专利名称：电光学装置及其制造方法、电子仪器的制作方法
技术领域：
本发明涉及基板上具有功能元件的电光学装置及其制造方法、和电子仪器。
背景技术：
与各像素对应地备有有机电致发光元件的有机电致发光显示装置(以下称为“有机EL装置)，作为未来接替液晶显示装置的显示，人们期待的是应当有高亮度、自发光、能用直流低电压驱动、应答速度高、由固体有机薄膜发光等优良显示性能，而且显示装置能够薄型化、轻量化和低电力消耗化。有机EL装置中的有机EL元件由薄膜晶体管(TFT)等开关元件控制向电极供给电力。
然而备有以上述有机EL元件为首的开关元件的已有的电光学装置中，产生了以下问题。
电光学装置由层叠多个材料层形成，具体讲由基板上层叠开关元件和功能元件(有机EL元件)形成。
其中一旦在开关元件的上面存在如1微米左右的凹凸差，在开关元件的上层配置功能元件的情况下，开关元件的凹凸形状就会对上层配置的功能元件产生影响，产生导致使功能元件的功能降低的问题。也就是说，由于开关元件的凹凸使得功能元件(有机EL元件)上也产生凹凸，引起发光效率和亮度降低等对显示质量产生影响。特别使有机EL元件的电极和发光层或者空穴注入层上产生凹凸，使打光效率和亮度显著降低。
虽然开关元件与功能元件的位置沿着基板方向上的错位，可以抑制开关元件的凹凸形状对功能元件的影响，但是却使设计的自由度降低。
特开昭59-104170号公报中公开了一种将TFT嵌埋在玻璃基板中的技术。根据这种技术因能在减少凹凸的同时实现装置小型化而是有效方案的，但是加工性低而且玻璃基板的强度也低。
发明内容
本发明鉴于这种情况，目的在于提供一种例如在配置开关元件以及与其连接配线的上层配置以有机EL元件为首的功能元件时，也能抑制处于下层的开关元件和配线的凹凸形状对功能元件的影响的电光学装置，其制造方法，以及备有这种电光学装置的电子仪器。
为了解上述课题，本发明的电光学装置特征在于在基板上有功能元件和能向该功能元件供给电力的电力导通部分的电光学装置中，在所述的基板上设置的预定材料层上形成配置所述的电力导通部分用的凹部。
根据本发明，通过在基板上设置的材料层上形成凹部，在此凹部上设置电力导通部分，能够在保持基板强度的同时使加工性良好的电力导通部分的上面与材料层的上面平坦化。因此，即使在这种电力导通部分上层设置功能元件时，也能避免在功能元件上形成凹凸的不良情况发生。
这种情况下，所述的电力导通部分包含开关元件。而且所述的开关元件可以采用薄膜晶体管结构。这样一来，能使作为开关晶体管的薄膜晶体管(TFT)的上面与材料层的上面平坦化。其中作为开关元件并不限于TFT(Thin Film Transistor)，也可以是MIM(Metal Insulator Metal)。
而且这种情况下，所述的电力导通部分包含配线。也就是说，通过将与薄膜晶体管连接的例如供电线等配电线等也配置在凹部，能使材料层上面实现平坦化。
本发明的电光学装置中，所述的凹部可以采用在所述的基板上设置的绝缘层上形成的结构。这样能够将电力导通部分埋设在绝缘层上。而且能够在不受周围电力影响的情况下以所需性能导通电力。
本发明的电光学装置中，所述的凹部可以采用形成朝向所述的基板侧变窄的锥状。这样，例如即使在用液滴喷出法向凹部内部喷出液体材料之际，被喷出液体材料的液滴也能不向水平方向扩展而沿着锥状的凹部内侧壁向凹部的底部侧顺利配置。而且由于凹部的边缘部分被设定为钝角，所以例如利用旋涂法等将其他材料层配置在配置了电力导通部分的凹部的上层时，也能够实现进一步平坦化。
本发明的电光学装置中，可以采用使形成了所述的凹部的所述的材料层的上面与在所述的凹部上配置的所述的电力导通部分的上面大体连续的结构。这样能够实现进一步平坦化。
本发明的电光学装置中，可以采用使所述的电力导通部分与所述的功能元件至少部分重合的结构。也就是说，功能元件的形成位置即使在不受电力导通部分影响任意设定的情况下也不会引起功能元件的功能降低，所以能够增加电力导通部分位置设计的自由度。此外，通过使功能元件与电力导通部分重合能够增大设定功能元件的区域，所以当功能元件是发光元件的情况下，能够增大发光面积。
在本发明的电光学装置中，可以采用所述的功能元件是有机电致发光元件的结构。这样可以提供一种以良好发光效率得到高亮度的有机电致发光装置。
本发明的电光学装置的制造方法，其特征在于具有在基板上设置功能元件和能向该功能元件供给电力的电力导通部分的工序的电光学装置的制造方法中，在所述的基板上设置的预定材料层上事先形成凹部，在所述的凹部上设置所述的电力导通部分后，设置所述的功能元件。
根据本发明，由于在所述的基板上设置的材料层上事先形成凹部，在此凹部上设置电力导通部分，所以能够实现电力导通部分上面与材料层上面的平坦化。因此在后面工序中设置功能元件时，由于这种功能元件上不产生凹凸，所以功能元件能够发挥所需的功能。
这种情况下，所述的电力导通部分包含开关元件。而且所述的开关元件可以采用薄膜晶体管的结构。这样能够使作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)的上面和材料层的上面平坦化。这种情况下作为开关元件并不限于TFT(Thin Film Transistor)，例如也可以是MIM(Metal InsulatorMetal)。而且这种情况下，所述的电力导通部分包含配线。也就是说，通过将与薄膜晶体管连接的例如供电线等配电线也配置在凹部，能使材料层上面实现平坦化。
本发明的电光学装置的制造方法中，也可以采用在所述的基板上设置的绝缘层上形成凹部，在所述的凹部上设置所述的电力导通部分的结构。这样，电力导通部分可以配置得在不受周围电力影响的情况下被埋设在绝缘层中。
本发明的电光学装置制造方法中，可以采用使所述的凹部形成朝向所述的基板侧变窄的锥状结构。这样，例如即使在用液滴喷出法向凹部内部喷出液体材料之际，被喷出液体材料的液滴也能不向水平方向扩展而是沿着锥状的凹部内侧壁向凹部的底部侧顺利配置。而且由于凹部的边缘部分被设定为钝角，所以例如利用旋涂法等将其他材料层配置在配置了电力导通部分的凹部的上层时，能够实现进一步平坦化。
本发明的电光学装置的制造方法中，可以采用这样的结构，即事先设定所述的凹部深度，使形成所述的凹部的所述的材料层的上面与配置在所述的凹部的所述的电力导通部分的上面大体连续后，基于所述的设定形成所述的凹部。这样，能够实现进一步平坦化。
本发明的电光学装置的制造方法，其特征在于是其中具有在基板上设置功能元件和能向所述的功能元件供给电力的电力导通部分的工序的电光学装置的制造方法，其中在所述的基板上或者在所述的基板上设置的支持层上设置所述的电力导通部分，在该电力导通部分周围设置预定材料层，使其上面与所述的电力导通部分的上面大体连续后，设置所述的功能元件。
也就是说，也可以采用在基板上或者支持层上设置电力导通部分后，在电力导通部分周围配置材料层实现平坦化的结构。
本发明的电光学装置的制造方法中，也可以采用借助于液滴喷出法设置所述的功能元件和所述的电力导通部分至少其中之一的结构。通过采用液滴喷出法形成功能元件或电力导通部分，能够以良好的生产率进行少量多品种生产制造本发明的电子仪器，其特征在于其中搭载有上面记载的电光学装置。这种方法能够提供具有优良特性的电子仪器。
这里所述的液滴喷出法可以采用的液滴喷出装置，包括备有油墨喷头(液滴喷头)的喷墨装置。喷墨装置的油墨喷头，能用喷墨法定量喷出液体材料，例如是一种能够断续定量滴下每点相当于1～300纳克液体材料的装置。其中液滴喷出装置也可以是分配器装置。
作为液滴喷出装置的液滴喷出方式，既可以是因压电元件的体积变化而喷出液体材料液滴的压电喷射方式，也可以是因加热而急剧产生蒸气使液体材料喷出的方式。
所谓液体材料是指具有从液滴喷出装置中喷头的喷嘴能喷出(能滴下)的粘度的介质。无论水性、油性均可。只要具有能从喷嘴等喷出的流动性(粘度)即可，即使混入固体物质但总体上是流体就行。而且液体材料中所含的材料，既可以是被加热至熔点以上溶解的，也可以是以微粒形式在溶剂中搅拌混合的，还可以是除溶剂之外又添加了染料和色素等其他功能材料的。此外，基体材料除指平面状基板之外，也可以是曲面状基板。而且图案形成面的硬度不一定很硬，除玻璃和塑料、金属之外，还可以是薄膜、纸张和橡胶等具有柔性的表面。
图1是表示本发明电光学装置制造方法中使用的一种液滴喷出装置图2是说明液滴喷头用的图。
图3是说明液滴喷头用的图。
图4是作电光学装置用的有机EL元件的电路图。
图5是与作电光学装置用有机EL元件的一个像素对应部分的说明图。
图6是作电光学装置用有机EL元件的一个制造方法实例的说明图。
图7是作电光学装置用有机EL元件的一个制造方法实例的说明图。
图8是作电光学装置用有机EL元件的一个制造方法实例的说明图。
图9是作电光学装置用有机EL元件的一个制造方法实例的说明图。
图10是表示搭载了本发明的电光学装置的电子仪器的图。
图11是表示搭载了本发明的电光学装置的电子仪器的图。
图12是表示搭载了本发明的电光学装置的电子仪器的图。
图中，70有机电致发光装置(电光学装置)
100绝缘层(材料层)120凹部122第二凹部132信号线(配线、电力导通部分)133共用供电线(配线、电力导通部分)143薄膜晶体管(开关元件、电力导通部分)200有机EL元件(发光元件、功能元件)230层间绝缘层(材料层)IJ液滴喷出装置P基板具体实施方式
以下参照
本发明的电光学装置及其制造方法。图1是表示制造本发明电光学装置时采用的液滴喷出装置的立体图。而且图2和图3是表示在液滴喷出装置中设置的液滴喷头的图。
图1中，液滴喷出装置IJ是能在基板P表面(预定面)上配置液滴(油墨滴)的成膜装置，其中备有基座12、设置在基座12上支持基板P的支持台(支持台装置)ST、处于基座12和支持台ST之间能够移动地支持移动支持台ST的第一移动装置14、能够相对于被支持台ST支持的基板P定量喷出(滴下)含有电光学装置形成用材料的液滴的喷头20、和能够移动地支持液滴喷头20的第二移动装置16。液滴喷头20的液滴喷出动作，和包括第一移动装置14和第二移动装置16的移动动作在内的液滴喷出装置IJ的动作，受控制装置CONT控制。
第一移动装置14设置在基座12上，决定沿着Y轴的位置。第二移动装置16利用支柱16A、16A相对于基座12垂直安装在基座12的后部12A。第二移动装置16的X轴方向处于与第一移动装置14的Y轴方向正交的方向上。这里所述的Y轴方向是指沿着基座12的前部12B和后部12A的方向。与之相比，X轴方向是指沿着基座12的左右方向，X轴方向和Y轴方向均是水平的。而且Z轴方向是与X轴方向和Y轴方向垂直的方向。
第一移动装置14例如由线型马达构成，其中备有导轨40、40，能够沿着此导轨40移动的滑块42。这种线型马达形式的第一移动装置14的滑块42，能够沿着导轨40移动决定Y轴方向上的位置。
而且，滑块42备有沿Z轴旋转(θZ)用马达44。这种马达44例如是直流电机，马达44的转子被固定在支持台ST上。这样一旦马达44处于通电状态下，转子和支持台ST就能沿着θZ方向旋转使支持台ST分度(旋转分度)。也就是说，第一移动装置14能使支持台ST沿着Y轴方向和θZ方向移动。
支持台ST是保持基板P并决定预定位置的装置。而且支持台ST备有吸附保持装置50，借助于吸附保持装置50通过支持台ST的孔46A将基板P吸附保持在支持台ST上。
第二移动装置16由纤细马达构成，其中备有被固定在立柱16A、16A上的支柱16B，被此支柱16B支持的导轨62A、和能够沿着导轨62A在X轴方向支持移动的滑块60。滑块60可以沿着导轨62A在X方向移动并决定位置，液滴喷头20被安装在滑块60上。
液滴喷头20备有决定摆动位置用的马达62、64、66和68。若马达62动作则液滴喷头20可以沿着Z轴方向上下移动并决定位置。此Z轴处于分别与X轴和Y轴正交方向(上下方向)上。马达64动作时，液滴喷头20可以沿着Y轴旋转的β方向摆动并能决定位置。马达66动作时，液滴喷头20可以沿着X轴旋转的γ方向摆动并能决定位置。马达68动作时，液滴喷头20可以沿着Z轴旋转的α方向摆动并能决定位置。也就是说，第二移动装置16在使液滴喷头20能够沿着X轴方向和Z轴方向支持移动的同时，还能使液滴喷头20沿着θX方向、θY方向和θZ方向支持移动。
因此图1的液滴喷头20，在滑块60中能够沿着Z轴方向直线移动并决定位置，同时还能沿着α、β、γ方向摆动并决定位置，液滴喷头20的喷出面20P能够控制相对于支持台ST侧基板P的正确位置和姿态。其中在液滴喷头20的喷出面20P上设有喷出液滴用多个喷嘴。
图2是表示液滴喷头的分解立体图。如图2所示，液滴喷头20备有带喷嘴81的喷嘴板80、具有振动板85的压力室基板90、和镶嵌支持这些喷嘴板80和振动板85的筐体88。液滴喷头20的主要结构，如图3的部分断面的立体图所示，备有由喷嘴板80和振动板85夹持压力室基板90的结构。在喷嘴板80上，与压力室90贴合时对应于空腔(压力室)81的位置处形成喷嘴81。在压力室基板90上，通过对硅单晶基板等腐蚀法设置多个各自具有压力室功能的空腔81。在空腔81之间被侧壁92隔离。各空腔81通过供给口94与作公共通路用的储槽93连通。振动板85例如有热氧化膜等构成。在振动板85上设有储罐口86，将其制成经由与储罐30连通的管路(通路)31能够任意供给液滴的结构。在与振动板85上空腔81相当的位置上形成压电元件87。压电元件87备有由上部电极和下部电极(图中未示出)夹持PZT元件等压电陶瓷晶体的结构。压电元件87构成得能与控制装置CONT供给的喷出信号对应地产生体积变化。
为了从液滴喷头20喷出液滴，控制装置CONT首先向液滴喷头20供给喷出液滴用喷出信号。液滴事先流入液滴喷头20的空腔81中，当液滴喷头20接收到喷出信号时，该压电元件87因其上部电极和下部电极被施加电压而产生体积变化。这种体积变化使振动板85变形，导致空腔81产生体积变化。其结果，液滴就从该空腔81的喷嘴孔211被喷出。喷出液滴空腔81因喷出而减少的液体材料，由后述的储罐30重新供给。
另外，上述的液滴喷头虽然是使压电元件产生体积变化而喷出液滴的结构，但是也可以采用利用加热体对液体材料加热，因其膨胀而喷出液滴的喷头结构。
现在回到图1，被设置在基板P上的液体材料由液体材料调整装置S生成。液体材料调整装置S，备有能够容纳液体材料的储罐30、安装在储罐30上被此储罐30容纳的调整液体材料温度用的温度调整装置32、和被储罐30容纳的对液体材料搅拌用的搅拌装置33。温度调整装置32由加热器构成，用于将储罐30内的液体材料调整到任意温度。温度调整装置32受控制装置CONT控制，通过用温度调整装置32调整温度可以将储罐30内的液体材料调整到所需的粘度。
储罐30通过管路31(通路)与液体喷头20连通，从液滴喷头20喷出的液体材料液滴经过管路31由储罐30供给。而且流经管路31的液体材料，经图中未示出的管路温度调整装置控制在预定温度下，并调整粘度。此外从液体喷头20喷出的液滴温度，受设置在液滴喷头20上的图中未示出的温度调整装置控制，被调整到所需的粘度。
图1中虽然分别示出了各有一个液滴喷头20和一个液体材料调整装置S，但是也可以在液滴喷出装置IJ中设置多个液滴喷头20和液体材料调整装置S，使同种或异种液体材料的液滴各自从这些多个液滴喷头20中喷出。于是这些多个液滴喷头20中，从第一液滴喷头对基板P喷出第一种液体材料后将其烧成和干燥，然后从第二液滴喷头对基板P喷出第二种液体材料后将其烧成和干燥，以下通过用多个液滴喷头进行同样处理，可以在基板P上层叠多个材料层，型成多层图案。
以下就使用上述液滴喷出装置IJ制造电光学装置的方法进行说明。以下仅作为一个实例，说明作为电光学装置用的有机电致发光装置(以下称为“有机EL装置”)的制造方法。其中以下所示的顺序和液体材料构成仅是一例，不应受此限制。
图4、图5是作有机EL装置用的一种有机EL器件70实例结构的说明图，图4是电路图，图5是表示各像素71平面结构用的、除去反射电极和有机EL元件后状态的平面放大图。
如图4所示，有机EL器件70的结构如下在透明基板上分别布有多条扫描线(配线、电力导通部分)131、沿着与这些扫描线131相交方向延伸的多条信号线(配线、电力导通部分)132、和与这些信号线132并列延伸的多条共用供电线(配线、电力导通部分)133，在扫描线131和信号线132的各个交处设置像素(像素区素)71。
对于信号线132设置备有移位寄存器、电位移位器、视频线、模拟开关等的数据侧驱动电路72。
另一方面，对于扫描线131设置备有移位寄存器和电位移位器的扫描侧驱动电路73。而且在每个像素区域71分别设置通过扫描线131将扫描信号(电力)供给栅电极的开关薄膜晶体管(开关元件，电力导通部分)142、借助于此开关薄膜晶体管142对由信号线132供给的图像信号(电力)进行保持的保持电容cap、将保持电容cap保持的图像信号供给栅电极的电流薄膜晶体管(开关元件，电力导通部分)143、通过此电流薄膜晶体管143与共用供电线133电连接时从共用供电线133流入驱动电流(电力)的像素电极141、和夹在此像素电极141和反射电极154之间的发光部分140。
在这种构成下，一旦扫描线131被驱动而使开关薄膜晶体管142接通，此时信号线132的电位(电力)就被保持在保持电容cap下，根据该保持电容cap的状态决定电流薄膜晶体管143的导通/断开状态。而且电流通过电流薄膜晶体管143的通道从共用供电线133流入像素电极141，进而通过发光元件140使电流流入反射电极154，这样发光部分140就会根据其中流过的电流量而发光。
其中，正如图5所示的那样，各像素71的平面结构变成平面形状为长方形的像素电极141的四边，将被信号线132、共用供电线133、扫描线131和图中未示出的其他像素电极用扫描线所包围。
以下参照附图6～图9说明上述有机EL器件可以备有的有机EL元件(功能元件)的制造方法。其中在图6～图9中，为简化说明起见仅仅示出一个像素71。
首先准备基板。其中有机EL元件元件，既可以制成从基板侧取出后述的发光层发射光的结构(所谓“底部发射”)，也可以制成由基板的对侧取出的结构(所谓“顶部发射”)。当制成从基板侧取出发射光结构的情况下，基板材料可以使用玻璃和石英、树脂等透明乃至半透明的材料，价廉的钠玻璃特别适用。
而且还可以在基板上设置有色过滤膜和含有发光性物质的变色薄膜或者电介质反射膜，来控制发光的颜色。
此外当结构为从基板反对侧取出发射光的情况下，基板也可以是不透明的，这种情况下可以使用在氧化铝等陶瓷、不锈钢等金属片上实施表面氧化等绝缘处理的物质，以及热固性树脂、热塑性树脂等。
本实施方式中，基板可以使用由玻璃等制成的透明基板P。而且必要时还可以用TEOS(四乙氧基甲硅烷)和氧气等作原料，用等离子CVD法在这种基板上形成约200～500纳米厚的硅氧化膜构成的基底保护膜(图中未示出)。
如上6(a)所述，在基板P上设置绝缘层(预定材料层)100。绝缘层100由硅氧化膜或氮化膜构成，例如用旋涂法将其设置在基板P上。然后用光刻法对绝缘层100的特定区域照射曝光光线后，通过腐蚀处理在此绝缘层上形成凹部120。其中作为绝缘层100，既可以采用旋涂法、蘸涂法等涂布将例如丙烯酸树脂、聚酰亚胺树脂等溶解在溶剂中的物质形成，也可以采用容易被腐蚀法等图案化的绝缘层形成材料。
另外，可以使凹部120形成锥状朝着图中上方扩展，即朝向基板P变窄。这样可以使凹部120的边缘部分121形成钝角。其中凹部120也可以不呈锥状，边缘部分121也可以大体呈直角。
其中可以使包括凹部120的绝缘层100表面形成显示亲液性的区域和疏液性的区域。形成亲液性的亲液化处理和形成疏液性的疏液化处理，例如可以采用等离子处理的方式进行。等离子处理工序包括预热工序、使表面特定区域具有亲液性的亲液化处理工序、具有疏液性的疏液化处理工序和冷却工序。具体讲，将基板P加热至预定温度(例如70～80℃左右)，然后作为亲液化工序，进行以大气气氛中的氧作为反应气体的等离子处理(O2等离子处理)。接着作为疏液化工序，进行以大气气氛中的四氟化碳作为反应气体的等离子处理(CF4等离子处理)，将为进行等离子处理而加热的基体材料冷却至室温后，将对预定之处赋予亲液性和疏液性。
而且在与凹部120不同的别的位置上形成第二凹部122。
接着如图6(b)所示，将透明基板P的温度设定在大约350℃，用等离子CVD法在凹部120内部的基底保护膜表面上形成厚度约30～70纳米的由无定形硅膜构成的半导体膜210。进而对此半导体膜210进行激光退火或固相生长法等结晶化工序，使半导体膜210结晶化为多晶硅膜。在激光退火法中，例如可以采用激元激光光束尺寸为400mm的线光束，其输出强度例如为200mJ/cm2。就线光束而言，用线光束扫描得使与其短尺寸方向上激光强度峰值的90％相当的部分在各区域重合。这里通过在绝缘层100的凹部120处设置将在后续工序中形成薄膜晶体管143的半导体膜210，使半导体薄膜210(薄膜晶体管143)与绝缘层100的上面之间大体连续。
然后如图6(c)所示，对半导体膜210和绝缘层100的表面，以TEOS和氧气等作原料，用等离子CVD法形成厚度约60～150纳米的由硅氧化膜或氮化膜形成的栅绝缘膜220。其中半导体膜210虽然将变成图5所示的电流薄膜晶体管143的通道区域和源漏区域，但是在不同断面位置上也能形成将成为开关薄膜晶体管142的通道区域和源漏区域的半导体膜。也就是说在图6～图9所示的制造工序中，虽然两种晶体管142和143是同时制作的，但是由于制造顺序相同，所以在以下说明中有关晶体管仅说明电流薄膜晶体管143，而关于开关薄膜晶体管142的说明省略。
进而如图7(a)所示，用溅射法对凹部120形成由铝、钽、钼、钛、钨等金属膜构成的导电膜后，将这些导电膜图案化形成栅电极143A。接着在这种状态下注入高浓度磷离子，可以在半导体膜210上相对于栅电极143A自整合地形成源漏区域143a和143b。其中未导入杂质的部分将变成通道区域143c。
以下如图7(b)所示，形成层间绝缘膜230后，形成接触孔232和234，在这些接触孔232和234内埋入漏电极236和源238。其中层间绝缘膜230的上面与绝缘层100的上面形成得大体连续(变成一个面)。而且通过形成第二凹部122在层间绝缘层230上在与此第二凹部对应位置上的形成凹部122A。而且可以在此凹部122A上形成信号线(配线)132。此时形成了凹部122A的层间绝缘层230的上面与设置了凹部122A的信号线132的上面大体连续。其中在图6(a)中，当形成第二凹部122之际，事先设定第二凹部122的深度，使层间绝缘层230的上面与信号线132的上面大体连续后，再形成第二凹部122。
然后在凹部120的层间绝缘膜230上形成图中未示出的共用供电线(配线)与源电极238连接。此时被设置在凹部120上的薄膜晶体管143中的漏电极236的上面和源电极238的上面，与层间绝缘层230的上面大体连续。而且在形成凹部120之际，可以事先设定凹部120的深度和层间绝缘层230的厚度，使这些漏电极236的上面和源电极238的上面大体连续。其中图7虽然没有示出，但是也可以使扫描线在绝缘层上形成。
也就是说，层间绝缘层230的上面，与薄膜晶体管143的漏电极236的上面和源电极238的上面形成得大体互相连续(变成一个面)。
此外如图7(c)所示，形成层间绝缘层240将层间绝缘层230和各配线的上面覆盖，在与漏电极236对应的位置上形成接触孔，于该接触孔内形成ITO膜将其埋入，进而将该ITO膜图案化，在由信号线、共用供电线和扫描线(图中未示出)包围的预定位置上形成像素电极141。像素电极构成有机EL元件的一部分。其中被信号线和共用供电线以及扫描线(图中未示出)包围的部分，像后述那样将变成有机EL元件的空穴注入层和发光层的形成场所。
此外由于层间绝缘层230的上面，与薄膜晶体管143和信号线132的上面大体成一个面而被平坦化，所以在薄膜晶体管143的上方形成的像素电极141也形成得平坦。
在上述工序中，也可以使用液滴喷出装置IJ形成例如绝缘层100和栅绝缘膜220或者层间绝缘膜230。一旦从液滴喷出装置IJ的液滴喷头20向基板P上喷出含有栅绝缘膜220和层间绝缘膜230的形成材料，因流动性强而会向水平方向扩展，但是由于围绕被涂布的位置形成了凹部，所以能够防止从液滴喷头20喷出的液滴越过凹部120向其外侧扩展，可以使之顺利地流入凹部120的内部。其中由于凹部120具有朝向基板P变窄的锥状，所以被喷出的液滴可以沿着凹部120的内壁顺利被配置在底部侧。
此外，在形成信号线132之际也可以使用液滴喷出装置IJ。当形成作配线图案的信号线132时，由于能够将从液滴喷头20喷出的含有信号线形成材料的液滴配置得流入凹部122A内，所以能够以所需的精度形成配线图案。
进而如图8(a)所示，形成第一隔壁(无机堤墙层)150A和第二隔壁(有机堤墙层)150B。这些隔壁150A和150B起隔离部件的作用。第一隔壁150A例如可以用二氧化硅形成。而第二隔壁150B可以用聚酰亚胺等绝缘性有机材料形成。第二隔壁150B的膜厚，例如可以设定为1～2微米。而且隔壁150A和150B优选对从液滴喷头20喷出的液体材料显示非亲和性的材料。为使这些隔壁显示非亲和性，例如可以采用含氟化合物等对隔壁表面进行表面处理的方法。作为含氟化合物，可以举出例如CF4、SF5、CHF3等，作为表面处理方法例如可以举出等离子处理法和UV照射处理法等。
在这种构成下，可以在有机EL元件的空穴注入层和发光层形成场所，即这些形成材料的涂布位置及其周围的隔壁150B(150A)之间形成充分的阶差111。
进而如图8(b)所示，在基板P朝上的状态下，从液滴喷头20向围绕隔壁150(150A和150B)的涂布位置，即对隔壁150内选择性涂布含有空穴注入层形成用材料的液体材料114A。形成空穴注入层用的液体材料114A，由上述的液体材料调整装置S生成，其中含有空穴注入层形成用材料和溶剂。
作为空穴注入层形成用材料，例如可以举出聚合物前体是聚四氢噻吩基苯撑的聚苯撑乙烯醇、1，1-双(4-N，N-二甲苯基氨基苯基)环己烷、三(8-羟基喹啉)铝、bitron P、聚苯乙烯磺酸等。
而且作为溶剂，可以使用异丙醇、N-甲基吡咯烷酮、1，3-二甲基咪唑啉酮等极性溶剂。
一旦从液滴喷头20向基板P上喷出含有空穴注入层形成用材料，以及溶剂的液体材料114A，虽然因流动性高而会向水平方向扩展，但是由于围绕被涂布位置形成了隔壁150，所以能够防止液体材料114A越过隔壁150向其外侧扩展。
进而如图8(c)所示，通过加热或光线照射使液体材料114A中的溶剂蒸发后，可以在像素电极141上形成固体空穴注入层140A。或者也可以采用在大气环境下或者在氮气气氛下于预定温度烧成预定时间(作为一例，在200℃下烧成10分钟)。或者还可以将其置于在低于大气压的低压环境下(真空环境下)除去溶剂。
以下如图9(a)所示，在使基板P朝上的状态下，从液滴喷头20向隔壁150内的空穴注入层140A上选择性涂布含有发光层形成用材料和溶剂的液体材料114B。
作为发光层形成材料，例如优选使用共轭系高分子有机化合物前体，和含有为使得到的发光层的发光特性发生变化用的荧光色素的物质。
共轭系高分子有机化合物前体是指，与荧光色素一起从液滴喷头20喷出形成薄膜后，例如如下式(I)所示，通过加热固化能够形成将成为共轭系高分子有机EL层的发光层的物质，例如当前体是锍盐的情况下，通过热处理使硫基脱离，形成共轭系高分子有机化合物等。
化1
这种共轭系高分子有机化合物是固体，具有强的荧光，能够形成均匀的固体超薄膜。而且富含形成能，与ITO电极的密着性高。
此外这种化合物前体，固化后由于形成牢固的共轭系高分子膜，所以在热固化之前，能够调整到适于将后述的前体溶液液滴喷出图案化所需的粘度，能简便方式和在短时间内完成最佳条件的膜形成。
这种前体，例如优选PPV(聚(对苯撑乙烯醇))或其衍生物的前体。PPV或其衍生物的前体在水或有机溶剂中可溶，而且能够聚合，所以能够得到光学上高品质的薄膜。此外，PPV具有强的荧光，而且由于是双键的π电子在聚合物链上非极性化的导电性高分子，所以能够得到高性能的有机EL元件。
这种PPV或PPV衍生物的前体，例如可以举出化学式(II)所示的PPV(聚(对苯撑乙烯醇))前体、MO-PPV(聚(2，5-二甲氧基-1，4-苯撑乙烯撑))前体、CN-PPV(聚(2，5-双己氧基-1，4-苯撑-(1-氰基乙烯撑)))前体、MEH-PPV(聚(2-甲氧基-5-(2’-乙基己氧基))对苯撑乙烯撑)前体等。
PPV或PPV衍生物的前体，如上所述在水中可溶，因成膜后加热能而高分子化形成PPV层。以上述PPV前体为代表的前体的含量，优选占组合物全体的0.01～10.0重量％，更优选占0.1～5.0重量％。前体的添加量过少，共轭系高分子膜形成得不充分，而过多时组合物粘度增高，往往不适于用喷墨法实现精度的图案化。
化2
此外作为发光层形成材料，优选至少含有一种荧光色素。这样能使发光层的发光特性发生变化，例如也是提高发光层发光效率、或者改变最大吸收波长(发光颜色)的一种有效方案。也就是说，荧光色素不仅能用作发光层材料，而且还因其本身还担负发光功能而能用作色素。例如，能将与共轭系高分子有机化合物分子上的载流子结合生成的激发子能量几乎全部转移到荧光色素分子上。这种情况下，由于发光仅由荧光量子效率高的荧光色素分子引起，所以能够增加发光层的电流量子效率。因此，通过在发光层形成材料中加入荧光色素，同时由于发光层的发光光谱也变成荧光分子的光谱，所以也成为改变发光颜色的有效方案。
其中这里所述的电流量子效率，是根据发光功能考察发光性能用的尺度，可以用下式定义。
ηE＝所放出的光子的能量/输入的电能而且通过掺杂荧光色素使光吸收极大波长改变，能够发出例如红、蓝和绿三基色光线，其结果可以得到全色显示体。
此外通过掺杂荧光色素能够大幅度提高EL元件的发光效率。
作为荧光色素，形成发射红色光线的发光层的情况下，优选使用发射红色光线的罗丹明或罗丹明衍生物。这些荧光色素由于是低分子而在水溶液中可溶，而且与PPV相容性好，容易形成均匀稳定的发光层。这种荧光色素的具体实例，可以举出罗丹明B、罗丹明B基料、罗丹明6G、罗丹明101过氯酸盐等，也可以是其中两种以上混合的物质。
而且在形成发射绿色光线发光层的情况下，优选使用发射绿色光线的喹吖啶酮及其衍生物。这些荧光色素与上述红色荧光色素同样，由于是低分子而在水溶液中可溶，而且与PPV相容性好，容易形成发光层。
此外在形成发射蓝色光线发光层的情况下，优选使用发射蓝色光线的二苯乙烯基联苯及其衍生物。这些荧光色素与上述红色荧光色素同样，由于是低分子而在水-醇混合溶液中可溶，而且与PPV相容性好，容易形成发光层。
而且作为发射蓝色光线的其他荧光色素，可以举出香豆素及其衍生物。这些荧光色素与上述红色荧光色素同样，由于是低分子而在水溶液中可溶，而且与PPV相容性好，容易形成发光层。这种荧光色素，可以具体举出香豆素、香豆素-1、香豆素-6、香豆素-7、香豆素120、香豆素138、香豆素152、香豆素153、香豆素311、香豆素314、香豆素334、香豆素337、香豆素343等。
作为其他发射蓝色光线的荧光色素，还可以举出四苯基丁二烯(TPB)及TPB衍生物。这些荧光色素与上述红色荧光色素同样，由于是低分子而在水溶液中可溶，而且与PPV相容性好，容易形成发光层。
以上荧光色素每种颜色既可以仅用一种，也可以两种以上混合使用。
这些荧光色素，优选相对于上述共轭系高分子有机化合物前体固形分添加0.5～10重量％，更优选添加1.0～5.0重量％。荧光色素的添加量过多，很难维持发光层的耐侯性和耐久性，而添加量过少则不能获得上述添加荧光色素所带来的充分效果。
而且关于上述前体和荧光色素，优选将其溶解或分散在极性溶剂中制成液体材料后，从液滴喷头20中喷出此液体材料。由于极性溶剂能够将上述前体、荧光色素等溶解或均匀分散，所以能够防止液滴喷头20的喷嘴孔被发光层形成材料中的固形分所引起的附着和堵塞现象。
作为这种极性溶剂，可以具体举出水、甲醇、乙醇等与水相容性的醇类，N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基咪唑啉(DMI)、二甲基亚砜(DMSO)、二甲苯、环己基苯、2，3-二氢苯并呋喃等有机溶剂或无机溶剂，这些溶剂也可以两种以上适当混合。
此外优选事先在上述形成用材料中添加湿润剂。这样能有效防止形成用材料在液滴喷头20的喷嘴孔中干燥和凝固。这种湿润剂可以举出例如甘油、二乙二醇等多元醇，这些湿润剂也可以是两种以上混合的。这种湿润剂的添加量优选占全体的5～20重量％左右。
其中也可以添加其他添加剂和薄膜稳定化材料，例如稳定剂、粘度调节剂、防老剂、pH调节剂、防腐剂、树脂乳液和流平剂等。
一旦从液滴喷头20喷出含有这种发光层形成用材料的液体材料114B，就可以将液体材料114B涂布在处于隔壁150内的空穴注入层140A上。
其中通过喷出液体材料114B形成发光层，可以根据在各自对应的像素71上分别喷出涂布含有发射红色光线的发光层形成用材料的液体材料、含有发射绿色光线的发光层形成用材料的液体材料、含有发射蓝色光线的发光层形成用材料的液体材料的方式进行。其中与各种颜色对应的像素71，可以事先确定其规则配置。
以此方式喷出涂布含有各色发光层形成用材料的液体材料114B后，通过使液体材料114B中的溶剂蒸发，如图9(b)所示，可以在空穴注入层140A上形成固体发光层140B，这样能够得到由空穴注入层140A和发光层140B构成的发光部分140。其中有关含有发光层形成用材料的液体材料114B中溶剂的蒸发，必要时可以进行加热或减压处理，但是由于发光层形成用材料通常干燥性良好是速干性的，所以无需特别进行这种处理，因此通过依次喷出涂布各色发光层形成用材料，就能以该顺序形成各色发光层140B。
然后，如图9(c)所示，在透明基板P的全部表面上形成或者以带状形成反射电极154。这样就制成了有机EL元件200。其中本实施方式中有机EL元件200将制成包括像素电极141、空穴注入层140A、发光层140B和反射电极154。
这种有机EL元件制造方法中，空穴注入层140A和发光层140B这一形成有机EL元件构成要素的薄膜，由于是利用液滴喷出装置IJ制造的，所以由空穴注入层140A和发光层140B构成的液体材料损失少，而且能以比较廉价和稳定地形成空穴注入层140A和发光层140B。
然而如图9(c)所示，所形成的薄膜晶体管143和有机EL元件的一部分，虽然在基板P表面的法线方向上重合，但是如果采用从基板P的相反侧取出发光层光线的所谓顶部射结构，则即使薄膜晶体管143和有机EL元件重合也毫无问题。换句话说，由于即使薄膜晶体管143和有机EL元件重合也无问题，所以设计的自由度将会增大。而且对于底部发射结构来说，必须将薄膜晶体管设置在隔壁150的下方使薄膜晶体管与有机EL元件不重合，但是对于顶部发射结构而言却不必将薄膜晶体管设置在隔壁150的下方，这样不但能够减小隔壁150的形成区域，而且还能扩大有机EL元件的形成区域，因而能够增大发光面积。
综上所述，通过设置在基板P上的绝缘层100上形成凹部120，在此凹部120上配置薄膜晶体管143，能够使薄膜晶体管143的上面和绝缘层100的上面平坦化。因此，在这种薄膜晶体管143的上层设置有机EL元件时，也能避免因有机EL元件200上出现凹凸导致显示品质下降的不良情况发生。
另外，上述实施方式中，虽然采用在基板P上设置绝缘层100后，用光刻法形成凹部120，在此凹部120内设置薄膜晶体管143的结构，但是也可以采用在基板P上或者在基板P上设置的预定材料层(支持层)上形成薄膜晶体管143后，在此薄膜晶体管143的周围配置绝缘层，使此薄膜晶体管143的上面大体成一个面的结构。其中在配置绝缘层时，采用能在任意场所容易配置液体材料的液滴喷出法是有效的。
上述实施方式中是就通过采用液滴喷出装置IJ的液滴喷出法使液体材料成膜加以说明的，但是并不限于液滴喷出法，例如也可以采用旋涂法等其他涂布方法。
而且液体材料的生成工序和成膜工序既可以在大气中进行，也可以在氮气等惰性气体气氛中进行。其中利用液体材料调整装置S生成液体材料的工序和用液滴喷出装置IJ成膜的工序，应当在洁净室内被维持在颗粒和化学上清洁度的环境下进行。
上述实施方式中，虽然是以采用本发明的制造方法制造有机EL装置的情况进行说明的，但是也可以是例如液晶显示装置等其他电光学装置。也就是说，本发明的制造方法也适用于制造在基板上设有作开关元件用TFT结构的装置。
本发明有机EL装置(电光学装置)，适用于备有显示部分的各种电子仪器。以下说明备有本发明的电光学装置的电子仪器的适用实例。
图10是表示一种便携式电话实例的立体图。图10中，符号1000表示便携式电话主体，符号1001表示采用上述有机EL显示装置的显示部分。
图11是表示一种手表型电子仪器实例的立体图。图11中，符号1100表示手表主体，符号1101表示采用上述有机EL显示装置的显示部分。
图12是表示一种文字处理器和个人电脑等便携式信息处理装置实例的立体图。图12中，符号1200表示信息处理装置，符号1202表示键盘等输入部分，符号1204表示信息处理装置主体，符号1206表示采用上述有机EL显示装置的显示部分。
图10～12所示的电子仪器，由于具有上述实施方式的有机EL显示装置，所以能够实现显示品质优良、具有鲜明画面有机EL显示部分的电子仪器。
除上述实例之外，其他实例还可以举出液晶电视、取景器型和监视器直视型磁带录像机、汽车驾驶导向装置、寻呼机、电子记事本、电脑、文字处理器、可视电话、POS终端、电子图书、和备有触摸板的仪器等。本发明的电光学装置也可以作用这些电子仪器的显示部分。
综上所述，通过在设置在基板上的材料层上形成凹部，在此凹部上设置电力导通部分，能使电力导通部分的上面和材料层的上面平坦化。因此在这种电力导通部分的上层设置功能元件时，也能够避免因功能元件上产生凹凸而导致性能下降的不良情况发生。
权利要求
1.一种电光学装置，是在基板上有功能元件和能向所述的功能元件供给电力的电力导通部分的电光学装置中，其特征在于在所述的基板上设置的预定材料层上形成了配置所述的电力导通部分用的凹部。
2.根据权利要求1所述的电光学装置，其特征在于所述的凹部形成在被设置在所述的基板上的绝缘层上。
3.根据权利要求1或2所述的电光学装置，其特征在于使所述的凹部形成朝向所述的基板侧变窄的锥状。
4.根据权利要求1～3中任何一项所述的电光学装置，其特征在于形成了所述的凹部的所述的材料层的上面与配置在所述的凹部的所述的电力导通部分的上面大体连续。
5.根据权利要求1～4中任何一项所述的电光学装置，其特征在于所述的电力导通部分与所述的功能元件的至少一部分重合。
6.根据权利要求1～5中任何一项所述的电光学装置，其特征在于所述的功能元件是有机电致发光元件。
7.一种电光学装置的制造方法，是在具有基板上设置功能元件和能向所述的功能元件供给电力的电力导通部分的工序的电光学装置的制造方法中，其特征在于在所述的基板上设置的预定材料层上事先形成凹部，在所述的凹部上设置所述的电力导通部分后，设置所述的功能元件。
8.根据权利要求7所述的电光学装置制造方法，其特征在于在所述的基板上设置的预定绝缘层上形成凹部，并在该凹部上设置所述的电力导通部分。
9.根据权利要求7或8所述的电光学装置制造方法，其特征在于使所述的凹部形成朝向所述的基板侧变窄的锥状。
10.根据权利要求7～9中任何一项所述的电光学装置制造方法，其特征在于事先设定所述的凹部深度，使形成所述的凹部的所述的材料层的上面与配置在所述的凹部的所述的电力导通部分的上面大体连续后，基于所述的设定形成所述的凹部。
11.一种电光学装置的制造方法，是在具有在基板上设置功能元件和能向所述的功能元件供给电力的电力导通部分的工序的电光学装置的制造方法中，其特征在于在所述的基板上或者在所述的基板上设置的支持层上设置所述的电力导通部分，在该电力导通部分周围设置预定材料层，使其上面与所述的电力导通部分的上面大体连续后，设置所述的功能元件。
12.根据权利要求7～11中任何一项所述的电光学装置制造方法，其特征在于利用液滴喷出法设置所述的功能元件和所述的电力导通部分的至少其中之一。
13.一种电子仪器，其特征在于其中搭载有权利要求1～6中任何一项所述的电光学装置。
全文摘要
提供一种能够抑制处于下层的开关元件和配线的凹凸形状对功能元件产生影响电光学装置及其制造方法。本发明的有机EL装置，其中备有在基板P上的有机EL元件(200)以及能向此有机EL元件(200)供给电力的配线和开关元件(143)。事先在基板P上设置绝缘层(100)，在绝缘层(100)上形成配置开关元件(143)用的凹部。
文档编号H05B33/22GK1484478SQ03154008
公开日2004年3月24日 申请日期2003年8月13日 优先权日2002年8月30日
发明者野泽陵一 申请人:精工爱普生株式会社