域である上記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする機能性素子の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明によれば、吐出法により滴下された後の機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、上記機能性層形成用塗工液の溶媒の揮発速度を調整することが可能となり、機能性部として用いられる有効領域の膜厚の最大膜厚と最小膜厚との比が上記範囲内となるように形成することができる。これにより、特別な装置等が必要なく、例えばインクジェット法等によって効率よく、平坦な機能性部を有する機能性素子を製造することが可能となるのである。
【００１９】
上記発明においては、上記温度の調整が、上記機能性層形成工程を所定の温度で行った場合の上記機能性層の形状を検査し、上記機能性層の中心部が凹形状の場合は温度を低くするものであり、上記機能性層の中心部が凸形状の場合は温度を高くするものであることが好ましい。これにより、上記有効領域における最大膜厚と最小膜厚との比を、上記範囲内とすることが可能となるからである。
【００２０】
また、本発明においては、上記温度の調整を、上記基板の温度を変化させることにより行うことが好ましい。これにより、上記機能性層形成用塗工液の温度の調整を容易に行うことができるからである。
【００２１】
またさらに、本発明においては、上記基板が撥液性であり、かつ上記機能性層形成用領域が親液性領域とされていることが好ましい。これにより、例えばインクジェット法等の吐出法によって、親液性領域である上記機能性層形成用領域のみに、上記機能性層形成用塗工液を容易に塗布することが可能となるからである。
【００２２】
上記発明においては、上記基板が、基材と、上記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、上記機能性層形成用領域が上記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたものであることが好ましい。上記基板が、上記基材と上記濡れ性変化層とからなることによって、エネルギー照射により容易に、目的とするパターン状に親液性領域である機能性層形成用領域を形成することが可能となるからである。
【００２３】
本発明は、上述した機能性素子の製造方法により製造される上記機能性部が、少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法を提供する。
【００２４】
本発明によれば、上記機能性素子の製造方法により平坦な有機ＥＬ層を形成することができ、有機ＥＬ層の膜厚の差による色むらやデバイス寿命の短命化等が少ない高品質な有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００２５】
また、本発明は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置を提供する。
【００２６】
本発明によれば、上記インク温度調整機構を有することから、上記吐出部から吐出されたインクの温度を調整することができる。これにより、インクに含有される溶媒の揮発速度を調整することができ、形成される膜の形状を制御することが可能となるからである。
【００２７】
また、本発明は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置を提供する。
【００２８】
本発明によれば、上記基板温度調整機構を有することから、上記吐出部から吐出されたインクが基板に着弾する際に、インクの温度を目的とする温度に調整することができる。これにより、インクに含有される溶媒の揮発速度を調整することができ、形成される膜の形状を制御することが可能となるからである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明は、インクジェット法等の吐出法を用いて平坦な機能性部を製造効率よく形成可能な機能性素子の製造方法、およびその製造方法に用いることが可能なインクジェット装置に関するものである。以下、それぞれわけて説明する。
【００３０】
Ａ．機能性素子の製造方法
本発明の機能性素子の製造方法は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、上記機能性素子の機能性部として用いられる領域である上記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする方法である。
【００３１】
本発明の機能性素子の製造方法は、例えば図１に示すように、基板１上に、機能性層形成用塗工液２を、例えばインクジェット装置３等により滴下し（図１（ａ））、その後乾燥固化させて機能性層４を形成する（図１（ｂ））機能性層形成工程を有するものであり、上記機能性層形成工程において形成される機能性層４のうち、機能性部として用いられる有効領域ａ内の、最大膜厚Ｔｍａｘと最小膜厚Ｔｍｉｎとの比が、所定の範囲内となるように、上記機能性層形成用塗工液２の温度を調整することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、機能性層を吐出法により形成する際に、例えばインクジェット装置のノズル等から滴下された後の機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、機能性層形成用塗工液に含有される溶媒の揮発速度を調整することが可能となる。すなわち、上記機能性層形成用塗工液の温度を低く調整した場合には、例えば図２に示すように、基板１上に塗布された機能性層形成用塗工液４中の溶媒の揮発速度（実線矢印）を、温度調整を行わない場合の揮発速度（点線矢印）と比較して、遅いものとすることができる。これにより、上記機能性層形成用領域における中心部から外側への機能性層形成用塗工液のフローを抑制することができ、形成された機能性層の中心部と端部との膜厚の差を少ないものとすることができるのである。
【００３３】
上記機能性層形成用塗工液の温度調整により、上記機能性層形成用塗工液中の溶媒が揮発して形成される機能性層の形状を制御することが可能となり、形成された機能性層のうち、機能性部として用いられる有効領域における最大膜厚と最小膜厚との比が所定の範囲となるようにすることが可能となるのである。また、本発明においては、特殊な装置や複雑な工程を経る必要がなく、また滴下される機能性層形成用塗工液の組成を変える必要性がない。従って、製造効率やコストの面からも好ましいものとすることができ、例えば有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層や、カラーフィルタの画素部等、様々な機能性部を有する機能性素子の製造方法に適用することが可能である。
【００３４】
以下、本発明の機能性素子の製造方法の特徴である温度調整について最初に説明し、その後、本発明の機機能性層形成工程に用いられる各構成について説明する。
【００３５】
１．温度調整
まず、本発明の特徴である、機能性素子の製造方法における温度調整について説明する。本発明の機能性素子の製造方法における温度調整は、後述する機能性層を形成する際に、吐出法によって滴下された機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより行われるものである。上記機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、上記機能性層形成用塗工液に含有される溶媒の揮発速度等を調整することができ、形成された機能性層の形状を制御することが可能となるのである。
【００３６】
ここで、本発明における温度調整は、後述する機能性層形成工程により形成された機能性層のうち、機能性部として用いられる領域である有効領域における最大膜厚（Ｔｍａｘ）と最小膜厚（Ｔｍｉｎ）とが、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように行われる。本発明においては、中でも
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．５
特に
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．２
であることが好ましい。これにより、本発明により製造された機能性素子が光学デバイスである場合には、上記機能性部の膜厚の差によって画素内の表示むらや色むら、デバイス寿命の短命化等が生じることを防ぐことができ、また製造された機能性素子が電子デバイスである場合には、上記機能性部の膜厚の差によって電気特性の差等が生じることを防止することができるからである。
【００３７】
ここで、上記有効領域とは、例えば図１に示すように、形成された機能性層４のうち、実際に機能性素子における機能性部として機能する領域ａである。これは、例えば図３に示すように、上記機能性層が有機ＥＬ素子における発光層である場合、基板１上には絶縁層５等とともに発光層４が設けられる。この場合、通常発光層４は、絶縁層５等にかかるように形成され、実際に発光部（機能性部）として機能する有効領域としては、図中に示すａの領域となる。また、本発明により製造される機能性層がカラーフィルタにおける着色層である場合においても、通常、着色層がブラックマトリックスにかかるように形成される。従って、本発明においては、上記機能性層の全領域が平坦性を有する必要はなく、機能性部として用いられる有効領域において、機能性層が平坦性を有するものであればよいのである。なお、本発明には、製造される機能性素子の種類により、上記機能性層の全領域が有効領域とされるものも含まれる。
【００３８】
ここで、本発明における上記機能性層形成用塗工液の温度を調整する方法としては、上記機能性層形成用塗工液を吐出する際に、温度を調整するものであってもよく、また上記機能性層形成用塗工液が吐出装置より吐出され、基板に着弾する際に温度が調整されるものであってもよい。また、これらを組み合わせて行われるものであってもよい。
【００３９】
本発明においては上記の中でも、上記機能性層形成用塗工液が吐出装置より吐出され、基板に着弾する際に温度が調整される際に温度が調整される場合、すなわち基板の温度を調整することにより行われるものであることが好ましい。上記吐出装置より吐出される機能性層形成用塗工液の液滴は十分小さく、基板の温度を目的とする温度に保持することによって、上記機能性層形成用塗工液が着弾する際に、基板と機能性層形成用塗工液とを等しい温度とすることができ、上記機能性層形成用塗工液を目的とする温度とすることが可能となるのである。この基板の温度調整は、特別な装置等を必要とせず、また上記機能性層形成用塗工液の温度調整によって生じる粘度変化に対して、吐出装置の調整等をする必要がないことから、容易に行うことができるからである。
【００４０】
ここで、本発明の機能性素子の製造方法においては、所定の温度で形成される機能性層の形状により、上記温度調整において、調整される温度が異なる。従って、本発明の機能性素子の製造方法により機能性素子を製造する前に、まず所定の温度で、本発明に用いられる基板上において、機能性層を形成する機能性層形成用領域に、機能性層形成用塗工液を吐出法により滴下後、乾燥固化させる機能性層形成工程（後で詳しく説明する。）を行い、形成された機能性層の形状を検査する。上記検査により、形成された機能性層の形状が、例えば図４に示すように、機能性層の中心部が凹形状の場合と、例えば図５に示すように、機能性層の中心部が凸形状の場合とに分けられる。以下、それぞれの場合の温度調整について説明する。
【００４１】
なお、本発明でいう所定の温度とは、機能性素子の製造が行われる環境の温度をいうこととし、通常は室温と同じ温度とされるものであり、具体的には０℃〜５０℃の範囲内に通常設定される。
【００４２】
（中心部が凹形状の場合）
まず、上記検査により機能性層の中心部が凹形状である場合の温度調整について説明する。上記検査によって、所定の温度により形成された機能性層の中心部が凹形状である場合には、本発明の機能性素子の製造方法における温度の調整は、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を低くすることにより行われる。これは、所定の温度において、上記機能性層形成用塗工液が、上記機能性層形成用領域上に塗布された際、上記機能性層形成用領域の端部における機能性層形成用塗工液中の揮発速度が速く、上述したように、中央部から外側への液体のフローが発生している。そこで、吐出法によって滴下された機能性層形成用塗工液の温度を低くすることにより、上記機能性層形成用領域端部における機能性層形成用塗工液中の溶媒の揮発速度を遅くすることができ、機能性層形成用領域中央部から外側への液体のフローを抑制し、機能性層の膜厚を平坦なものとすることができるのである。
【００４３】
上記温度調整後の機能性層形成用塗工液の温度としては、機能性層形成用塗工液の種類や粘度、室温等により、適宜選択されるものであるが、上記検査を行う所定の温度より低い温度であって、通常所定の温度から１℃〜３０℃低い温度、中でも３℃〜１５℃低い温度の範囲内とされる。ここで、上記機能性層形成用塗工液の温度は、基板に着弾した際の温度とする。
【００４４】
上記機能性層形成用塗工液の温度を上記範囲内とする方法としては、上記温度調整を吐出装置における吐出部分において行う場合には、インク温度調整機構を有する吐出装置を用いる方法等が挙げられる。また、上記温度調整を基板の温度を調整することにより行う場合には、基板を保持する基板保持部を水冷する方法や、上記基板保持部をペルチェ素子により冷却する方法等が挙げられる。本発明においては、上述したように、上記基板の温度を調整することにより、上記温度調整を行うことが好ましく、上記の方法の中でもペルチェ素子を用いた方法であることが好ましい。また、この際の基板の温度は、通常所定の温度より１℃〜３０℃低い温度、中でも３℃〜１５℃低い温度とされることが好ましい。
【００４５】
また、本発明においては、後述するインク温度調整機構や、基板温度調整機構を有するインクジェット装置を用いて行うことも可能であり、上記温度調整と、上記機能性層形成用塗工液の塗布とを同じ装置によって行うことが可能となることから、後述するインクジェット装置を用いることが好ましい。またこの際、上記温度調整の際に水分結露の発生を抑制するために、窒素ガスや乾燥空気の雰囲気下で行うことが好ましい。
【００４６】
なお、上記温度は、通常上記機能性層形成用塗工液が乾燥硬化する間保持されることが好ましい。
【００４７】
（中心部が凸形状の場合）
次に、上記検査により機能性層の中心部が凸形状である場合の温度調整について説明する。上記検査によって、所定の温度により形成された機能性層の中心部が凸形状である場合には、本発明の機能性素子の製造方法における温度調整は、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を高くすることにより行われる。これは、所定の温度において、上記機能性層形成用塗工液が、上記機能性層形成用領域上に塗布された際、上記機能性層形成用領域中央部から外側への液体のフローが不足している。そこで、吐出法によって滴下された機能性層形成用塗工液の温度を高くすることにより、上記機能性層形成用領域中央部から外側への液体のフローを促進し、機能性層の膜厚を平坦なものとすることができるのである。
【００４８】
上記温度調整後の機能性層形成用塗工液の温度としては、機能性層形成用塗工液の種類や粘度や室温等により、適宜選択されるものであるが、上記検査を行う所定の温度より高い温度であって、通常所定の温度から１℃〜３０℃高い温度、中でも３℃〜１５℃高い温度の範囲内とされる。
【００４９】
上記機能性層形成用塗工液の温度を上記範囲内とする方法としては、上記温度調整を吐出装置における吐出部分において行う場合には、インク温度調整機構を有する吐出装置を用いる方法等が挙げられる。また、上記温度調整を基板の温度を調整することにより行う場合には、ホットプレートや、ペルチェ素子等を用いる方法が挙げられる。また、この場合においても、上述したように、上記基板の温度を調整することにより、上記温度調整を行うことが好ましく、上記の方法の中でもペルチェ素子を用いる方法であることが好ましい。また、この際の基板の温度は、通常所定の温度より１℃〜３０℃高い温度、中でも３℃〜１５℃高い温度とされることが好ましい。
【００５０】
また、本発明においては、後述するインク温度調整機構や、基板温度調整機構を有するインクジェット装置を用いて行うことも可能であり、上記温度調整と、上記機能性層形成用塗工液の塗布とを同一の装置において行うことが可能となる面から、後述するインクジェット装置を用いることが好ましい。
【００５１】
なお、上記温度は通常、上記機能性層形成用塗工液が乾燥硬化する間保持されることが好ましい。
【００５２】
２．機能性層形成工程
次に、本発明の機能性素子の製造方法における機能性層形成工程について説明する。本発明の機能性素子の製造方法における機能性層形成工程は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させる工程である。以下、この機能性層形成工程について、各構成ごとに説明する。
【００５３】
（基板）
まず、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板は、後述する機能性層形成用塗工液が塗布され、機能性層が形成されるものである。本発明においては、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に、上記機能性層形成用塗工液を塗布することが可能であれば、その基板の種類等は特に限定されるものではなく、製造される機能性素子の種類や用途により適宜選択されるものである。また、透明性や可撓性等についても適宜選択される。
【００５４】
ここで、上記機能性層形成用領域とは、上記基板上において機能性層が形成される領域である。本発明においては、上記機能性層形成用領域が、機能性層を形成しない領域と異なる性質を有することが、高精細に機能性層を形成することが可能となることから好ましい。本発明においては、特に濡れ性が異なることが好ましく、上記基板が撥液性領域、上記機能性層形成用領域が親液性領域とされていることが好ましい。これにより、後述する吐出法によって機能性層形成用塗工液を塗布した際に、上記基板上においては機能性層形成用塗工液がはじかれて付着せず、親液性領域である上記機能性層形成用領域のみに機能性層形成用塗工液が塗布され、目的とする形状に、機能性層を容易に形成することが可能となるからである。
【００５５】
ここで、親液性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、後述する機能性部用組成物等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、後述する機能性部用組成物等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００５６】
なお、本発明においては、隣接する領域の液体との接触角より、液体との接触角が１°以上低い場合には親液性領域、隣接する領域の液体との接触角より、液体との接触角が１°以上高い場合には撥液性領域とすることとする。
【００５７】
ここで、上記親液性領域と撥液性領域との、後述する機能性層形成用塗工液に対する接触角が、少なくとも１°以上、好ましくは５°以上、特に１０°以上異なることが好ましい。
【００５８】
上述したような、基材上を撥液性領域、機能性層形成用領域を親液性領域とする方法については、後述する「３．その他」の項で説明するので、ここでの説明は省略する。
【００５９】
また、本発明においては、上記機能性層形成用領域の外周部に隔壁が設けられており、この隔壁により機能性層形成用領域と、機能性層を形成しない領域とが区切られているものであってもよい。この隔壁についても、後述するので、ここでの説明は省略する。
【００６０】
またさらに、本発明に用いられる基板上には、機能性素子の種類や必要に応じて、例えば有機ＥＬ素子における絶縁層等、種々の部材が形成されているものであってもよい。
【００６１】
（吐出法）
次に、本発明に用いられる吐出法について説明する。本発明においては、上記機能性層形成用領域上に、吐出法により後述する機能性層形成用塗工液が塗布される。本発明に用いられる吐出法としては特に限定されるものではなく、例えばディスペンサー法やインクジェット法等が挙げられるが、本発明においては、中でもインクジェット法であることが好ましい。これにより、目的とするパターン状に機能性層を容易に形成することができ、また製造装置の簡略化やランニングコスト等の面からも好ましいからである。
【００６２】
なお、本発明においては、後述するインク温度調整機構または基板温度調整機構を有するインクジェット装置を用いて行われることが好ましい。これにより、上述した温度調整を、上記機能性層形成用塗工液の塗布と同一の装置により行うことが可能となるからである。
【００６３】
（機能性層形成用塗工液）
次に、本発明に用いられる機能性層形成用塗工液について説明する。本発明に用いられる機能性層形成用塗工液は、溶媒を含有するものであり、上述した基材上の機能性層を形成する機能性層形成用領域上に、上記吐出法により滴下された後、乾燥固化されることにより機能性層を形成するものである。
【００６４】
ここで、本発明に用いられる機能性層形成用塗工液は、製造される機能性素子における機能性層の種類により適宜選択されるものであり、例えば有機ＥＬ素子における発光層を形成する発光層形成用塗工液や、カラーフィルタにおける着色層を形成する着色層形成用塗工液等が挙げられる。
【００６５】
本発明においては、上記吐出法の中でも特にインクジェット法により塗布されることが好ましく、このようなインクジェット法に用いられる機能性層形成用塗工液の性質としては、溶媒を含み、粘性が低く、高沸点であること等が挙げられる。上記性質を有する機能性層形成用塗工液とすることにより、ノズル口から速やかに滞りなく塗工液を吐出させることができ、かつノズル内壁への塗工液の残存を防止し、塗工液の側面からインクジェット法の塗布精度を向上させることができるからである。
【００６６】
このような機能性層形成用塗工液に含有される溶媒の種類は、特に限定されるものではなく、目的とする機能性層の種類に応じて適宜選択され、水系であっても非水系であってもよい。また、所定の温度での飽和蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以上の速乾性溶媒、所定の温度での飽和蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下の遅乾性溶媒であってもよく、さらにこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００６７】
（乾燥固化）
次に、本発明においては、上述した機能性層形成用領域上に形成された機能性層形成用塗工液の乾燥固化（もしくは硬化）が行われる。本発明においては、上記機能性層形成用塗工液の乾燥固化は、上記温度調整の項で説明した温度で行われるものである。本発明においては、上記機能性層形成用塗工液中の溶媒を揮発させることが可能であれば、その方法は特に限定されるものではなく、吐出法により形成された膜の乾燥に通常行われる方法を用いることが可能である。
【００６８】
３．その他
本発明においては、上述したように、上記機能性層形成用領域が、機能性層を形成しない領域と異なる性質を有することが、高精細に機能性層を形成することが可能となる面からから好ましく、特に濡れ性が異なることが好ましい。本発明においては、濡れ性の異なる領域を形成可能とすることを実現するために、上記基板が、基材と、上記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、上記機能性層形成用領域が上記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたもの（第１の態様）であることが好ましい。これにより、エネルギー照射によって容易に、目的とするパターン状に親液性領域である機能性層形成用領域を形成することが可能となるからである。
【００６９】
また、本発明においては、上記機能性層形成用領域の外周部に隔壁が設けられており、この隔壁により機能性層形成用領域と、機能性層を形成しない領域とが区切られているもの（第２の態様）であってもよい。上記どちらの態様においても、上述した基板における機能性層形成用領域上に機能性層形成用塗工液を塗布する際、目的とするパターン状に高精細に機能性層形成用塗工液を塗布することが可能となる。以下、それぞれの態様について説明する。
【００７０】
（第１の態様）
まず、上記基板が、基材と、上記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、上記機能性層形成用領域が上記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたものである場合について説明する。本態様においては、上記基板が、基材とその基材上に形成された上記濡れ性変化層とから形成されていることから、エネルギー照射を行うことによって、容易に表面の濡れ性を低下させることができ、親液性領域を形成することができる。すなわち、上記濡れ性変化層上の上記機能性層形成用領域のみにエネルギーを照射することによって、容易に上記機能性層形成用領域を親液性領域とすることが可能となるのである。
【００７１】
以下、本態様に用いられる各構成について説明する。
【００７２】
（１）濡れ性変化層
本態様に用いられる濡れ性変化層は、後述する基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する層であれば特に限定されるものではない。
【００７３】
本態様に用いられる濡れ性変化層は中でも、エネルギー照射していない部分、すなわち撥液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上であることが好ましい。これは、エネルギー照射していない部分が撥液性が要求される部分であることから、上記液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、上記機能性層形成用塗工液を塗布した際に、撥液性領域にも機能性層形成用塗工液が付着する可能性があるからである。
【００７４】
また、上記濡れ性変化層は、エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるような層であることが好ましい。エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高い場合は、上記機能性層形成用塗工液を親液性領域においてもはじいてしまう可能性があり、機能性層形成用塗工液が十分に塗れ広がらず、機能性層を形成することが困難となる場合があるからである。
【００７５】
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。
【００７６】
本態様に用いられる濡れ性変化層は、この濡れ性変化層中にフッ素が含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていてもよく、またエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を含むように形成されていてもよい。
【００７７】
上述したような濡れ性変化層における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本態様においては、このキャリアが濡れ性変化層内のバインダ化合物に作用を及ぼし、その表面の濡れ性を変化させるものであると考えられる。
【００７８】
以下、このような濡れ性変化層を構成する、光触媒、バインダ、およびその他の成分について説明する。
【００７９】
ａ．光触媒
まず、本態様に用いられる光触媒について説明する。本態様に用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８０】
本態様においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本態様ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００８１】
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００８２】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【００８３】
本態様に用いられる濡れ性変化層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、濡れ性変化層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００８４】
ｂ．バインダ
次に、本態様に用いられるバインダについて説明する。本態様においては、濡れ性変化層上の濡れ性の変化をバインダ自体に光触媒が作用することにより行う場合（第１の形態）と、エネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を濡れ性変化層に含有させることにより変化させる場合（第２の形態）と、これらを組み合わせることにより行う場合（第３の形態）の三つ形態に分けることができる。上記第１の形態および第３の形態において用いられるバインダは、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる機能を有する必要があり、上記第２の形態では、このような機能は特に必要ない。
【００８５】
以下、まず第２の形態に用いられるバインダ、すなわち光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を特に必要としないバインダについて説明し、次に第１の形態および第３の形態に用いられるバインダ、すなわち光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を有するバインダについて説明する。
【００８６】
上記第２の形態に用いられる、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を特に必要としないバインダとしては、主骨格が上記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、有機置換基を有しない、もしくは多少有機置換基を有するポリシロキサンを挙げることができ、これらはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分解、重縮合することにより得ることができる。
【００８７】
このようなバインダを用いた場合は、添加剤としてエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を濡れ性変化層中に含有させることが必須となる。
【００８８】
次に、上記第１の形態および第３の形態に用いられる、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を必要とするバインダについて説明する。このようなバインダとしては、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような有機置換基を有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００８９】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００９０】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ２Ｈ４ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、濡れ性変化層のエネルギー未照射部の撥液性が大きく向上し、上記機能性層形成用塗工液の付着を妨げる機能を発現する。
【００９１】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００９２】
【化１】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００９３】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【００９４】
ｃ．分解物質
上記第２の形態および第３の形態においては、さらにエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を濡れ性変化層に含有させる必要がある。すなわち、バインダ自体に濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能が無い場合、およびそのような機能が不足している場合に、上述したような分解物質を添加して、上記濡れ性変化層上の濡れ性の変化を起こさせる、もしくはそのような変化を補助させるようにするのである。
【００９５】
このような分解物質としては、光触媒の作用により分解し、かつ分解されることにより濡れ性変化層表面の濡れ性を変化させる機能を有する界面活性剤を挙げることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００９６】
また、界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を挙げることができる。
【００９７】
ｄ．フッ素の含有
また、本態様においては、濡れ性変化層がフッ素を含有し、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていることが好ましい。
【００９８】
このような特徴を有する濡れ性変化層であれば、エネルギーをパターン照射することにより、後述するように容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥液性域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。
【００９９】
したがって、このような濡れ性変化層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、上記機能性層形成用塗工液を塗布し、高精細な機能性層を形成することが可能となるからである。
【０１００】
上述したような、フッ素を含む濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ましくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ましい。
【０１０１】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親液性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような濡れ性変化層に、例えば上記機能性層形成用塗工液を塗布することにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみに正確に機能性層を形成することが可能となるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【０１０２】
このような濡れ性変化層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ， ＥＳＣＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）とも称される。）、蛍光Ｘ線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【０１０３】
また、本態様においては、光触媒として上述したように二酸化チタンが好適に用いられるが、このように二酸化チタンを用いた場合の、濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合に、フッ素（Ｆ）元素が５００以上、このましくは８００以上、特に好ましくは１２００以上となる比率でフッ素（Ｆ）元素が濡れ性変化層表面に含まれていることが好ましい。
【０１０４】
フッ素（Ｆ）が濡れ性変化層にこの程度含まれることにより、濡れ性変化層上における臨界表面張力を十分低くすることが可能となることから表面における撥液性を確保でき、これによりエネルギーをパターン照射してフッ素含有量を減少させたパターン部分における表面の親液性領域との濡れ性の差異を大きくすることができるからである。
【０１０５】
さらに、エネルギーをパターン照射して形成される親インク領域におけるフッ素含有量が、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合にフッ素（Ｆ）元素が５０以下、好ましくは２０以下、特に好ましくは１０以下となる比率で含まれていることが好ましい。
【０１０６】
濡れ性変化層中のフッ素の含有率をこの程度低減することができれば、機能性層を形成するためには十分な親液性を得ることができ、上記エネルギーが未照射である部分の撥液性との濡れ性の差異により、機能性層を精度良く形成することが可能となる。
【０１０７】
ｅ．濡れ性変化層の製造方法
上述したようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記濡れ性変化層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、濡れ性変化層を形成することができる。
【０１０８】
（２）基材
次に、本態様に用いられる基材について説明する。本態様に用いられる基材は、上記濡れ性変化層が形成可能であれば、特に限定されるものではなく、製造される機能性素子の種類や用途により適宜選択されるものである。また、透明性や可撓性についても適宜選択されるものである。
【０１０９】
なお、本態様においては、基材表面と上記濡れ性変化層等との密着性を向上させるために、基材上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【０１１０】
（３）親液性領域（機能性層形成用領域）の形成
次に、親液性領域（機能性層形成用領域）の形成について説明する。本態様においては、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、上述した濡れ性変化層の濡れ性を変化させ、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域を親液性領域とする。
【０１１１】
本態様における上記親液性領域の形成は、例えば図６に示すように、上記基材１１上に形成された上記濡れ性変化層１２に、例えばフォトマスク１３等のマスクを用いてエネルギー１４を照射する（図６（ａ））。これにより、エネルギー照射された領域の濡れ性変化層１２上の濡れ性が変化し、親液性領域とされた機能性層形成用領域１５とすることができるのである（図６（ｂ））。
【０１１２】
なお、本態様でいうエネルギー照射（露光）とは、上記濡れ性変化層の濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【０１１３】
通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒に二酸化チタンが好ましく用いられ、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【０１１４】
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
【０１１５】
上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。
【０１１６】
また、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、濡れ性変化層が光触媒の作用により濡れ性が変化するのに必要な照射量とする。
【０１１７】
この際、上記濡れ性変化層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させことが可能となり、効率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【０１１８】
（第２の態様）
次に、上記機能性層形成用領域の外周部に、隔壁が設けられており、この隔壁により機能性層形成用領域と、機能性層を形成しない領域とが区切られている場合について説明する。本態様は、例えば図７に示すように、基板１上に、隔壁６が設けられており、この隔壁６により上記機能性層形成用領域ｂと、機能性層を形成しない領域とが区切られているものである。上記隔壁は、上記機能性層形成用領域と、上記機能性層を形成しない領域とを区切るものであれば、特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタにおけるブラックマトリックス等であってもよい。ここで、本態様においては、例えば図８に示すように、隔壁６の高さｃが、形成された機能性層４の最大膜厚Ｔｍａｘより低い場合には、隔壁６は親液性であっても撥液性であってもよいが、例えば図９に示すように、隔壁６の高さｃが、形成された機能性層４の最大膜厚Ｔｍａｘより高い場合には、隔壁６は撥液性であることが必要とされる。これは、形成された機能性層の最大膜厚より、高さが高い隔壁が親液性である場合には、隔壁と隔壁との間に塗布された機能性層形成用塗工液が、隔壁による影響を受けるため、上記温度調整によって、上記機能性層形成用塗工液中に含有される溶媒の揮発速度に伴うフローを制御することが困難となり、本発明の効果を期し難いからである。なお、ここでいう親液性および撥液性とは、上記第１の態様で説明した親液性領域における親液性、および撥液性領域における撥液性と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１９】
またこの際、上記機能性層形成用領域は親液性であることが好ましい。上記機能性層形成用領域が撥液性である場合には、機能性層形成用塗工液をはじいてしまい、均一な機能性層を形成することが困難となる。またさらに、機能性層形成用塗工液の撥液性の影響を受けることにより、上述した温度調整によって、上記機能性層形成用塗工液中に含有される溶媒の揮発速度に伴うフローを制御することが困難となる場合があるからである。
【０１２０】
Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上述した機能性素子の製造方法により製造される上記機能性部が、少なくとも発光層を有する有機ＥＬ層であることを特徴とするものである。本発明によれば、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層が、上述した機能性素子の製造方法により製造されることにより、有機ＥＬ層の膜厚を均一なものとすることができ、色ムラやデバイス寿命の短命化等の少ない、高品質な有機ＥＬ素子とすることができるのである。
【０１２１】
本発明における有機ＥＬ素子の製造方法は、例えば図１０に示すように、透明基材１上に、第１電極層１５をフォトリソグラフィー法等によりパターン状に形成し、その第１電極層１５の端部を覆うように絶縁層５を形成する。その後、絶縁層より幅が狭くなるように撥液性の隔壁６を形成する（図１０（ａ））。
【０１２２】
続いて、例えばインクジェット装置３によりＲ、Ｇ、Ｂ各色の発光層形成用塗工液２を、上記第１電極層１５上である、上記隔壁６間に塗布し（図１０（ｂ））、上述した温度調整を行うことにより、平坦な発光層４を形成する（図１０（ｃ））。さらに、その発光層４上に第２電極層１６を形成することにより有機ＥＬ素子とする（図１０（ｄ））方法等とすることができる。
【０１２３】
本発明により製造される有機ＥＬ素子は、上記の有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、例えば第１電極層上に正孔注入層を形成するものであってもよく、また発光層形成後に、電子注入層や電子輸送層、電荷ブロッキング層等を形成するものであってもよい。
【０１２４】
また、上記「Ａ．機能性素子の製造方法」で説明した濡れ性変化層等が形成されているものであってもよい。
【０１２５】
なお、本発明に用いられる有機ＥＬ素子の各構成等に用いられる材料等は、通常有機ＥＬ素子の製造方法に用いられる材料を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
Ｃ．インクジェット装置
次に、本発明のインクジェット装置について説明する。本発明のインクジェット装置には、２つの態様がある。第１の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有するものであり、第２の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有するものである。
【０１２７】
上記どちらの態様においても、吐出部により吐出されたインクの温度を調整することが可能となる。これにより、上記インクジェット装置により塗布されたインクの溶剤の揮発速度を調整することが可能となり、形成された膜の形状を制御することが可能となるのである。
【０１２８】
以下、それぞれの態様についてわけて説明する。
【０１２９】
１．第１の態様
まず、本発明のインクジェット装置の第１の態様について説明する。本発明のインクジェット装置の第１の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有するものである。
【０１３０】
本態様のインクジェット装置は、上記インクジェット装置から吐出されるインクの温度を調整することにより、吐出されたインクの温度の調整をすることに特徴を有するものである。以下、本態様のインクジェット装置の各構成について説明する。
【０１３１】
（吐出部）
まず、本態様のインクジェット装置における吐出部について説明する。本態様に用いられる吐出部は、インクを吐出する部材であり、通常インクジェット装置に用いられる吐出部を用いることが可能である。
【０１３２】
本発明におけるインクの吐出方法としては、特に限定されるものではなく、例えば帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いることが可能である。
【０１３３】
（基板保持部）
次に、本発明のインクジェット装置に用いられる基板保持部について説明する。本発明のインクジェット装置に用いられる基板保持部は、上述した吐出部より吐出されたインクを塗布する対象である基板を保持するものである。本発明においては、基板を保持することが可能であれば特に限定されるものではなく、通常上記吐出部と、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に相対的に移動可能なものとされる。
【０１３４】
（インク温度調整機構）
次に、本態様のインクジェット装置に用いられるインク温度調整機構について説明する。本態様に用いられるインク温度調整機構は、上記吐出部から吐出されるインクの温度を目的とする温度に保持することが可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば上記吐出部にインクを供給するためにインクを保持する例えばタンク等の温度を調整する機構であってもよく、また上記吐出部の温度を所定の温度に保持し、吐出されるインクの温度を調整するものであってもよい。
【０１３５】
２．第２の態様
次に、本発明のインクジェット装置における第２の態様について説明する。本発明のインクジェット装置における第２の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有するものである。
【０１３６】
本発明によれば、上記吐出部より吐出される機能性層形成用塗工液の液滴は十分小さい。従って上記基板温度調整機構により、基板の温度を目的とする温度に保持することによって、上記機能性層形成用塗工液が着弾する際に、基板と機能性層形成用塗工液とを等しい温度とすることができ、上記機能性層形成用塗工液を目的とする温度とすることが可能となるのである。
【０１３７】
以下、本態様のインクジェット装置の基板温度調整機構について説明する。なお、吐出部および基板保持部については、上述した第１の態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３８】
（基板温度調整機構）
本態様のインクジェット装置に用いられる基板温度調整機構について説明する。本態様に用いられる基板温度調整機構は、上記吐出部から吐出された基板の温度を目的とする温度に保持することが可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば水やペルチェ素子により冷却する冷却機構および加熱機構を有するものが挙げられる。
【０１３９】
３．その他
本発明のインクジェット装置は、上記インク温度調整機構および基板温度調整機構を有するものであってもよい。
【０１４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１４１】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【０１４２】
［実施例１］
（基板の作製）
２００μｍの厚さのＰＥＴ上にＩＴＯをスパッタにより成膜し、８０μｍの線幅のＩＴＯを２０μｍの間隔でパターニングした後、ＩＴＯパターンのエッジを被うようにＩＴＯの間を厚さ１μｍの絶縁層をフォトリソグラフィー法により形成した。絶縁層にはレジストとしてＺＰＰ−１８５０（日本ゼオン（株））を用いた。
【０１４３】
次に、下記組成の光触媒含有層用の塗布液を調整した。
上記の光触媒含有層塗液を上記基板上に塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理後、加水分解、重縮合反応を進行させて、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された透明な光触媒含有層を厚み２０ｎｍに形成した。
【０１４４】
続いて、上記の光触媒含有層にマスクを介して水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で５０秒間パターン照射を行い、照射部位と非照射部位との水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定した結果（マイクロシリンジから水滴を滴下して３０秒後）、非照射部位における水の接触角は１４２°であるのに対し、照射部位における水の接触角は１０°以下であり、照射部位と非照射部位との濡れ性の相違によるパターン形成が可能なことが確認された。
【０１４５】
（発光層形成用塗工液の準備）
次に、発光層として以下の組成物を発光層形成用塗工液として準備した。
・ポリビニルカルバゾール ７重量部
・発光色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ０．１重量部
・オキサジアゾール化合物 ３重量部
・テトラリン ９９０重量部
上記発光層形成用塗工液の濃度を測定したところ、粘度は１２ｍ・Ｐａ・ｓであった。
【０１４６】
（発光層形成用塗工液の塗布）
次に、チラーによる水冷式冷却機構、加熱機構および温度制御機構を持つ基板ステージ上に上述した基板をセットした。このとき、室温は２１℃であった。
【０１４７】
続いて、上述した基板温度を１８℃に保持しながら、インクジェット法により前記発光層形成用塗工液（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のインクを発光層形成用領域である親液性領域にそれぞれ形成した。目視により溶剤乾燥を確認した後、膜中残留溶剤を除去するため、窒素中で１００℃、１時間乾燥を行った。
【０１４８】
（評価）
次に、以下の２つの評価を実施し、上記発光層領域（画素内）での平坦性の評価を実施した。
【０１４９】
＜評価１＞
上記基板上に第２電極として真空蒸着装置により、Ｃａを１０００Å、保護電極としてＡｌを２０００Å成膜した。第１電極側を正極、第２電極側を負極に接続し、ソースメーターにより直流電流を印可し、画素部の発光エリアの面積測定を、複数の印加電圧により行った。また、面積測定は印加電圧による（発光部の面積）／（開口部の面積）（ＩＴＯ部）により計算を行った。表１に各温度での発光面積を示す。
【０１５０】
＜評価２＞
各基板を第２電極を形成しないで、インク塗布領域での発光層膜厚分布を触針式段差計により測定を行った。表２に各温度での画素内膜厚の最大値／最小値を示し、図１１に各温度での画素内膜厚プロファイルを示す。
【０１５１】
［実施例２］
上記基板の温度を１５℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５２】
［実施例３］
上記基板の温度を１２℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５３】
［比較例１］
上記基板の温度を２１℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５４】
［比較例２］
上記基板の温度を３５℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５５】
【表１】
【０１５６】
【表２】
【０１５７】
［評価結果］
上記比較例１および比較例２の、室温（２１℃）以上での膜形成では、画素内の膜厚分布が大きく、また、発光面積についても、発光開始電圧直後は非常に狭い領域しか発光しておらず、印加電圧が増加するにつれ発光面積は増加した。
【０１５８】
一方、実施例１から実施例３までの室温（２１℃）以下での膜形成では、画素内膜厚は緩和する傾向が観察された。特に、実施例２および実施例３の、基板温度が１５℃以下では非常に平坦であり、発光面積は開口部のほとんどの部分が発光部であった。また、発光開始電圧から電圧増加に伴う発光領域変化はほとんど観察されずほぼ一定であった。
【０１５９】
［実施例４］
（基板の調整）
ガラス基板上に第１電極としてＩＴＯが１００μｍピッチ（ＩＴＯ幅８０μｍ，スペース幅２０μｍ）でパターニングされた基板を準備した。
【０１６０】
次に、絶縁層としてポジ型感光成材料であるＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を基板全面にスピンコーティング法により膜厚１．５μｍとなるように成膜し、第１電極開口部が幅７０μｍ、高さ７０μｍの矩形になるように開口部が設計されたフォトマスクを用いて、露光を行い、アルカリ現像液（ＮＭＤ−３東京応化社製）により現像を行った。続いて、２５０℃、３０分間加熱硬化処理を行い絶縁層とした。
【０１６１】
次に、撥インク性隔壁として、ポジ型感光性材料ＯＦＰＲ−８００中に撥インク性を有するモノマーであるモディパー（日本油脂社製）を２ｗｔ％混合した溶液を基板全面に塗布した。続いて、第１電極が露出した領域よりも若干広い部分が開口部となるように設計されたフォトマスクを介して露光、現像を行い撥インク性隔壁を絶縁層よりも内側に形成し、２５０℃、３０分間加熱硬化処理を行い撥インク性隔壁とした。撥インク性隔壁に対するインク接触角は６４°、第１電極および絶縁層に対するインク接触角は１０°以下であった。
【０１６２】
次に、正孔注入層として、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（バイエル社製）をインクジェット法により第１電極上に吐出し、２００℃、１時間乾燥を行い膜中水分を完全に除去した。
【０１６３】
（発光層形成用塗工液の準備）
発光層として以下の組成物を発光層形成用塗工液として準備した。
・ポリビニルカルバゾール ７重量部
・発光色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ０．１重量部
・オキサジアゾール化合物 ３重量部
・シクロヘキシルベンゼン ９９０重量部
上記発光層形成用塗工液の濃度を測定したところ、粘度は１４ｍ・Ｐａ・ｓであった。
【０１６４】
（発光層形成用塗工液の塗布）
次に、チラーによる水冷式冷却機構、加熱機構および温度制御機構を持つ基板ステージ上に上述した基板をセットした。このとき、室温は２１℃であった。
【０１６５】
続いて、上述した基板温度を３５℃に保持しながら、インクジェット法により前記発光層形成用塗工液（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のインクを発光層形成用領域である親液性領域にそれぞれ形成した。目視により溶剤乾燥を確認した後、膜中残留溶剤を除去するため、窒素中で１００℃、１時間乾燥を行った。
【０１６６】
（評価）
次に、以下の２つの評価を実施し、上記発光層領域（画素内）での平坦性の評価を実施した。
【０１６７】
＜評価１＞
上記基板上に第２電極として真空蒸着装置により、Ｃａを１０００Å、保護電極としてＡｌを２０００Å成膜した。第１電極側を正極、第２電極側を負極に接続し、ソースメーターにより直流電流を印可し、画素部の発光エリアの面積測定を、複数の印加電圧により行った。また、面積測定は印加電圧による（発光部の面積）／（開口部の面積）（ＩＴＯ部）により計算を行った。表３に各温度での発光面積を示す。
【０１６８】
＜評価２＞
各基板を第２電極を形成しないで、インク塗布領域での発光層膜厚分布を触針式段差計により測定を行った。表４に各温度での画素内膜厚の最大値／最小値を示し、図１２に各温度での画素内膜厚プロファイルを示す。
【０１６９】
［実施例５］
上記基板の温度を３０℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７０】
［比較例３］
上記基板の温度を２１℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７１】
［比較例４］
上記基板の温度を１３℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７２】
［比較例５］
上記基板の温度を４５℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７３】
【表３】
【０１７４】
【表４】
【０１７５】
［評価結果］
上記比較例３および比較例４の室温以下での膜形成では、画素内の膜厚分布は中心部が厚く周辺部が薄いプロファイルとなり、また、発光面積は画素の周囲のみが発光する結果となった。
【０１７６】
一方、比較例５での膜形成では、膜厚分布は中心部が薄く、周辺部が厚いプロファイルとなり膜厚分布が増加した。
【０１７７】
実施例４および実施例５においては、非常に平坦であり、発光面積は開口部のほとんどの部分が発光部であった。また、発光開始電圧から電圧増加に伴う発光領域変化はほとんど観察されずほぼ一定であった。
【０１７８】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出法により滴下された後の機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、上記機能性層形成用塗工液の溶媒の揮発速度を調整することが可能となり、機能性部として用いられる有効領域の膜厚の最大膜厚と最小膜厚との比が上記範囲内となるように形成することができる。これにより、特別な装置等が必要なく、例えばインクジェット法等によって効率よく、平坦な機能性部を有する機能性素子を製造することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機能性素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】本発明の機能性素子の製造方法における機能性層形成用塗工液の乾燥速度の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の機能性素子の製造方法における有効領域を説明するための図である。
【図４】凹形状に形成された機能性層の一例を示す概略断面図である。
【図５】凸形状に形成された機能性層の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の機能性素子の製造方法に用いられる基板の形成方法の一例を示した図である。
【図７】本発明の機能性素子の製造方法に用いられる基板の一例を示した概略断面図である。
【図８】本発明に用いられる隔壁の一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明に用いられる隔壁の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図１１】本発明の実施例および比較例の膜厚プロファイルを示したグラフである。
【図１２】本発明の実施例および比較例の膜厚プロファイルを示したグラフである。
【図１３】機能性素子の製造方法の従来技術を示す工程図である。
【図１４】インクジェット法による膜形成の際の乾燥速度およびインクのフローを説明するための図である。
【符号の説明】
１ … 基板
２ … 機能性層形成用塗工液
３ … インクジェット装置
４ … 機能性層
ａ … 有効領域
Ｔｍａｘ… 有効領域における最大膜厚
Ｔｍｉｎ… 有効領域における最小膜厚
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機半導体、有機エレクトロルミネッセント（以下、有機ＥＬと略す場合がある。）素子、液晶用カラーフィルタ等の表示装置または電子デバイス等に用いることが可能な平坦性に優れた機能性部を有する機能性素子の製造方法、およびその製造方法に用いられるインクジェット装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、有機半導体、有機ＥＬ素子、液晶用カラーフィルタ等の表示装置および電子デバイス等に必要な薄膜をインクジェット法により形成する手法が注目されている。このような、デバイスをインクジェット法により作製することは、製造装置の簡略化、ランニングコストの低減等の観点から有力な手法とされており、中でも特に有機ＥＬ素子の製造方法として有望視されている。
【０００３】
有機ＥＬ素子は、半導体層兼発光層である薄膜の両側に位置した対抗電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起し、蛍光物質に応じた色の発光が得られるものである。このような有機ＥＬ素子は、自発光デバイスであるデバイス構造が、非常に単純である等の利点があり、液晶表示素子に継ぐ次世代表示装置として期待されている。
【０００４】
上記有機ＥＬ素子の製造方法としては、大きく２つに分けられ、低分子材料を真空プロセスにより製造する方法、高分子材料をウエットプロセスにより製造する方法がある。中でも、後者の有機ＥＬ用材料を溶剤可溶とし、ウエットプロセスにより形成する方法が、製造方法および装置の簡略化の点から注目されている。有機ＥＬ素子をウエットプロセスにより製造する方法としては、様々な方法が知られているが、製造装置の簡略化、材料使用効率が高い等の点からインクジェット法による製造方法が中心となっている。このような有機ＥＬ素子の製造方法としては、例えば図１３（ａ）に示すように、まず、基板１上に電極層１５と、無機絶縁層５（親インク性）と、有機隔壁層６（親インク性）とを形成し、酸素プラズマおよびＣＦ４プラズマ処理を連続的に行う。ここで、ＣＦ４プラズマにより表面をフッ化する際、無機物表面は有機物表面に比べフッ化処理され難いことから、処理時間の設定により無機物部分（第１電極層１５および無機絶縁層５）は表面がフッ化されず親インク性が保持され、有機隔壁層６のみ表面がフッ化され撥インク性になるように選択的に表面処理を施すことが可能となる。次に、インクジェット法によりインクを有機隔壁６間に吐出することにより、吐出されたインクは撥インク性である有機隔壁６には付着せず、親インク性である第１電極層１５および無機絶縁層５上に着弾させることができる。これにより、膜４を形成することが可能となるのである（図１３（ｂ）、特許文献１参照）。しかしながら、この方法においては、例えば図１３（ｂ）および（ｂ´）に示すように、上記薄膜４は、インクの溶剤種類および乾燥方法によりインク塗布領域での膜の形状が凹状（図１３（ｂ））または凸状（図１３（ｂ´））のいずれかの形状を有する場合が多く、平坦な膜を形成することが困難であった。
【０００５】
そこで、このような問題を解決するために、例えば、同一箇所に多数回のインク吐出を行い、かつ、固形分濃度を減少させながら行う方法（特許文献２）や、インクを基板上に吐出後、急速な減圧下に置いて乾燥を行う方法（特許文献３）、インクを基板上に吐出後、基板を揺動させる方法（特許文献４）、インクを保持する為の隔壁構造を、インクに対して親和性を有する層と非親和性を有する層とから形成する方法（特許文献５）等が知られている。
【０００６】
しかしながら、いずれの方法においても、プロセス数の増加や複雑化、または製造装置の複雑化を避けることは不可能であり、製造コストの増加やスループット低下の面で問題があった。例えば、上記特許文献２では、同一画素に多数回にわたりインクの吐出を行う必要性があり、コストの増加や、スループットの低下という問題がある。また、上記特許文献３および４では、インクジェット法により基板上に吐出される場合の特有の性質により、明らかなスループットの低下につながる。これは、インクジェット用インクに使用される溶剤は、装置部でのインク乾燥を防ぐ為、一般的に高沸点溶剤を使用する事が多い。しかしながら、有機半導体、有機ＥＬ素子等の用途に使用する場合には、形成する膜がサブミクロンオーダーの為、このような高沸点溶剤を使用しても基板上でのインク体積がピコリットルオーダー（１×１０−１２ｌ）と非常に微小であるため短時間で乾燥してしまう事になる。そのため、通常では数時間以上は乾燥しないような溶剤である、室温での蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下であるような遅乾性溶剤を使用した場合であっても、インクジェット吐出された場合には数十秒〜数分程度で乾燥してしまう。すなわち、カラーフィルタや有機ＥＬ素子のように同一インクを基板内に多数箇所吐出する場合には、ある個所にインクを吐出している間に、それ以前に吐出したインクが乾燥してしまうことになるのである。従って、成膜プロセスとしてインク吐出後に真空乾燥および基板の揺動を行う場合には、インク吐出後直ちにこれらの手法を行う必要があるため、複数回塗布を行う場合にはインク吐出、乾燥の動作を繰り返すことになり非常に製造時間が長くなるという問題があった。
【０００７】
また、上記特許文献５の場合には、インクを保持するための隔壁構造がインクに対して親和性、非親和性を有する多層構造を切れ目のない一つの隔壁として高度に制御する必要があり、製造上このような隔壁を大量生産することは非常に困難であった。
【０００８】
ここで、上述したインク塗布領域での凹状、凸状の膜厚分布の発生メカニズムは明確ではないが、これらに対していくつかの検討がなされている。例えば、インクジェット法で作製する液滴量と比べてオーダーが大きいミリメータサイズの液滴については、非特許文献１に「コーヒーのしみ」発生メカニズムについての検討が行われている。
【０００９】
これを、図１４を用いて説明する。インク液滴が基板上で液滴断面が半径Ｒの円または円の一部または弓状となるように形成された場合、図１４（ａ）に示すように液滴の中心部（０の位置）と端部付近（ｒの位置）では単位面積あたりの溶剤の量が異なるため溶剤の乾燥速度（Ｊ）が異なる。このとき、インクは円または円の一部または弓状となっているため端部に行くほど乾燥速度（Ｊ）が速くなる。またこの際基板が極端に濡れる、または極端に撥インク性が高い場合を除き、インク端部は基板上に固定される。そのため、膜を維持するために基板端部付近で失われた液体を補うように液滴中心部から外側へ液体のフローが発生する（図１４（ｂ））。また、この液体の外側へのフロー速度（Ｖ）は中心からの距離ｒでの乾燥速度（Ｊｒ）に比例する。従って、端部付近では乾燥速度が大きいため、外側へのフロー速度（Ｖ）も大きくなる。この時、液体と一緒に溶解成分である溶質が外側へ移動し、液体成分の乾燥に伴い溶解成分は端部に集中することになり、最終的には、例えば図１４（ｃ）に示すような、端部の膜厚が高い、凹状の膜が形成されることとなるのである。
【００１０】
また、液滴位置による乾燥速度の相違についての別の解釈としては非特許文献２に記載されている。これは液滴位置（中心部と端部）により単位底面積あたりその上部に存在する液適量が異なることから、揮発が完了し溶媒がなくなるまでの時間に差が生じる。これにより、相対的に乾燥が速い端部では膜を維持する為に、中心部から外側への液体のフローが発生するというものである。
【００１１】
いずれにしても、液滴中央から外側への液体のフローが膜厚分布発生要因であり、これは、中心部と外側部での乾燥速度の差、特に外側部分で速く乾燥が進行することが原因と考えられる。
【００１２】
一方、中心部が厚く、周辺部が薄い場合については、上記文献には明確な記載はないが、経験的に高沸点溶剤を使用した場合に多く見られる。この場合には、溶剤沸点に関係なく乾燥速度が速い場合に発生すると推察される。これは、乾燥速度が物質の外側へのフロー速度よりも速く、周辺部への物質フローが追いつかないためと考えられる。
【００１３】
凹状、凸状いずれの形状においても、膜厚分布はインク乾燥工程で発生すると考えられるが、インクジェット法を用いた場合には、上述したように、吐出されたインクの乾燥時間が非常に速いため、上記のような膜厚分布に影響を与えるような乾燥段階はインク吐出後、非常に短時間で発生するといえ、膜厚の形状を制御することが困難であるという問題があった。
【００１４】
また、機能性素子の機能性部として、上記の膜厚分布の大きなものを使用した場合、例えば有機ＥＬ素子やカラーフィルタ等の光学デバイスでは画素内の表示むら、色むら、デバイス寿命が短くなるという問題があり、有機半導体や有機ＥＬ素子等の電子デバイスにおいては、膜厚の薄い部分と厚い部分では、その電子特性に差が生じる等の問題があった。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−３２３２７６号公報
【特許文献２】
特開２００１−２９１５８３号公報
【特許文献３】
特開２００１−２７６７２６号公報
【特許文献４】
特開２００１−２３７０６７号公報
【特許文献５】
特開平１１−３２９７４１号公報
【非特許文献１】
Ｎａｔｕｒｅ， ３８９，８２７，１９９７
【非特許文献２】
表面科学 Ｖｏｌ．２４，Ｎ０．２，ｐｐ．９０−９７，２００３
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
以上のことから、インクジェット法等の吐出法を用いて平坦な機能性部を製造効率よく形成可能な、機能性素子の製造方法の提供が望まれている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、上記機能性素子の機能性部として用いられる領域である上記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする機能性素子の製造方法を提供する。
【００１８】
本発明によれば、吐出法により滴下された後の機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、上記機能性層形成用塗工液の溶媒の揮発速度を調整することが可能となり、機能性部として用いられる有効領域の膜厚の最大膜厚と最小膜厚との比が上記範囲内となるように形成することができる。これにより、特別な装置等が必要なく、例えばインクジェット法等によって効率よく、平坦な機能性部を有する機能性素子を製造することが可能となるのである。
【００１９】
上記発明においては、上記温度の調整が、上記機能性層形成工程を所定の温度で行った場合の上記機能性層の形状を検査し、上記機能性層の中心部が凹形状の場合は温度を低くするものであり、上記機能性層の中心部が凸形状の場合は温度を高くするものであることが好ましい。これにより、上記有効領域における最大膜厚と最小膜厚との比を、上記範囲内とすることが可能となるからである。
【００２０】
また、本発明においては、上記温度の調整を、上記基板の温度を変化させることにより行うことが好ましい。これにより、上記機能性層形成用塗工液の温度の調整を容易に行うことができるからである。
【００２１】
またさらに、本発明においては、上記基板が撥液性であり、かつ上記機能性層形成用領域が親液性領域とされていることが好ましい。これにより、例えばインクジェット法等の吐出法によって、親液性領域である上記機能性層形成用領域のみに、上記機能性層形成用塗工液を容易に塗布することが可能となるからである。
【００２２】
上記発明においては、上記基板が、基材と、上記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、上記機能性層形成用領域が上記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたものであることが好ましい。上記基板が、上記基材と上記濡れ性変化層とからなることによって、エネルギー照射により容易に、目的とするパターン状に親液性領域である機能性層形成用領域を形成することが可能となるからである。
【００２３】
本発明は、上述した機能性素子の製造方法により製造される上記機能性部が、少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法を提供する。
【００２４】
本発明によれば、上記機能性素子の製造方法により平坦な有機ＥＬ層を形成することができ、有機ＥＬ層の膜厚の差による色むらやデバイス寿命の短命化等が少ない高品質な有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００２５】
また、本発明は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置を提供する。
【００２６】
本発明によれば、上記インク温度調整機構を有することから、上記吐出部から吐出されたインクの温度を調整することができる。これにより、インクに含有される溶媒の揮発速度を調整することができ、形成される膜の形状を制御することが可能となるからである。
【００２７】
また、本発明は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置を提供する。
【００２８】
本発明によれば、上記基板温度調整機構を有することから、上記吐出部から吐出されたインクが基板に着弾する際に、インクの温度を目的とする温度に調整することができる。これにより、インクに含有される溶媒の揮発速度を調整することができ、形成される膜の形状を制御することが可能となるからである。
【００２９】
【発明の実施の形態】
本発明は、インクジェット法等の吐出法を用いて平坦な機能性部を製造効率よく形成可能な機能性素子の製造方法、およびその製造方法に用いることが可能なインクジェット装置に関するものである。以下、それぞれわけて説明する。
【００３０】
Ａ．機能性素子の製造方法
本発明の機能性素子の製造方法は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、上記機能性素子の機能性部として用いられる領域である上記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする方法である。
【００３１】
本発明の機能性素子の製造方法は、例えば図１に示すように、基板１上に、機能性層形成用塗工液２を、例えばインクジェット装置３等により滴下し（図１（ａ））、その後乾燥固化させて機能性層４を形成する（図１（ｂ））機能性層形成工程を有するものであり、上記機能性層形成工程において形成される機能性層４のうち、機能性部として用いられる有効領域ａ内の、最大膜厚Ｔｍａｘと最小膜厚Ｔｍｉｎとの比が、所定の範囲内となるように、上記機能性層形成用塗工液２の温度を調整することを特徴とする。
【００３２】
本発明によれば、機能性層を吐出法により形成する際に、例えばインクジェット装置のノズル等から滴下された後の機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、機能性層形成用塗工液に含有される溶媒の揮発速度を調整することが可能となる。すなわち、上記機能性層形成用塗工液の温度を低く調整した場合には、例えば図２に示すように、基板１上に塗布された機能性層形成用塗工液４中の溶媒の揮発速度（実線矢印）を、温度調整を行わない場合の揮発速度（点線矢印）と比較して、遅いものとすることができる。これにより、上記機能性層形成用領域における中心部から外側への機能性層形成用塗工液のフローを抑制することができ、形成された機能性層の中心部と端部との膜厚の差を少ないものとすることができるのである。
【００３３】
上記機能性層形成用塗工液の温度調整により、上記機能性層形成用塗工液中の溶媒が揮発して形成される機能性層の形状を制御することが可能となり、形成された機能性層のうち、機能性部として用いられる有効領域における最大膜厚と最小膜厚との比が所定の範囲となるようにすることが可能となるのである。また、本発明においては、特殊な装置や複雑な工程を経る必要がなく、また滴下される機能性層形成用塗工液の組成を変える必要性がない。従って、製造効率やコストの面からも好ましいものとすることができ、例えば有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層や、カラーフィルタの画素部等、様々な機能性部を有する機能性素子の製造方法に適用することが可能である。
【００３４】
以下、本発明の機能性素子の製造方法の特徴である温度調整について最初に説明し、その後、本発明の機機能性層形成工程に用いられる各構成について説明する。
【００３５】
１．温度調整
まず、本発明の特徴である、機能性素子の製造方法における温度調整について説明する。本発明の機能性素子の製造方法における温度調整は、後述する機能性層を形成する際に、吐出法によって滴下された機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより行われるものである。上記機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、上記機能性層形成用塗工液に含有される溶媒の揮発速度等を調整することができ、形成された機能性層の形状を制御することが可能となるのである。
【００３６】
ここで、本発明における温度調整は、後述する機能性層形成工程により形成された機能性層のうち、機能性部として用いられる領域である有効領域における最大膜厚（Ｔｍａｘ）と最小膜厚（Ｔｍｉｎ）とが、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように行われる。本発明においては、中でも
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．５
特に
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦１．２
であることが好ましい。これにより、本発明により製造された機能性素子が光学デバイスである場合には、上記機能性部の膜厚の差によって画素内の表示むらや色むら、デバイス寿命の短命化等が生じることを防ぐことができ、また製造された機能性素子が電子デバイスである場合には、上記機能性部の膜厚の差によって電気特性の差等が生じることを防止することができるからである。
【００３７】
ここで、上記有効領域とは、例えば図１に示すように、形成された機能性層４のうち、実際に機能性素子における機能性部として機能する領域ａである。これは、例えば図３に示すように、上記機能性層が有機ＥＬ素子における発光層である場合、基板１上には絶縁層５等とともに発光層４が設けられる。この場合、通常発光層４は、絶縁層５等にかかるように形成され、実際に発光部（機能性部）として機能する有効領域としては、図中に示すａの領域となる。また、本発明により製造される機能性層がカラーフィルタにおける着色層である場合においても、通常、着色層がブラックマトリックスにかかるように形成される。従って、本発明においては、上記機能性層の全領域が平坦性を有する必要はなく、機能性部として用いられる有効領域において、機能性層が平坦性を有するものであればよいのである。なお、本発明には、製造される機能性素子の種類により、上記機能性層の全領域が有効領域とされるものも含まれる。
【００３８】
ここで、本発明における上記機能性層形成用塗工液の温度を調整する方法としては、上記機能性層形成用塗工液を吐出する際に、温度を調整するものであってもよく、また上記機能性層形成用塗工液が吐出装置より吐出され、基板に着弾する際に温度が調整されるものであってもよい。また、これらを組み合わせて行われるものであってもよい。
【００３９】
本発明においては上記の中でも、上記機能性層形成用塗工液が吐出装置より吐出され、基板に着弾する際に温度が調整される際に温度が調整される場合、すなわち基板の温度を調整することにより行われるものであることが好ましい。上記吐出装置より吐出される機能性層形成用塗工液の液滴は十分小さく、基板の温度を目的とする温度に保持することによって、上記機能性層形成用塗工液が着弾する際に、基板と機能性層形成用塗工液とを等しい温度とすることができ、上記機能性層形成用塗工液を目的とする温度とすることが可能となるのである。この基板の温度調整は、特別な装置等を必要とせず、また上記機能性層形成用塗工液の温度調整によって生じる粘度変化に対して、吐出装置の調整等をする必要がないことから、容易に行うことができるからである。
【００４０】
ここで、本発明の機能性素子の製造方法においては、所定の温度で形成される機能性層の形状により、上記温度調整において、調整される温度が異なる。従って、本発明の機能性素子の製造方法により機能性素子を製造する前に、まず所定の温度で、本発明に用いられる基板上において、機能性層を形成する機能性層形成用領域に、機能性層形成用塗工液を吐出法により滴下後、乾燥固化させる機能性層形成工程（後で詳しく説明する。）を行い、形成された機能性層の形状を検査する。上記検査により、形成された機能性層の形状が、例えば図４に示すように、機能性層の中心部が凹形状の場合と、例えば図５に示すように、機能性層の中心部が凸形状の場合とに分けられる。以下、それぞれの場合の温度調整について説明する。
【００４１】
なお、本発明でいう所定の温度とは、機能性素子の製造が行われる環境の温度をいうこととし、通常は室温と同じ温度とされるものであり、具体的には０℃〜５０℃の範囲内に通常設定される。
【００４２】
（中心部が凹形状の場合）
まず、上記検査により機能性層の中心部が凹形状である場合の温度調整について説明する。上記検査によって、所定の温度により形成された機能性層の中心部が凹形状である場合には、本発明の機能性素子の製造方法における温度の調整は、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を低くすることにより行われる。これは、所定の温度において、上記機能性層形成用塗工液が、上記機能性層形成用領域上に塗布された際、上記機能性層形成用領域の端部における機能性層形成用塗工液中の揮発速度が速く、上述したように、中央部から外側への液体のフローが発生している。そこで、吐出法によって滴下された機能性層形成用塗工液の温度を低くすることにより、上記機能性層形成用領域端部における機能性層形成用塗工液中の溶媒の揮発速度を遅くすることができ、機能性層形成用領域中央部から外側への液体のフローを抑制し、機能性層の膜厚を平坦なものとすることができるのである。
【００４３】
上記温度調整後の機能性層形成用塗工液の温度としては、機能性層形成用塗工液の種類や粘度、室温等により、適宜選択されるものであるが、上記検査を行う所定の温度より低い温度であって、通常所定の温度から１℃〜３０℃低い温度、中でも３℃〜１５℃低い温度の範囲内とされる。ここで、上記機能性層形成用塗工液の温度は、基板に着弾した際の温度とする。
【００４４】
上記機能性層形成用塗工液の温度を上記範囲内とする方法としては、上記温度調整を吐出装置における吐出部分において行う場合には、インク温度調整機構を有する吐出装置を用いる方法等が挙げられる。また、上記温度調整を基板の温度を調整することにより行う場合には、基板を保持する基板保持部を水冷する方法や、上記基板保持部をペルチェ素子により冷却する方法等が挙げられる。本発明においては、上述したように、上記基板の温度を調整することにより、上記温度調整を行うことが好ましく、上記の方法の中でもペルチェ素子を用いた方法であることが好ましい。また、この際の基板の温度は、通常所定の温度より１℃〜３０℃低い温度、中でも３℃〜１５℃低い温度とされることが好ましい。
【００４５】
また、本発明においては、後述するインク温度調整機構や、基板温度調整機構を有するインクジェット装置を用いて行うことも可能であり、上記温度調整と、上記機能性層形成用塗工液の塗布とを同じ装置によって行うことが可能となることから、後述するインクジェット装置を用いることが好ましい。またこの際、上記温度調整の際に水分結露の発生を抑制するために、窒素ガスや乾燥空気の雰囲気下で行うことが好ましい。
【００４６】
なお、上記温度は、通常上記機能性層形成用塗工液が乾燥硬化する間保持されることが好ましい。
【００４７】
（中心部が凸形状の場合）
次に、上記検査により機能性層の中心部が凸形状である場合の温度調整について説明する。上記検査によって、所定の温度により形成された機能性層の中心部が凸形状である場合には、本発明の機能性素子の製造方法における温度調整は、滴下後の上記機能性層形成用塗工液の温度を高くすることにより行われる。これは、所定の温度において、上記機能性層形成用塗工液が、上記機能性層形成用領域上に塗布された際、上記機能性層形成用領域中央部から外側への液体のフローが不足している。そこで、吐出法によって滴下された機能性層形成用塗工液の温度を高くすることにより、上記機能性層形成用領域中央部から外側への液体のフローを促進し、機能性層の膜厚を平坦なものとすることができるのである。
【００４８】
上記温度調整後の機能性層形成用塗工液の温度としては、機能性層形成用塗工液の種類や粘度や室温等により、適宜選択されるものであるが、上記検査を行う所定の温度より高い温度であって、通常所定の温度から１℃〜３０℃高い温度、中でも３℃〜１５℃高い温度の範囲内とされる。
【００４９】
上記機能性層形成用塗工液の温度を上記範囲内とする方法としては、上記温度調整を吐出装置における吐出部分において行う場合には、インク温度調整機構を有する吐出装置を用いる方法等が挙げられる。また、上記温度調整を基板の温度を調整することにより行う場合には、ホットプレートや、ペルチェ素子等を用いる方法が挙げられる。また、この場合においても、上述したように、上記基板の温度を調整することにより、上記温度調整を行うことが好ましく、上記の方法の中でもペルチェ素子を用いる方法であることが好ましい。また、この際の基板の温度は、通常所定の温度より１℃〜３０℃高い温度、中でも３℃〜１５℃高い温度とされることが好ましい。
【００５０】
また、本発明においては、後述するインク温度調整機構や、基板温度調整機構を有するインクジェット装置を用いて行うことも可能であり、上記温度調整と、上記機能性層形成用塗工液の塗布とを同一の装置において行うことが可能となる面から、後述するインクジェット装置を用いることが好ましい。
【００５１】
なお、上記温度は通常、上記機能性層形成用塗工液が乾燥硬化する間保持されることが好ましい。
【００５２】
２．機能性層形成工程
次に、本発明の機能性素子の製造方法における機能性層形成工程について説明する。本発明の機能性素子の製造方法における機能性層形成工程は、基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させる工程である。以下、この機能性層形成工程について、各構成ごとに説明する。
【００５３】
（基板）
まず、本発明に用いられる基板について説明する。本発明に用いられる基板は、後述する機能性層形成用塗工液が塗布され、機能性層が形成されるものである。本発明においては、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に、上記機能性層形成用塗工液を塗布することが可能であれば、その基板の種類等は特に限定されるものではなく、製造される機能性素子の種類や用途により適宜選択されるものである。また、透明性や可撓性等についても適宜選択される。
【００５４】
ここで、上記機能性層形成用領域とは、上記基板上において機能性層が形成される領域である。本発明においては、上記機能性層形成用領域が、機能性層を形成しない領域と異なる性質を有することが、高精細に機能性層を形成することが可能となることから好ましい。本発明においては、特に濡れ性が異なることが好ましく、上記基板が撥液性領域、上記機能性層形成用領域が親液性領域とされていることが好ましい。これにより、後述する吐出法によって機能性層形成用塗工液を塗布した際に、上記基板上においては機能性層形成用塗工液がはじかれて付着せず、親液性領域である上記機能性層形成用領域のみに機能性層形成用塗工液が塗布され、目的とする形状に、機能性層を容易に形成することが可能となるからである。
【００５５】
ここで、親液性領域とは、液体との接触角が小さい領域であり、後述する機能性部用組成物等に対する濡れ性の良好な領域をいうこととする。また、撥液性領域とは、液体との接触角が大きい領域であり、後述する機能性部用組成物等に対する濡れ性が悪い領域をいうこととする。
【００５６】
なお、本発明においては、隣接する領域の液体との接触角より、液体との接触角が１°以上低い場合には親液性領域、隣接する領域の液体との接触角より、液体との接触角が１°以上高い場合には撥液性領域とすることとする。
【００５７】
ここで、上記親液性領域と撥液性領域との、後述する機能性層形成用塗工液に対する接触角が、少なくとも１°以上、好ましくは５°以上、特に１０°以上異なることが好ましい。
【００５８】
上述したような、基材上を撥液性領域、機能性層形成用領域を親液性領域とする方法については、後述する「３．その他」の項で説明するので、ここでの説明は省略する。
【００５９】
また、本発明においては、上記機能性層形成用領域の外周部に隔壁が設けられており、この隔壁により機能性層形成用領域と、機能性層を形成しない領域とが区切られているものであってもよい。この隔壁についても、後述するので、ここでの説明は省略する。
【００６０】
またさらに、本発明に用いられる基板上には、機能性素子の種類や必要に応じて、例えば有機ＥＬ素子における絶縁層等、種々の部材が形成されているものであってもよい。
【００６１】
（吐出法）
次に、本発明に用いられる吐出法について説明する。本発明においては、上記機能性層形成用領域上に、吐出法により後述する機能性層形成用塗工液が塗布される。本発明に用いられる吐出法としては特に限定されるものではなく、例えばディスペンサー法やインクジェット法等が挙げられるが、本発明においては、中でもインクジェット法であることが好ましい。これにより、目的とするパターン状に機能性層を容易に形成することができ、また製造装置の簡略化やランニングコスト等の面からも好ましいからである。
【００６２】
なお、本発明においては、後述するインク温度調整機構または基板温度調整機構を有するインクジェット装置を用いて行われることが好ましい。これにより、上述した温度調整を、上記機能性層形成用塗工液の塗布と同一の装置により行うことが可能となるからである。
【００６３】
（機能性層形成用塗工液）
次に、本発明に用いられる機能性層形成用塗工液について説明する。本発明に用いられる機能性層形成用塗工液は、溶媒を含有するものであり、上述した基材上の機能性層を形成する機能性層形成用領域上に、上記吐出法により滴下された後、乾燥固化されることにより機能性層を形成するものである。
【００６４】
ここで、本発明に用いられる機能性層形成用塗工液は、製造される機能性素子における機能性層の種類により適宜選択されるものであり、例えば有機ＥＬ素子における発光層を形成する発光層形成用塗工液や、カラーフィルタにおける着色層を形成する着色層形成用塗工液等が挙げられる。
【００６５】
本発明においては、上記吐出法の中でも特にインクジェット法により塗布されることが好ましく、このようなインクジェット法に用いられる機能性層形成用塗工液の性質としては、溶媒を含み、粘性が低く、高沸点であること等が挙げられる。上記性質を有する機能性層形成用塗工液とすることにより、ノズル口から速やかに滞りなく塗工液を吐出させることができ、かつノズル内壁への塗工液の残存を防止し、塗工液の側面からインクジェット法の塗布精度を向上させることができるからである。
【００６６】
このような機能性層形成用塗工液に含有される溶媒の種類は、特に限定されるものではなく、目的とする機能性層の種類に応じて適宜選択され、水系であっても非水系であってもよい。また、所定の温度での飽和蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以上の速乾性溶媒、所定の温度での飽和蒸気圧が１０ｍｍＨｇ以下の遅乾性溶媒であってもよく、さらにこれらを組み合わせて用いてもよい。
【００６７】
（乾燥固化）
次に、本発明においては、上述した機能性層形成用領域上に形成された機能性層形成用塗工液の乾燥固化（もしくは硬化）が行われる。本発明においては、上記機能性層形成用塗工液の乾燥固化は、上記温度調整の項で説明した温度で行われるものである。本発明においては、上記機能性層形成用塗工液中の溶媒を揮発させることが可能であれば、その方法は特に限定されるものではなく、吐出法により形成された膜の乾燥に通常行われる方法を用いることが可能である。
【００６８】
３．その他
本発明においては、上述したように、上記機能性層形成用領域が、機能性層を形成しない領域と異なる性質を有することが、高精細に機能性層を形成することが可能となる面からから好ましく、特に濡れ性が異なることが好ましい。本発明においては、濡れ性の異なる領域を形成可能とすることを実現するために、上記基板が、基材と、上記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、上記機能性層形成用領域が上記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたもの（第１の態様）であることが好ましい。これにより、エネルギー照射によって容易に、目的とするパターン状に親液性領域である機能性層形成用領域を形成することが可能となるからである。
【００６９】
また、本発明においては、上記機能性層形成用領域の外周部に隔壁が設けられており、この隔壁により機能性層形成用領域と、機能性層を形成しない領域とが区切られているもの（第２の態様）であってもよい。上記どちらの態様においても、上述した基板における機能性層形成用領域上に機能性層形成用塗工液を塗布する際、目的とするパターン状に高精細に機能性層形成用塗工液を塗布することが可能となる。以下、それぞれの態様について説明する。
【００７０】
（第１の態様）
まず、上記基板が、基材と、上記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、上記機能性層形成用領域が上記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたものである場合について説明する。本態様においては、上記基板が、基材とその基材上に形成された上記濡れ性変化層とから形成されていることから、エネルギー照射を行うことによって、容易に表面の濡れ性を低下させることができ、親液性領域を形成することができる。すなわち、上記濡れ性変化層上の上記機能性層形成用領域のみにエネルギーを照射することによって、容易に上記機能性層形成用領域を親液性領域とすることが可能となるのである。
【００７１】
以下、本態様に用いられる各構成について説明する。
【００７２】
（１）濡れ性変化層
本態様に用いられる濡れ性変化層は、後述する基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い上記光触媒の作用により液体との接触角が低下する層であれば特に限定されるものではない。
【００７３】
本態様に用いられる濡れ性変化層は中でも、エネルギー照射していない部分、すなわち撥液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が、１０°以上、好ましくは表面張力３０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上、特に表面張力２０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以上であることが好ましい。これは、エネルギー照射していない部分が撥液性が要求される部分であることから、上記液体との接触角が小さい場合は、撥液性が十分でなく、上記機能性層形成用塗工液を塗布した際に、撥液性領域にも機能性層形成用塗工液が付着する可能性があるからである。
【００７４】
また、上記濡れ性変化層は、エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域においては、４０ｍＮ／ｍの液体との接触角が９°未満、好ましくは表面張力５０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下、特に表面張力６０ｍＮ／ｍの液体との接触角が１０°以下となるような層であることが好ましい。エネルギー照射された部分、すなわち親液性領域における液体との接触角が高い場合は、上記機能性層形成用塗工液を親液性領域においてもはじいてしまう可能性があり、機能性層形成用塗工液が十分に塗れ広がらず、機能性層を形成することが困難となる場合があるからである。
【００７５】
なお、ここでいう液体との接触角は、種々の表面張力を有する液体との接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定（マイクロシリンジから液滴を滴下して３０秒後）し、その結果から、もしくはその結果をグラフにして得たものである。また、この測定に際して、種々の表面張力を有する液体としては、純正化学株式会社製のぬれ指数標準液を用いた。
【００７６】
本態様に用いられる濡れ性変化層は、この濡れ性変化層中にフッ素が含有され、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていてもよく、またエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を含むように形成されていてもよい。
【００７７】
上述したような濡れ性変化層における、後述するような二酸化チタンに代表される光触媒の作用機構は、必ずしも明確なものではないが、光の照射によって生成したキャリアが、近傍の化合物との直接反応、あるいは、酸素、水の存在下で生じた活性酸素種によって、有機物の化学構造に変化を及ぼすものと考えられている。本態様においては、このキャリアが濡れ性変化層内のバインダ化合物に作用を及ぼし、その表面の濡れ性を変化させるものであると考えられる。
【００７８】
以下、このような濡れ性変化層を構成する、光触媒、バインダ、およびその他の成分について説明する。
【００７９】
ａ．光触媒
まず、本態様に用いられる光触媒について説明する。本態様に用いられる光触媒としては、光半導体として知られる例えば二酸化チタン（ＴｉＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）、酸化タングステン（ＷＯ３）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）、および酸化鉄（Ｆｅ２Ｏ３）を挙げることができ、これらから選択して１種または２種以上を混合して用いることができる。
【００８０】
本態様においては、特に二酸化チタンが、バンドギャップエネルギーが高く、化学的に安定で毒性もなく、入手も容易であることから好適に使用される。二酸化チタンには、アナターゼ型とルチル型があり本態様ではいずれも使用することができるが、アナターゼ型の二酸化チタンが好ましい。アナターゼ型二酸化チタンは励起波長が３８０ｎｍ以下にある。
【００８１】
このようなアナターゼ型二酸化チタンとしては、例えば、塩酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（石原産業（株）製ＳＴＳ−０２（平均粒径７ｎｍ）、石原産業（株）製ＳＴ−Ｋ０１）、硝酸解膠型のアナターゼ型チタニアゾル（日産化学（株）製ＴＡ−１５（平均粒径１２ｎｍ））等を挙げることができる。
【００８２】
光触媒の粒径は小さいほど光触媒反応が効果的に起こるので好ましく、平均粒径か５０ｎｍ以下が好ましく、２０ｎｍ以下の光触媒を使用するのが特に好ましい。
【００８３】
本態様に用いられる濡れ性変化層中の光触媒の含有量は、５〜６０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で設定することができる。また、濡れ性変化層の厚みは、０．０５〜１０μｍの範囲内が好ましい。
【００８４】
ｂ．バインダ
次に、本態様に用いられるバインダについて説明する。本態様においては、濡れ性変化層上の濡れ性の変化をバインダ自体に光触媒が作用することにより行う場合（第１の形態）と、エネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を濡れ性変化層に含有させることにより変化させる場合（第２の形態）と、これらを組み合わせることにより行う場合（第３の形態）の三つ形態に分けることができる。上記第１の形態および第３の形態において用いられるバインダは、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる機能を有する必要があり、上記第２の形態では、このような機能は特に必要ない。
【００８５】
以下、まず第２の形態に用いられるバインダ、すなわち光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を特に必要としないバインダについて説明し、次に第１の形態および第３の形態に用いられるバインダ、すなわち光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を有するバインダについて説明する。
【００８６】
上記第２の形態に用いられる、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を特に必要としないバインダとしては、主骨格が上記光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであれば特に限定されるものではない。具体的には、有機置換基を有しない、もしくは多少有機置換基を有するポリシロキサンを挙げることができ、これらはテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等を加水分解、重縮合することにより得ることができる。
【００８７】
このようなバインダを用いた場合は、添加剤としてエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を濡れ性変化層中に含有させることが必須となる。
【００８８】
次に、上記第１の形態および第３の形態に用いられる、光触媒の作用により濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能を必要とするバインダについて説明する。このようなバインダとしては、主骨格が上記の光触媒の光励起により分解されないような高い結合エネルギーを有するものであって、光触媒の作用により分解されるような有機置換基を有するものが好ましく、例えば、（１）ゾルゲル反応等によりクロロまたはアルコキシシラン等を加水分解、重縮合して大きな強度を発揮するオルガノポリシロキサン、（２）撥水牲や撥油性に優れた反応性シリコーンを架橋したオルガノポリシロキサン等を挙げることができる。
【００８９】
上記の（１）の場合、一般式：
ＹｎＳｉＸ（４−ｎ）
（ここで、Ｙはアルキル基、フルオロアルキル基、ビニル基、アミノ基、フェニル基またはエポキシ基を示し、Ｘはアルコキシル基、アセチル基またはハロゲンを示す。ｎは０〜３までの整数である。）
で示される珪素化合物の１種または２種以上の加水分解縮合物もしくは共加水分解縮合物であるオルガノポリシロキサンであることが好ましい。なお、ここでＹで示される基の炭素数は１〜２０の範囲内であることが好ましく、また、Ｘで示されるアルコキシ基は、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基であることが好ましい。
【００９０】
また、バインダとして、特にフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンが好ましく用いることができ、具体的には、下記のフルオロアルキルシランの１種または２種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物が挙げられ、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られたものを使用することができる。
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４Ｓｉ（ＯＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）４ＣＨ２ＣＨ２ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）６ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
（ＣＦ３）２ＣＦ（ＣＦ２）８ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ ＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）５（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）７（Ｃ６Ｈ４）Ｃ２Ｈ４ＳｉＣＨ３（ＯＣＨ３）２；
ＣＦ３（ＣＦ２）３ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）５ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）９ＣＨ２ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ２ＣＨ３）３；
ＣＦ３（ＣＦ２）７ＳＯ２Ｎ（Ｃ２Ｈ５）Ｃ２Ｈ４ＣＨ２Ｓｉ（ＯＣＨ３）３
上記のようなフルオロアルキル基を含有するポリシロキサンをバインダとして用いることにより、濡れ性変化層のエネルギー未照射部の撥液性が大きく向上し、上記機能性層形成用塗工液の付着を妨げる機能を発現する。
【００９１】
また、上記の（２）の反応性シリコーンとしては、下記一般式で表される骨格をもつ化合物を挙げることができる。
【００９２】
【化１】
ただし、ｎは２以上の整数であり、Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ炭素数１〜１０の置換もしくは非置換のアルキル、アルケニル、アリールあるいはシアノアルキル基であり、モル比で全体の４０％以下がビニル、フェニル、ハロゲン化フェニルである。また、Ｒ１、Ｒ２がメチル基のものが表面エネルギーが最も小さくなるので好ましく、モル比でメチル基が６０％以上であることが好ましい。また、鎖末端もしくは側鎖には、分子鎖中に少なくとも１個以上の水酸基等の反応性基を有する。
【００９３】
また、上記のオルガノポリシロキサンとともに、ジメチルポリシロキサンのような架橋反応をしない安定なオルガノシリコン化合物をバインダに混合してもよい。
【００９４】
ｃ．分解物質
上記第２の形態および第３の形態においては、さらにエネルギー照射による光触媒の作用により分解され、これにより濡れ性変化層上の濡れ性を変化させることができる分解物質を濡れ性変化層に含有させる必要がある。すなわち、バインダ自体に濡れ性変化層上の濡れ性を変化させる機能が無い場合、およびそのような機能が不足している場合に、上述したような分解物質を添加して、上記濡れ性変化層上の濡れ性の変化を起こさせる、もしくはそのような変化を補助させるようにするのである。
【００９５】
このような分解物質としては、光触媒の作用により分解し、かつ分解されることにより濡れ性変化層表面の濡れ性を変化させる機能を有する界面活性剤を挙げることができる。具体的には、日光ケミカルズ（株）製ＮＩＫＫＯＬ ＢＬ、ＢＣ、ＢＯ、ＢＢの各シリーズ等の炭化水素系、デュポン社製ＺＯＮＹＬ ＦＳＮ、ＦＳＯ、旭硝子（株）製サーフロンＳ−１４１、１４５、大日本インキ化学工業（株）製メガファックＦ−１４１、１４４、ネオス（株）製フタージェントＦ−２００、Ｆ２５１、ダイキン工業（株）製ユニダインＤＳ−４０１、４０２、スリーエム（株）製フロラードＦＣ−１７０、１７６等のフッ素系あるいはシリコーン系の非イオン界面活性剤を挙げることができ、また、カチオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、両性界面活性剤を用いることもできる。
【００９６】
また、界面活性剤の他にも、ポリビニルアルコール、不飽和ポリエステル、アクリル樹脂、ポリエチレン、ジアリルフタレート、エチレンプロピレンジエンモノマー、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリアミド、ポリイミド、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ポリプロピレン、ポリブチレン、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、ポリエステル、ポリブタジエン、ポリベンズイミダゾール、ポリアクリルニトリル、エピクロルヒドリン、ポリサルファイド、ポリイソプレン等のオリゴマー、ポリマー等を挙げることができる。
【００９７】
ｄ．フッ素の含有
また、本態様においては、濡れ性変化層がフッ素を含有し、さらにこの濡れ性変化層表面のフッ素含有量が、濡れ性変化層に対しエネルギーを照射した際に、上記光触媒の作用によりエネルギー照射前に比較して低下するように上記濡れ性変化層が形成されていることが好ましい。
【００９８】
このような特徴を有する濡れ性変化層であれば、エネルギーをパターン照射することにより、後述するように容易にフッ素の含有量の少ない部分からなるパターンを形成することができる。ここで、フッ素は極めて低い表面エネルギーを有するものであり、このためフッ素を多く含有する物質の表面は、臨界表面張力がより小さくなる。したがって、フッ素の含有量の多い部分の表面の臨界表面張力に比較してフッ素の含有量の少ない部分の臨界表面張力は大きくなる。これはすなわち、フッ素含有量の少ない部分はフッ素含有量の多い部分に比較して親液性領域となっていることを意味する。よって、周囲の表面に比較してフッ素含有量の少ない部分からなるパターンを形成することは、撥液性域内に親液性領域のパターンを形成することとなる。
【００９９】
したがって、このような濡れ性変化層を用いた場合は、エネルギーをパターン照射することにより、上記機能性層形成用塗工液を塗布し、高精細な機能性層を形成することが可能となるからである。
【０１００】
上述したような、フッ素を含む濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、エネルギーが照射されて形成されたフッ素含有量が低い親液性領域におけるフッ素含有量が、エネルギー照射されていない部分のフッ素含有量を１００とした場合に１０以下、好ましくは５以下、特に好ましくは１以下であることが好ましい。
【０１０１】
このような範囲内とすることにより、エネルギー照射部分と未照射部分との親液性に大きな違いを生じさせることができる。したがって、このような濡れ性変化層に、例えば上記機能性層形成用塗工液を塗布することにより、フッ素含有量が低下した親液性領域のみに正確に機能性層を形成することが可能となるからである。なお、この低下率は重量を基準としたものである。
【０１０２】
このような濡れ性変化層中のフッ素含有量の測定は、一般的に行われている種々の方法を用いることが可能であり、例えばＸ線光電子分光法（Ｘ−ｒａｙ Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ， ＥＳＣＡ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ ｆｏｒ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｉｓ）とも称される。）、蛍光Ｘ線分析法、質量分析法等の定量的に表面のフッ素の量を測定できる方法であれば特に限定されるものではない。
【０１０３】
また、本態様においては、光触媒として上述したように二酸化チタンが好適に用いられるが、このように二酸化チタンを用いた場合の、濡れ性変化層中に含まれるフッ素の含有量としては、Ｘ線光電子分光法で分析して定量化すると、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合に、フッ素（Ｆ）元素が５００以上、このましくは８００以上、特に好ましくは１２００以上となる比率でフッ素（Ｆ）元素が濡れ性変化層表面に含まれていることが好ましい。
【０１０４】
フッ素（Ｆ）が濡れ性変化層にこの程度含まれることにより、濡れ性変化層上における臨界表面張力を十分低くすることが可能となることから表面における撥液性を確保でき、これによりエネルギーをパターン照射してフッ素含有量を減少させたパターン部分における表面の親液性領域との濡れ性の差異を大きくすることができるからである。
【０１０５】
さらに、エネルギーをパターン照射して形成される親インク領域におけるフッ素含有量が、チタン（Ｔｉ）元素を１００とした場合にフッ素（Ｆ）元素が５０以下、好ましくは２０以下、特に好ましくは１０以下となる比率で含まれていることが好ましい。
【０１０６】
濡れ性変化層中のフッ素の含有率をこの程度低減することができれば、機能性層を形成するためには十分な親液性を得ることができ、上記エネルギーが未照射である部分の撥液性との濡れ性の差異により、機能性層を精度良く形成することが可能となる。
【０１０７】
ｅ．濡れ性変化層の製造方法
上述したようにオルガノポリシロキサンをバインダとして用いた場合は、上記濡れ性変化層は、光触媒とバインダであるオルガノポリシロキサンとを必要に応じて他の添加剤とともに溶剤中に分散して塗布液を調製し、この塗布液を基材上に塗布することにより形成することができる。使用する溶剤としては、エタノール、イソプロパノール等のアルコール系の有機溶剤が好ましい。塗布はスピンコート、スプレーコート、ディッブコート、ロールコート、ビードコート等の公知の塗布方法により行うことができる。バインダとして紫外線硬化型の成分を含有している場合、紫外線を照射して硬化処理を行うことにより、濡れ性変化層を形成することができる。
【０１０８】
（２）基材
次に、本態様に用いられる基材について説明する。本態様に用いられる基材は、上記濡れ性変化層が形成可能であれば、特に限定されるものではなく、製造される機能性素子の種類や用途により適宜選択されるものである。また、透明性や可撓性についても適宜選択されるものである。
【０１０９】
なお、本態様においては、基材表面と上記濡れ性変化層等との密着性を向上させるために、基材上にアンカー層を形成するようにしてもよい。このようなアンカー層としては、例えば、シラン系、チタン系のカップリング剤等を挙げることができる。
【０１１０】
（３）親液性領域（機能性層形成用領域）の形成
次に、親液性領域（機能性層形成用領域）の形成について説明する。本態様においては、エネルギー照射に伴う光触媒の作用により、上述した濡れ性変化層の濡れ性を変化させ、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域を親液性領域とする。
【０１１１】
本態様における上記親液性領域の形成は、例えば図６に示すように、上記基材１１上に形成された上記濡れ性変化層１２に、例えばフォトマスク１３等のマスクを用いてエネルギー１４を照射する（図６（ａ））。これにより、エネルギー照射された領域の濡れ性変化層１２上の濡れ性が変化し、親液性領域とされた機能性層形成用領域１５とすることができるのである（図６（ｂ））。
【０１１２】
なお、本態様でいうエネルギー照射（露光）とは、上記濡れ性変化層の濡れ性を変化させることが可能ないかなるエネルギー線の照射をも含む概念であり、可視光の照射に限定されるものではない。
【０１１３】
通常このようなエネルギー照射に用いる光の波長は、４００ｎｍ以下の範囲、好ましくは３８０ｎｍ以下の範囲から設定される。これは、上述したように光触媒に二酸化チタンが好ましく用いられ、この二酸化チタンにより光触媒作用を活性化させるエネルギーとして、上述した波長の光が好ましいからである。
【０１１４】
このようなエネルギー照射に用いることができる光源としては、水銀ランプ、メタルハライドランプ、キセノンランプ、エキシマランプ、その他種々の光源を挙げることができる。
【０１１５】
上述したような光源を用い、フォトマスクを介したパターン照射により行う方法の他、エキシマ、ＹＡＧ等のレーザを用いてパターン状に描画照射する方法を用いることも可能である。
【０１１６】
また、エネルギー照射に際してのエネルギーの照射量は、濡れ性変化層が光触媒の作用により濡れ性が変化するのに必要な照射量とする。
【０１１７】
この際、上記濡れ性変化層を加熱しながらエネルギー照射することにより、感度を上昇させことが可能となり、効率的な濡れ性の変化を行うことができる点で好ましい。具体的には３０℃〜８０℃の範囲内で加熱することが好ましい。
【０１１８】
（第２の態様）
次に、上記機能性層形成用領域の外周部に、隔壁が設けられており、この隔壁により機能性層形成用領域と、機能性層を形成しない領域とが区切られている場合について説明する。本態様は、例えば図７に示すように、基板１上に、隔壁６が設けられており、この隔壁６により上記機能性層形成用領域ｂと、機能性層を形成しない領域とが区切られているものである。上記隔壁は、上記機能性層形成用領域と、上記機能性層を形成しない領域とを区切るものであれば、特に限定されるものではなく、例えばカラーフィルタにおけるブラックマトリックス等であってもよい。ここで、本態様においては、例えば図８に示すように、隔壁６の高さｃが、形成された機能性層４の最大膜厚Ｔｍａｘより低い場合には、隔壁６は親液性であっても撥液性であってもよいが、例えば図９に示すように、隔壁６の高さｃが、形成された機能性層４の最大膜厚Ｔｍａｘより高い場合には、隔壁６は撥液性であることが必要とされる。これは、形成された機能性層の最大膜厚より、高さが高い隔壁が親液性である場合には、隔壁と隔壁との間に塗布された機能性層形成用塗工液が、隔壁による影響を受けるため、上記温度調整によって、上記機能性層形成用塗工液中に含有される溶媒の揮発速度に伴うフローを制御することが困難となり、本発明の効果を期し難いからである。なお、ここでいう親液性および撥液性とは、上記第１の態様で説明した親液性領域における親液性、および撥液性領域における撥液性と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１１９】
またこの際、上記機能性層形成用領域は親液性であることが好ましい。上記機能性層形成用領域が撥液性である場合には、機能性層形成用塗工液をはじいてしまい、均一な機能性層を形成することが困難となる。またさらに、機能性層形成用塗工液の撥液性の影響を受けることにより、上述した温度調整によって、上記機能性層形成用塗工液中に含有される溶媒の揮発速度に伴うフローを制御することが困難となる場合があるからである。
【０１２０】
Ｂ．有機ＥＬ素子の製造方法
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法について説明する。本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上述した機能性素子の製造方法により製造される上記機能性部が、少なくとも発光層を有する有機ＥＬ層であることを特徴とするものである。本発明によれば、有機ＥＬ素子における有機ＥＬ層が、上述した機能性素子の製造方法により製造されることにより、有機ＥＬ層の膜厚を均一なものとすることができ、色ムラやデバイス寿命の短命化等の少ない、高品質な有機ＥＬ素子とすることができるのである。
【０１２１】
本発明における有機ＥＬ素子の製造方法は、例えば図１０に示すように、透明基材１上に、第１電極層１５をフォトリソグラフィー法等によりパターン状に形成し、その第１電極層１５の端部を覆うように絶縁層５を形成する。その後、絶縁層より幅が狭くなるように撥液性の隔壁６を形成する（図１０（ａ））。
【０１２２】
続いて、例えばインクジェット装置３によりＲ、Ｇ、Ｂ各色の発光層形成用塗工液２を、上記第１電極層１５上である、上記隔壁６間に塗布し（図１０（ｂ））、上述した温度調整を行うことにより、平坦な発光層４を形成する（図１０（ｃ））。さらに、その発光層４上に第２電極層１６を形成することにより有機ＥＬ素子とする（図１０（ｄ））方法等とすることができる。
【０１２３】
本発明により製造される有機ＥＬ素子は、上記の有機ＥＬ素子に限定されるものではなく、例えば第１電極層上に正孔注入層を形成するものであってもよく、また発光層形成後に、電子注入層や電子輸送層、電荷ブロッキング層等を形成するものであってもよい。
【０１２４】
また、上記「Ａ．機能性素子の製造方法」で説明した濡れ性変化層等が形成されているものであってもよい。
【０１２５】
なお、本発明に用いられる有機ＥＬ素子の各構成等に用いられる材料等は、通常有機ＥＬ素子の製造方法に用いられる材料を用いることが可能であるので、ここでの説明は省略する。
【０１２６】
Ｃ．インクジェット装置
次に、本発明のインクジェット装置について説明する。本発明のインクジェット装置には、２つの態様がある。第１の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有するものであり、第２の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有するものである。
【０１２７】
上記どちらの態様においても、吐出部により吐出されたインクの温度を調整することが可能となる。これにより、上記インクジェット装置により塗布されたインクの溶剤の揮発速度を調整することが可能となり、形成された膜の形状を制御することが可能となるのである。
【０１２８】
以下、それぞれの態様についてわけて説明する。
【０１２９】
１．第１の態様
まず、本発明のインクジェット装置の第１の態様について説明する。本発明のインクジェット装置の第１の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有するものである。
【０１３０】
本態様のインクジェット装置は、上記インクジェット装置から吐出されるインクの温度を調整することにより、吐出されたインクの温度の調整をすることに特徴を有するものである。以下、本態様のインクジェット装置の各構成について説明する。
【０１３１】
（吐出部）
まず、本態様のインクジェット装置における吐出部について説明する。本態様に用いられる吐出部は、インクを吐出する部材であり、通常インクジェット装置に用いられる吐出部を用いることが可能である。
【０１３２】
本発明におけるインクの吐出方法としては、特に限定されるものではなく、例えば帯電したインクを連続的に噴射し磁場によって制御する方法、圧電素子を用いて間欠的にインクを噴射する方法、インクを加熱しその発泡を利用して間欠的に噴射する方法等の各種の方法を用いることが可能である。
【０１３３】
（基板保持部）
次に、本発明のインクジェット装置に用いられる基板保持部について説明する。本発明のインクジェット装置に用いられる基板保持部は、上述した吐出部より吐出されたインクを塗布する対象である基板を保持するものである。本発明においては、基板を保持することが可能であれば特に限定されるものではなく、通常上記吐出部と、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に相対的に移動可能なものとされる。
【０１３４】
（インク温度調整機構）
次に、本態様のインクジェット装置に用いられるインク温度調整機構について説明する。本態様に用いられるインク温度調整機構は、上記吐出部から吐出されるインクの温度を目的とする温度に保持することが可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば上記吐出部にインクを供給するためにインクを保持する例えばタンク等の温度を調整する機構であってもよく、また上記吐出部の温度を所定の温度に保持し、吐出されるインクの温度を調整するものであってもよい。
【０１３５】
２．第２の態様
次に、本発明のインクジェット装置における第２の態様について説明する。本発明のインクジェット装置における第２の態様は、インクを吐出する吐出部および上記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、上記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有するものである。
【０１３６】
本発明によれば、上記吐出部より吐出される機能性層形成用塗工液の液滴は十分小さい。従って上記基板温度調整機構により、基板の温度を目的とする温度に保持することによって、上記機能性層形成用塗工液が着弾する際に、基板と機能性層形成用塗工液とを等しい温度とすることができ、上記機能性層形成用塗工液を目的とする温度とすることが可能となるのである。
【０１３７】
以下、本態様のインクジェット装置の基板温度調整機構について説明する。なお、吐出部および基板保持部については、上述した第１の態様と同様であるので、ここでの説明は省略する。
【０１３８】
（基板温度調整機構）
本態様のインクジェット装置に用いられる基板温度調整機構について説明する。本態様に用いられる基板温度調整機構は、上記吐出部から吐出された基板の温度を目的とする温度に保持することが可能であれば、特に限定されるものではなく、例えば水やペルチェ素子により冷却する冷却機構および加熱機構を有するものが挙げられる。
【０１３９】
３．その他
本発明のインクジェット装置は、上記インク温度調整機構および基板温度調整機構を有するものであってもよい。
【０１４０】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【０１４１】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【０１４２】
［実施例１］
（基板の作製）
２００μｍの厚さのＰＥＴ上にＩＴＯをスパッタにより成膜し、８０μｍの線幅のＩＴＯを２０μｍの間隔でパターニングした後、ＩＴＯパターンのエッジを被うようにＩＴＯの間を厚さ１μｍの絶縁層をフォトリソグラフィー法により形成した。絶縁層にはレジストとしてＺＰＰ−１８５０（日本ゼオン（株））を用いた。
【０１４３】
次に、下記組成の光触媒含有層用の塗布液を調整した。
上記の光触媒含有層塗液を上記基板上に塗布し、１５０℃、１０分間の乾燥処理後、加水分解、重縮合反応を進行させて、光触媒がオルガノシロキサン中に強固に固定された透明な光触媒含有層を厚み２０ｎｍに形成した。
【０１４４】
続いて、上記の光触媒含有層にマスクを介して水銀灯（波長３６５ｎｍ）により７０ｍＷ／ｃｍ２の照度で５０秒間パターン照射を行い、照射部位と非照射部位との水に対する接触角を接触角測定器（協和界面科学（株）製ＣＡ−Ｚ型）を用いて測定した結果（マイクロシリンジから水滴を滴下して３０秒後）、非照射部位における水の接触角は１４２°であるのに対し、照射部位における水の接触角は１０°以下であり、照射部位と非照射部位との濡れ性の相違によるパターン形成が可能なことが確認された。
【０１４５】
（発光層形成用塗工液の準備）
次に、発光層として以下の組成物を発光層形成用塗工液として準備した。
・ポリビニルカルバゾール ７重量部
・発光色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ０．１重量部
・オキサジアゾール化合物 ３重量部
・テトラリン ９９０重量部
上記発光層形成用塗工液の濃度を測定したところ、粘度は１２ｍ・Ｐａ・ｓであった。
【０１４６】
（発光層形成用塗工液の塗布）
次に、チラーによる水冷式冷却機構、加熱機構および温度制御機構を持つ基板ステージ上に上述した基板をセットした。このとき、室温は２１℃であった。
【０１４７】
続いて、上述した基板温度を１８℃に保持しながら、インクジェット法により前記発光層形成用塗工液（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のインクを発光層形成用領域である親液性領域にそれぞれ形成した。目視により溶剤乾燥を確認した後、膜中残留溶剤を除去するため、窒素中で１００℃、１時間乾燥を行った。
【０１４８】
（評価）
次に、以下の２つの評価を実施し、上記発光層領域（画素内）での平坦性の評価を実施した。
【０１４９】
＜評価１＞
上記基板上に第２電極として真空蒸着装置により、Ｃａを１０００Å、保護電極としてＡｌを２０００Å成膜した。第１電極側を正極、第２電極側を負極に接続し、ソースメーターにより直流電流を印可し、画素部の発光エリアの面積測定を、複数の印加電圧により行った。また、面積測定は印加電圧による（発光部の面積）／（開口部の面積）（ＩＴＯ部）により計算を行った。表１に各温度での発光面積を示す。
【０１５０】
＜評価２＞
各基板を第２電極を形成しないで、インク塗布領域での発光層膜厚分布を触針式段差計により測定を行った。表２に各温度での画素内膜厚の最大値／最小値を示し、図１１に各温度での画素内膜厚プロファイルを示す。
【０１５１】
［実施例２］
上記基板の温度を１５℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５２】
［実施例３］
上記基板の温度を１２℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５３】
［比較例１］
上記基板の温度を２１℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５４】
［比較例２］
上記基板の温度を３５℃とした以外は、実施例１と同様に行った。
【０１５５】
【表１】
【０１５６】
【表２】
【０１５７】
［評価結果］
上記比較例１および比較例２の、室温（２１℃）以上での膜形成では、画素内の膜厚分布が大きく、また、発光面積についても、発光開始電圧直後は非常に狭い領域しか発光しておらず、印加電圧が増加するにつれ発光面積は増加した。
【０１５８】
一方、実施例１から実施例３までの室温（２１℃）以下での膜形成では、画素内膜厚は緩和する傾向が観察された。特に、実施例２および実施例３の、基板温度が１５℃以下では非常に平坦であり、発光面積は開口部のほとんどの部分が発光部であった。また、発光開始電圧から電圧増加に伴う発光領域変化はほとんど観察されずほぼ一定であった。
【０１５９】
［実施例４］
（基板の調整）
ガラス基板上に第１電極としてＩＴＯが１００μｍピッチ（ＩＴＯ幅８０μｍ，スペース幅２０μｍ）でパターニングされた基板を準備した。
【０１６０】
次に、絶縁層としてポジ型感光成材料であるＯＦＰＲ−８００（東京応化社製）を基板全面にスピンコーティング法により膜厚１．５μｍとなるように成膜し、第１電極開口部が幅７０μｍ、高さ７０μｍの矩形になるように開口部が設計されたフォトマスクを用いて、露光を行い、アルカリ現像液（ＮＭＤ−３東京応化社製）により現像を行った。続いて、２５０℃、３０分間加熱硬化処理を行い絶縁層とした。
【０１６１】
次に、撥インク性隔壁として、ポジ型感光性材料ＯＦＰＲ−８００中に撥インク性を有するモノマーであるモディパー（日本油脂社製）を２ｗｔ％混合した溶液を基板全面に塗布した。続いて、第１電極が露出した領域よりも若干広い部分が開口部となるように設計されたフォトマスクを介して露光、現像を行い撥インク性隔壁を絶縁層よりも内側に形成し、２５０℃、３０分間加熱硬化処理を行い撥インク性隔壁とした。撥インク性隔壁に対するインク接触角は６４°、第１電極および絶縁層に対するインク接触角は１０°以下であった。
【０１６２】
次に、正孔注入層として、Ｂａｙｔｒｏｎ Ｐ（バイエル社製）をインクジェット法により第１電極上に吐出し、２００℃、１時間乾燥を行い膜中水分を完全に除去した。
【０１６３】
（発光層形成用塗工液の準備）
発光層として以下の組成物を発光層形成用塗工液として準備した。
・ポリビニルカルバゾール ７重量部
・発光色素（Ｒ，Ｇ，Ｂ） ０．１重量部
・オキサジアゾール化合物 ３重量部
・シクロヘキシルベンゼン ９９０重量部
上記発光層形成用塗工液の濃度を測定したところ、粘度は１４ｍ・Ｐａ・ｓであった。
【０１６４】
（発光層形成用塗工液の塗布）
次に、チラーによる水冷式冷却機構、加熱機構および温度制御機構を持つ基板ステージ上に上述した基板をセットした。このとき、室温は２１℃であった。
【０１６５】
続いて、上述した基板温度を３５℃に保持しながら、インクジェット法により前記発光層形成用塗工液（Ｒ、Ｇ、Ｂ）のインクを発光層形成用領域である親液性領域にそれぞれ形成した。目視により溶剤乾燥を確認した後、膜中残留溶剤を除去するため、窒素中で１００℃、１時間乾燥を行った。
【０１６６】
（評価）
次に、以下の２つの評価を実施し、上記発光層領域（画素内）での平坦性の評価を実施した。
【０１６７】
＜評価１＞
上記基板上に第２電極として真空蒸着装置により、Ｃａを１０００Å、保護電極としてＡｌを２０００Å成膜した。第１電極側を正極、第２電極側を負極に接続し、ソースメーターにより直流電流を印可し、画素部の発光エリアの面積測定を、複数の印加電圧により行った。また、面積測定は印加電圧による（発光部の面積）／（開口部の面積）（ＩＴＯ部）により計算を行った。表３に各温度での発光面積を示す。
【０１６８】
＜評価２＞
各基板を第２電極を形成しないで、インク塗布領域での発光層膜厚分布を触針式段差計により測定を行った。表４に各温度での画素内膜厚の最大値／最小値を示し、図１２に各温度での画素内膜厚プロファイルを示す。
【０１６９】
［実施例５］
上記基板の温度を３０℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７０】
［比較例３］
上記基板の温度を２１℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７１】
［比較例４］
上記基板の温度を１３℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７２】
［比較例５］
上記基板の温度を４５℃とした以外は、実施例４と同様に行った。
【０１７３】
【表３】
【０１７４】
【表４】
【０１７５】
［評価結果］
上記比較例３および比較例４の室温以下での膜形成では、画素内の膜厚分布は中心部が厚く周辺部が薄いプロファイルとなり、また、発光面積は画素の周囲のみが発光する結果となった。
【０１７６】
一方、比較例５での膜形成では、膜厚分布は中心部が薄く、周辺部が厚いプロファイルとなり膜厚分布が増加した。
【０１７７】
実施例４および実施例５においては、非常に平坦であり、発光面積は開口部のほとんどの部分が発光部であった。また、発光開始電圧から電圧増加に伴う発光領域変化はほとんど観察されずほぼ一定であった。
【０１７８】
【発明の効果】
本発明によれば、吐出法により滴下された後の機能性層形成用塗工液の温度を調整することにより、上記機能性層形成用塗工液の溶媒の揮発速度を調整することが可能となり、機能性部として用いられる有効領域の膜厚の最大膜厚と最小膜厚との比が上記範囲内となるように形成することができる。これにより、特別な装置等が必要なく、例えばインクジェット法等によって効率よく、平坦な機能性部を有する機能性素子を製造することが可能となるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の機能性素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図２】本発明の機能性素子の製造方法における機能性層形成用塗工液の乾燥速度の一例を示す概略断面図である。
【図３】本発明の機能性素子の製造方法における有効領域を説明するための図である。
【図４】凹形状に形成された機能性層の一例を示す概略断面図である。
【図５】凸形状に形成された機能性層の一例を示す概略断面図である。
【図６】本発明の機能性素子の製造方法に用いられる基板の形成方法の一例を示した図である。
【図７】本発明の機能性素子の製造方法に用いられる基板の一例を示した概略断面図である。
【図８】本発明に用いられる隔壁の一例を示す概略断面図である。
【図９】本発明に用いられる隔壁の他の例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【図１１】本発明の実施例および比較例の膜厚プロファイルを示したグラフである。
【図１２】本発明の実施例および比較例の膜厚プロファイルを示したグラフである。
【図１３】機能性素子の製造方法の従来技術を示す工程図である。
【図１４】インクジェット法による膜形成の際の乾燥速度およびインクのフローを説明するための図である。
【符号の説明】
１ … 基板
２ … 機能性層形成用塗工液
３ … インクジェット装置
４ … 機能性層
ａ … 有効領域
Ｔｍａｘ… 有効領域における最大膜厚
Ｔｍｉｎ… 有効領域における最小膜厚
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、前記機能性素子の機能性部として用いられる領域である前記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の前記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする機能性素子の製造方法。
【請求項２】
前記温度の調整が、前記機能性層形成工程を所定の温度で行った場合の前記機能性層の形状を検査し、前記機能性層の中心部が凹形状の場合は温度を低くするものであり、前記機能性層の中心部が凸形状の場合は温度を高くするものであることを特徴とする請求項１に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項３】
前記温度の調整を、前記基板の温度を変化させることにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項４】
前記基板が撥液性であり、かつ前記機能性層形成用領域が親液性領域とされていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板が、基材と、前記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い前記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、前記機能性層形成用領域が前記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたものであることを特徴とする請求項４に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の機能性素子の製造方法より製造される前記機能性部が、少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項７】
インクを吐出する吐出部および前記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、前記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置。
【請求項８】
インクを吐出する吐出部および前記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、前記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置。
【請求項１】
基板上に、溶媒を含有する機能性層形成用塗工液を、機能性層を形成する領域である機能性層形成用領域に吐出法により滴下後、乾燥固化させて機能性層を形成する機能性層形成工程を有する機能性素子の製造方法において、前記機能性素子の機能性部として用いられる領域である前記機能性層内の有効領域における最大膜厚をＴｍａｘ、最小膜厚をＴｍｉｎとした場合、
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≦２
となるように、滴下後の前記機能性層形成用塗工液の温度を調整することを特徴とする機能性素子の製造方法。
【請求項２】
前記温度の調整が、前記機能性層形成工程を所定の温度で行った場合の前記機能性層の形状を検査し、前記機能性層の中心部が凹形状の場合は温度を低くするものであり、前記機能性層の中心部が凸形状の場合は温度を高くするものであることを特徴とする請求項１に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項３】
前記温度の調整を、前記基板の温度を変化させることにより行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項４】
前記基板が撥液性であり、かつ前記機能性層形成用領域が親液性領域とされていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれかの請求項に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項５】
前記基板が、基材と、前記基材上に形成され、かつ光触媒およびバインダを有し、エネルギー照射に伴い前記光触媒の作用により液体との接触角が低下する濡れ性変化層とからなり、前記機能性層形成用領域が前記濡れ性変化層にエネルギー照射を行うことにより親液性領域とされたものであることを特徴とする請求項４に記載の機能性素子の製造方法。
【請求項６】
請求項１から請求項５までのいずれかの請求項に記載の機能性素子の製造方法より製造される前記機能性部が、少なくとも発光層を有する有機エレクトロルミネッセント層であることを特徴とする有機エレクトロルミネッセント素子の製造方法。
【請求項７】
インクを吐出する吐出部および前記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、前記インクの温度を調整するインク温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置。
【請求項８】
インクを吐出する吐出部および前記インクが吐出される基板を保持する基板保持部とを有するインクジェット装置であって、前記基板の温度を調整する基板温度調整機構を有することを特徴とするインクジェット装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２００４−３２７３５７（Ｐ２００４−３２７３５７Ａ）
【公開日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００３−１２３３９１（Ｐ２００３−１２３３９１）
【出願日】平成１５年４月２８日（２００３．４．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１６年１１月１８日（２００４．１１．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１５年４月２８日（２００３．４．２８）
【出願人】（０００００２８９７）大日本印刷株式会社 (14,506)
【Ｆターム（参考）】
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