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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-06-27
(45)【発行日】2024-07-05
(54)【発明の名称】機能デバイス、および、機能デバイスの製造方法
(51)【国際特許分類】
H10K 50/84 20230101AFI20240628BHJP
H10K 50/10 20230101ALI20240628BHJP
H10K 59/122 20230101ALI20240628BHJP
H10K 50/115 20230101ALI20240628BHJP
H10K 50/844 20230101ALI20240628BHJP
H10K 71/12 20230101ALI20240628BHJP
H10K 71/13 20230101ALI20240628BHJP
H10K 71/40 20230101ALI20240628BHJP
G09F 9/30 20060101ALI20240628BHJP
G02B 1/18 20150101ALI20240628BHJP
【ＦＩ】
H10K50/84
H10K50/10
H10K59/122
H10K50/115
H10K50/844
H10K71/12
H10K71/13
H10K71/40
G09F9/30 365
G02B1/18
【請求項の数】
19
(21)【出願番号】P 2020156387
(22)【出願日】2020-09-17
(65)【公開番号】P2022050029
(43)【公開日】2022-03-30
【審査請求日】2023-08-24
(73)【特許権者】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】中谷 修平
(72)【発明者】
【氏名】吉田 英博
【審査官】小久保 州洋
(56)【参考文献】
【文献】特開２００８－１０８７３７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－２２９２６０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－２０００６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／１４７８３８（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２００４－２８８４６９（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０２０／０８５１８３（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１２－２１６６８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６３－１６１３６１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００６－１７１３６５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－２０７３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－００５０５６（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１１／０６７８９５（ＷＯ，Ａ１）
【文献】韓国公開特許第１０－２０１７－００２６９４１（ＫＲ，Ａ）
【文献】特開２００３－２２９２６１（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１８／００３３８４１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】特開２０１０－０５６０１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００９／１１３２３９（ＷＯ，Ａ１）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ１０Ｋ ５０／８４
Ｈ１０Ｋ ５０／１０
Ｈ１０Ｋ ５９／１２２
Ｈ１０Ｋ ５０／１１５
Ｈ１０Ｋ ５０／８４４
Ｈ１０Ｋ ７１／１２
Ｈ１０Ｋ ７１／１３
Ｈ１０Ｋ ７１／４０
Ｇ０９Ｆ ９／３０
Ｇ０２Ｂ １／１８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
表面部に撥液部および前記撥液部よりも撥液性が小さい低撥液部を有するバンクと、前記バンクによって規定された領域に位置し、かつ、前記撥液部と接する第１の機能層と、
前記低撥液部に接し、かつ、前記第１の機能層を覆う第２の機能層と、
を備え、
前記表面部は、前記バンクの側面部を含み、前記側面部の一部に前記低撥液部が設けられている機能デバイス。
【請求項2】
前記撥液部のフッ素原子の濃度は、前記低撥液部のフッ素原子の濃度よりも高い、請求項１に記載の機能デバイス。
【請求項3】
前記撥液部のフッ素原子の濃度は、５ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％以下であり、前記低撥液部のフッ素原子の濃度は、０ａｔｏｍ％以上５ａｔｏｍ％未満である、
請求項２に記載の機能デバイス。
【請求項4】
前記撥液部のシリコン原子の濃度は、前記低撥液部のシリコン原子の濃度よりも高い、請求項１に記載の機能デバイス。
【請求項5】
前記撥液部のシリコン原子の濃度は、５ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％以下であり、前記低撥液部のシリコン原子の濃度は、０ａｔｏｍ％以上５ａｔｏｍ％未満である、
請求項４に記載の機能デバイス。
【請求項6】
前記第１の機能層の材料であるインクに対する前記撥液部の接触角は、２０度以上７０度以下であり、前記第２の機能層の材料であるインクに対する前記低撥液部の接触角は、０度以上３０度以下である、
請求項１から５のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項7】
前記低撥液部の表面の粗さは、前記撥液部の表面の粗さよりも大きい、請求項１から６のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項8】
前記第１の機能層は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、および、有機半導体層の中の１つ以上の層を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項9】
前記第２の機能層は、電極層、封止層、および、保護層の中の１つ以上の層を含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項10】
前記撥液部と前記低撥液部との間の境界は、前記第１の機能層と前記第２の機能層との間に位置する、
請求項１から９のいずれか一項に記載の機能デバイス。
【請求項11】
基板にバンクを形成するステップと、前記バンクによって規定された領域に位置し、かつ、前記バンクの表面部の撥液部に接する第１の機能層を形成するステップと、
前記表面部に含まれる前記バンクの側面部の一部に、前記撥液部よりも相対的に撥液性が小さい低撥液部を形成するステップと、
前記低撥液部に接し、かつ、前記第１の機能層を覆う第２の機能層を形成するステップと、
を備える機能デバイスの製造方法。
【請求項12】
前記撥液部には、フッ素原子またはシリコン原子を含む撥液性成分が含まれており、前記低撥液部を形成するステップは、前記撥液部に含まれる撥液性成分の濃度を減少させて前記撥液部の一部から前記低撥液部を生成するステップである、
請求項１１に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項13】
前記低撥液部を形成するステップは、前記撥液部の一部にプラズマ照射を行うステップである、請求項１２に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項14】
前記低撥液部を形成するステップは、前記撥液部の一部に紫外光の照射を行うステップである、請求項１２に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項15】
前記バンクを形成するステップは、前記表面部に前記撥液部を形成するステップを含み、前記低撥液部を形成するステップは、前記バンクおよび前記第１の機能層が形成された前記基板を収容部に収容し、前記バンクを加熱し、かつ、収容部の真空度を小さくするステップである、
請求項１２に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項16】
前記バンクを形成するステップは、前記表面部に前記撥液部を形成するステップを含み、前記低撥液部を形成するステップは、前記撥液部の一部を削り、前記バンクの内部を露出させるステップである、
請求項１１に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項17】
前記低撥液部を形成するステップは、サンドブラストにより前記撥液部の一部を削るステップである、請求項１６に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項18】
前記低撥液部を形成するステップは、機械的な研磨により、前記撥液部の一部を削るステップである、請求項１６に記載の機能デバイスの製造方法。
【請求項19】
前記第２の機能層を形成するステップは、前記第１の機能層と前記第２の機能層との間に前記撥液部と前記低撥液部との間の境界が位置するように前記第２の機能層を形成するステップである、
請求項１１から１８のいずれか一項に記載の機能デバイスの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、機能デバイス、および、機能デバイスの製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、印刷工法で様々な電子デバイスを形成するための検討が盛んに行われている。印刷工法は必要な位置にのみ必要な量のインクを塗布する手法であるため、真空蒸着およびスパッタリング法の手法等に比べて材料の利用効率が高い。
【0003】
印刷工法の中でも、印刷対象物に非接触で、かつ、所望のパターンがオンデマンドに形成可能なインクジェット法が注目されている。
【0004】
印刷工法で形成される電子デバイスとして、例えば、導電性のインクを用いた配線、半導体インクを用いたトランジスタ、および、発光材料を用いたディスプレイデバイス等がある。
【0005】
特許文献１には、電子デバイスの一例である有機ＥＬデバイスが開示されている。特許文献１の有機ＥＬデバイスが有するバンクは、正孔輸送層および有機発光層の材料であるインクをバンクで規定された領域内に保持するために、比較的大きい撥液性を有している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】特許第４９９０４１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
撥液性が大きいバンクを備える有機ＥＬデバイスを製造する際、発光層よりも上側に位置する透明陰極、および、透明封止膜等の機能層がインクジェット法等の塗布プロセスで形成されると、当該機能層の膜厚の均一性の低下を招く。
【0008】
同様に、撥液性が大きいバンクを備える有機トランジスタデバイスを製造する場合において、ソース電極、ドレイン電極、および、保護膜等の機能層がインクジェット法等の塗布プロセスで形成されると、当該機能層の膜厚の均一性の低下を招く。
【0009】
均一性が高い膜が形成されない場合、有機ＥＬデバイス、および、有機トランジスタデバイス等の機能デバイスの品質が低下してしまう。
【0010】
本開示は、材料を有効に使用でき、かつ、高い品質を確保できる機能デバイスおよび機能デバイスの製造方法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】
【0011】
本開示の一態様に係る機能デバイスは、表面部に撥液部および前記撥液部よりも撥液性が小さい低撥液部を有するバンクと、前記バンクによって規定された領域に位置し、かつ、前記撥液部と接する第１の機能層と、前記低撥液部に接し、かつ、前記第１の機能層を覆う第２の機能層と、を備え、前記表面部は、前記バンクの側面部を含み、前記側面部の一部に前記低撥液部が設けられている。
【0012】
本開示の一態様に係る機能デバイスの製造方法は、基板にバンクを形成するステップと、前記バンクによって規定された領域に位置し、かつ、前記バンクの表面部の撥液部に接する第１の機能層を形成するステップと、前記表面部に含まれる前記バンクの側面部の一部に、前記撥液部よりも相対的に撥液性が小さい低撥液部を形成するステップと、前記低撥液部に接し、かつ、前記第１の機能層を覆う第２の機能層を形成するステップと、を備える。
【発明の効果】
【0013】
本開示によれば、材料を有効に使用でき、かつ、高い品質を確保できる機能デバイスおよび機能デバイスの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】特許文献１に開示されている有機ＥＬデバイスの構造を示す断面図
【図2】本開示の実施形態に係る機能デバイスの構造を示す断面図
【図3】基板に電極層およびバンクが形成された状態にある実施形態に係る中間製造物を示す断面図
【図4】実施形態に係る中間製造物にＣＦ４プラズマが照射されている様子を示す図
【図5】発光領域にインクがたまっている状態にある実施形態に係る中間製造物を示す断面図
【図6】発光層が形成された状態にある実施形態に係る中間製造物を示す断面図
【図7】実施形態に係る中間製造物に遮蔽マスクを介してＯ２プラズマが照射されている様子を示す図
【図8】電極層が形成された状態にある実施形態に係る中間製造物を示す断面図
【図9A】本開示の変形例１に係る機能デバイスの構造を示す断面図
【図9B】本開示の変形例１に係る別の構造を有する機能デバイスの構造を示す断面図
【図10】本開示の変形例２に係る機能デバイスの構造を示す断面図
【図11】本開示の変形例３に係る機能デバイスの構造を示す断面図
【図12】基板に電極層およびバンクが形成された状態にある実施例１に係る中間製造物を示す断面図
【図13】赤色発光層が形成された状態にある実施例１に係る中間製造物を示す断面図
【図14】実施例１に係る中間製造物に遮蔽マスクを介してＯ２プラズマが照射されている様子を示す図
【図15】実施例１に係る機能デバイスの構造を示す断面図
【図16】基板に電極層およびバンクが形成された状態にある実施例２に係る中間製造物を示す断面図
【図17】実施例２に係る中間製造物にＣＦ４プラズマが照射されている様子を示す図
【図18】赤色発光層が形成された状態にある実施例２に係る中間製造物を示す断面図
【図19】真空乾燥機に収容された状態にある中間製造物を示す断面図
【図20】実施例２に係る機能デバイスの構造を示す断面図
【発明を実施するための形態】
【0015】
本明細書において、「機能デバイス」という用語は、目的とする機能を、物理現象を利用して出力するデバイスの総称である。例えば、機能デバイスとして、有機ＥＬデバイス、量子ドット発光デバイス、色変換フィルターデバイス、有機トランジスタデバイス、および、センサーデバイス等が挙げられる。
【0016】
（技術的背景）
機能デバイス、特に、発光デバイスの製造に用いられる材料である発光材料および導電材料等の機能性材料は非常に高価であるため、材料のロスを極力小さくすることが望ましい。
機能デバイス、特に、発光デバイスの製造に用いられる材料である発光材料および導電材料等の機能性材料は非常に高価であるため、材料のロスを極力小さくすることが望ましい。
【0017】
印刷工法は、必要な位置にのみ必要な量のインクを塗布できる手法であるため、真空蒸着およびスパッタリング法の手法等に比べて材料の利用効率が高い。さらに、印刷工法は、真空中ではなく大気中で成膜することが可能である。このため、印刷工法は、真空設備の稼働にかかるエネルギーが不要であるため、稼働エネルギーを小さくする観点でも望ましい。なお、本明細書において、インクとは、所定の層の材料であって液体状の材料を意味する。
【0018】
印刷工法には、スクリーン印刷や凸版印刷、凹版印刷、およびインクジェット法等がある。特に、インクジェット法が注目されており、カラーフィルター、有機ＥＬディスプレイ、および、量子ドットディスプレイ等の表示装置をインクジェット法で形成する手法の開発が盛んに行われている。
【0019】
次世代のディスプレイとして、無機材料の量子ドット材料を発光層として用いたディスプレイがある。このディスプレイの開発が盛んに行われている。
【0020】
量子ドットは、非常に小さな、具体的には、直径が２から１０ｎｍ（言い換えると、原子１０から５０個程度）のサイズを有する特殊な半導体である。このように、サイズが微小である物質は、比較的サイズが大きい場合に示す性質とは異なる。
【0021】
量子ドットでは、バンドギャップのサイズは、量子の粒径が変更されるだけで制御可能である。量子ドットの発光波長はバンドギャップのサイズに依存するので、量子ドットの発光波長は非常に精密に調節可能である。すなわち、量子ドットの発光波長は、量子の粒径を変更するだけで変更可能である。より詳細には、量子の粒径が小さくなるほど、量子ドットの発光波長は青色側にシフトし、量子の粒径が大きくなるほど赤色側にシフトする。
【0022】
発光波長の半値幅は非常に小さく数十ｎｍ以下である。赤、青、および、緑、それぞれの発光波長の半値幅が小さいため、発光波長が高色域特性を示す。その結果、ディスプレイデバイスとしての性能が飛躍的に向上する。
【0023】
量子ドットは、コア、コアの周りに形成されているシェルと呼ばれる層、および、シェルの周りに形成されたリガンドから構成されている。コアの材料の代表的なものは、カドミウム－セレン系、インジウム－リン系、銅－インジウム－硫黄系、銀－インジウム－硫黄系等の無機材料、および、ペロブスカイト構造を有する無機材料である。シェルの材料の代表的なものは、硫化亜鉛等である。
【0024】
量子ドットは、シェルの周囲にリガンドが形成されることで、インクとしての安定性を実現している。このような量子ドット材料で形成された発光デバイスには、量子ドット材料の電子が光エネルギーにより励起されて発光するフォトルミネッセンスデバイス、および、電気エネルギーにより励起されて発光するエレクトロルミネッセンスデバイスがある。
【0025】
フォトルミネッセンスデバイスは、量子ドットディスプレイの一例であるマイクロＬＥＤディスプレイのカラーフィルターとして使用される。
【0026】
エレクトロルミネッセンスデバイスは、量子ドットディスプレイの一例であって、陽極と陰極の間に量子ドット材料が薄膜化されて形成された量子ドット発光ディスプレイに使用されている。
【0027】
フォトルミネッセンスデバイスまたはエレクトロルミネッセンスデバイスが用いられる量子ドットディスプレイは、有機ＥＬディスプレイと比べて輝度が非常に高く、屋外での視認性に優れている。このため、携帯電話および車載用途のディスプレイ、並びに、ヘッドマウントディスプレイ等の用途での活用が期待されている。これらのディスプレイは２００ｐｐｉ（ｐｉｘｅｌｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）以上の画素解像度が必要になると予想される。
【0028】
フォトルミネッセンスデバイスおよびエレクトロルミネッセンスデバイス等の発光デバイスを形成する発光材料は、大気中の水分の影響で発光性能が劣化する。このため、これらのデバイスを製造する際、発光層を形成した後に封止膜を形成する必要がある。封止膜は、シリコン窒化膜、および、アクリル樹脂膜やエポキシ樹脂膜等の積層膜から形成されていることが多い。シリコン窒化膜は、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）と言われる真空プロセスで形成される。積層膜は、インクジェット法で形成される。
【0029】
以下の（１）～（３）の理由で、機能デバイスを、真空プロセスを用いずに全て層や膜をインクジェット法等の塗布プロセスで形成する手法の開発が盛んに行われている。
【0030】
（１）材料ロス
蒸着、スパッタリング法、およびＣＶＤ等の真空プロセスを用いて機能デバイスを製造する場合、ロスする材料が多い。機能デバイスを構成する膜の材料は非常に高価であるため、ロスする材料を極力少なくすることが望ましい。
蒸着、スパッタリング法、およびＣＶＤ等の真空プロセスを用いて機能デバイスを製造する場合、ロスする材料が多い。機能デバイスを構成する膜の材料は非常に高価であるため、ロスする材料を極力少なくすることが望ましい。
【0031】
（２）コスト
真空設備は稼働コストが高いので、真空プロセスを用いる場合、機能デバイスの製造に必要なコストが高くなる。
真空設備は稼働コストが高いので、真空プロセスを用いる場合、機能デバイスの製造に必要なコストが高くなる。
【0032】
（３）低温での製造
機能デバイスをプラスチックフィルム等のフレキシブル基板上に形成する手法の開発が盛んに行われている。フレキシブル基板の耐熱性は低いため、基板としてフレキシブル基板を用いる場合、低温で機能デバイスを製造する必要がある。
機能デバイスをプラスチックフィルム等のフレキシブル基板上に形成する手法の開発が盛んに行われている。フレキシブル基板の耐熱性は低いため、基板としてフレキシブル基板を用いる場合、低温で機能デバイスを製造する必要がある。
【0033】
材料の使用効率を上げること、大気圧下で機能デバイスを製造することで製造コストを削減すること、および、プラスチックフィルムが耐え得る程度の温度で機能デバイスを製造することを目的として、機能デバイスの全ての層を塗布プロセスで形成するための検討が行われている。
【0034】
＜塗布プロセスの問題点＞
図１は、特許文献１に開示されている有機ＥＬデバイス１（機能デバイスの一例）の構造を示す断面図である。
図１は、特許文献１に開示されている有機ＥＬデバイス１（機能デバイスの一例）の構造を示す断面図である。
【0035】
有機ＥＬデバイス１は、ＴＦＴパネル１０、陽極１２、正孔注入層１３、正孔輸送層１４、有機発光層１５、バンク１６、電子注入層１８、透明陰極２０、および、透明封止膜２２を備えている。
【0036】
有機ＥＬデバイス１の製造において、有機発光層１５等の機能層はインクジェット法で形成されている。具体的には、有機ＥＬデバイス１は、以下の手順で製造される。
（１）ＴＦＴパネル１０の上に、陽極（電極）１２、および、正孔注入層１３を形成する。
（２）正孔注入層１３の上に画素領域を規定するバンク１６を形成する。
（３）バンク１６で規定された領域内にインクジェット法で正孔輸送層１４、および、有機発光層１５を形成する。
（４）有機発光層１５の上に、電子注入層１８、および、透明陰極２０を真空プロセスで形成する。
（５）電子注入層１８、および、透明陰極２０を覆うように透明封止膜２２を形成する。
（１）ＴＦＴパネル１０の上に、陽極（電極）１２、および、正孔注入層１３を形成する。
（２）正孔注入層１３の上に画素領域を規定するバンク１６を形成する。
（３）バンク１６で規定された領域内にインクジェット法で正孔輸送層１４、および、有機発光層１５を形成する。
（４）有機発光層１５の上に、電子注入層１８、および、透明陰極２０を真空プロセスで形成する。
（５）電子注入層１８、および、透明陰極２０を覆うように透明封止膜２２を形成する。
【0037】
なお、バンク１６は、正孔輸送層１４、および、有機発光層１５の材料であるインクを所定の領域に保持するべく、一定値以上の撥液性を有する必要がある。このため、バンク１６は、比較的大きい撥液性を有している。
【0038】
図１で示されている構造を有する有機ＥＬデバイス１を製造する際に、透明陰極２０、および、透明封止膜２２をインクジェット法で形成する場合、透明陰極２０および透明封止膜２２の成膜性能が著しく低下する。
【0039】
具体的には、バンク１６は比較的大きい撥液性を有しているので、インクで形成された塗布膜がバンク１６によって撥かれてしまい、透明陰極２０、および、透明封止膜２２の膜厚の均一性の低下を招くとともに、透明封止膜２２の被覆性の低下を招く。
【0040】
特に、透明陰極２０の膜厚の均一性が低下した場合、有機ＥＬデバイス１の抵抗値がばらついてしまい、電気特性の悪化を引き起こす。その結果、有機ＥＬデバイス１の発光特性の低下を招く可能性がある。また、透明封止膜２２の被覆性が低下した場合、透明封止膜２２の薄い部分から大気中の水分等が有機ＥＬデバイス１内に浸入し、有機発光層１５に悪影響を及ぼす。その結果、有機ＥＬデバイス１の発光特性が経時的に低下していく。
【0041】
他の機能デバイスについて説明する。有機トランジスタデバイスが、比較的大きい撥液性を有しているバンクを備えている場合、ソース電極、ドレイン電極、および、保護膜等の機能層をインクジェット法で形成する際に、バンク上に塗布された当該機能層のインクが撥かれてしまう。このため、当該機能層の均一性が低下する。その結果、有機トランジスタデバイスの品質が低下する。
【0042】
このように、機能デバイスをインクジェット法で形成する場合、バンクが比較的大きい撥液性を有することで、機能デバイスの品質低下を招くおそれがある。
【0043】
本開示の機能デバイスは、品質を確保しつつ、機能デバイスの多くの機能層を塗布プロセスで製造することができる。
【0044】
以下、本開示の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、各図において共通する構成要素については同一の符号を付し、それらの説明は適宜省略する。
【0045】
（実施形態）
図２は、本開示の実施形態に係る機能デバイス１００の構造を示す断面図である。本明細書における断面図とは、鉛直面による機能デバイス１００の断面図のことである。本実施形態において、機能デバイス１００は、電界発光する有機ＥＬデバイスであるとして説明する。
図２は、本開示の実施形態に係る機能デバイス１００の構造を示す断面図である。本明細書における断面図とは、鉛直面による機能デバイス１００の断面図のことである。本実施形態において、機能デバイス１００は、電界発光する有機ＥＬデバイスであるとして説明する。
【0046】
機能デバイス１００は、基板１１０、電極層１２０、バンク１３０、第１の機能層１４０、および、第２の機能層１５０を備えている。詳しくは、後述するが、本実施形態において、第１の機能層１４０は、発光層１４１から構成されている。なお、機能デバイス１００は、発光層１４１で発光された光を機能デバイス１００の上側から外部に向けて出射させるトップエミッション構造である。
【0047】
＜基板１１０＞
基板１１０の一方の面には、様々な層が積層されている。基板１１０の材料は、絶縁性を有する材料であればよく、透明な材料および不透明な材料のいずれであってもよい。基板１１０は、ガラスおよびポリイミド等のフレキシブルな樹脂シートであってもよい。
基板１１０の一方の面には、様々な層が積層されている。基板１１０の材料は、絶縁性を有する材料であればよく、透明な材料および不透明な材料のいずれであってもよい。基板１１０は、ガラスおよびポリイミド等のフレキシブルな樹脂シートであってもよい。
【0048】
＜電極層１２０＞
本実施形態において電極層１２０は、反射電極で構成されている。電極層１２０は基板１１０上に形成されている。電極層１２０の材料は、銀－パラジウム－銅合金、または、アルミニウム等の光学反射性が高い金属材料である。このため、機能デバイス１００は、発光層１４１で発せられた光を効率よく機能デバイス１００の外部に出射させることができる。
本実施形態において電極層１２０は、反射電極で構成されている。電極層１２０は基板１１０上に形成されている。電極層１２０の材料は、銀－パラジウム－銅合金、または、アルミニウム等の光学反射性が高い金属材料である。このため、機能デバイス１００は、発光層１４１で発せられた光を効率よく機能デバイス１００の外部に出射させることができる。
【0049】
＜バンク１３０＞
バンク１３０は、電極１０２の一部を覆うように形成されている。バンク１３０は、第１の機能層１４０が形成される領域を規定する。
バンク１３０は、電極１０２の一部を覆うように形成されている。バンク１３０は、第１の機能層１４０が形成される領域を規定する。
【0050】
バンク１３０は、一般的に、撥液性が比較的大きくなるように形成されていることが多い。また、インクジェット法等の塗布プロセスで塗布されるインクは、粘度が低いことが多い。インクの粘度が低いことは、インクに含まれる固形分の濃度が低いことを意味する。すなわち、インクの溶剤を乾燥させた後に形成される層を一定以上の厚さにするためには、相応の量のインクを塗布する必要がある。
【0051】
例えば、塗布プロセスで発光層１４１のインク４１（図５参照）を塗布した場合、塗布されたインクを、発光層１４１の形成に使用するためにはバンク１３０によって規定される領域（以下、発光領域と称す。）内にインク４１を溜める必要がある。バンク１３０の撥液性が比較的小さければ、塗布されるインク４１が発光領域から溢れてしまう。バンク１３０の撥液性が比較的大きければ、必要な量のインク４１を発光領域に溜めることができる。このため、発光層１４１の厚さを十分な厚さとなるように形成する観点によれば、バンク１３０の撥液性が大きい方、つまり、濡れ性が小さい方が望ましい。ここで、濡れ性が小さいことは撥液性が大きいことを意味し、濡れ性が大きいことは撥液性が小さいことを意味する。
【0052】
しかしながら、バンク１３０の撥液性が比較的大きく、かつ、バンク１３０を覆う第２の機能層１５０がインクジェット法またはスクリーン印刷等の塗布プロセスで形成される場合、塗布される第２の機能層１５０のインクがバンク１３０で撥かれる。その結果、第２の機能層１５０の均一性の低下を招く。このため、発光層１４１の上側の層である第２の機能層１５０を均一性が高くなるように形成する観点によれば、バンク１３０の撥液性は小さい方、つまり、濡れ性が大きい方が望ましい。
【0053】
そこで、本開示の実施形態に係る機能デバイス１００のバンク１３０は、撥液性が大きい部位と撥液性が小さい部位とを有する。以下、バンク１３０について詳細に説明する。
【0054】
バンク１３０は、表面部１３１、および、内部１３６を有する。表面部１３１は、内部１３６および電極層１２０の一部を覆っている。
【0055】
表面部１３１は、撥液部１３２および低撥液部１３４を有する。撥液部１３２は、表面部１３１のうちの第１の機能層１４０が接する部位である。撥液部１３２は、表面部１３１のうちの撥液部１３２を除く部位であり、かつ、第２の機能層１５０が接する部分である
【0056】
撥液部１３２の材料は、感光性の樹脂材料である。また、撥液部１３２には、撥液性成分であるフッ素化合物が含まれている。低撥液部１３４の材料は、撥液部１３２と同様、感光性の樹脂材料である。低撥液部１３４には、フッ素化合物が含まれていてもよいし、含まれていなくともよい。なお、感光性の樹脂材料は、具体的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、または、ポリイミド等の樹脂材料である。
【0057】
撥液部１３２のフッ素原子の濃度は、低撥液部１３４のフッ素原子の濃度よりも高い。具体的には、撥液部１３２のフッ素原子の濃度は、５ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％以下であり、低撥液部１３４のフッ素原子の濃度は、０ａｔｏｍ％以上５ａｔｏｍ％未満である。なお、フッ素原子濃度は、Ｘ線光電子分光分析装置（ＸＰＳまたはＥＳＣＡとも称する）で測定することができる。
【0058】
このように、低撥液部１３４は、撥液部１３２よりも撥液性成分の濃度が低いため、低撥液部１３４は撥液部１３２よりも撥液性が小さい。
【0059】
第１の機能層１４０のインクに対する撥液部１３２の接触角は、２０度以上７０度以下、望ましくは、３０度以上６０度以下である。第２の機能層１５０のインクに対する低撥液部１３４の接触角は、０度以上３０度以下、望ましくは０度以上２０度以下である。ここで、接触角は、液体に対する濡れ性を示す値であり、接触角が大きいほど濡れ性が小さく、接触角が小さいほど濡れ性が大きくなる。なお、上述した撥液部１３２の接触角と、低撥液部１３４の接触角は、同じインクに対する接触角ではなく、互いに異なる物質を含むインクに対する値である。このため、実施形態に係る機能デバイス１００が、撥液部１３２よりも撥液性が大きい低撥液部１３４を有することを認めることにはならない。
【0060】
低撥液部１３４における第１の機能層１４０と接する表面である表面１３５の粗さは、撥液部１３２の表面１３３の粗さよりも大きい。粗さが小さいほど、表面の摩擦係数が小さくなり、粗さが大きいほど表面の摩擦係数が大きくなる。
【0061】
内部１３６の材料は、感光性の樹脂材料、具体的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、または、ポリイミド等の樹脂材料である。
【0062】
＜第１の機能層１４０＞
第１の機能層１４０は、電極層１２０上であってバンク１３０によって規定された領域に位置しており、撥液部１３２と接している。
第１の機能層１４０は、電極層１２０上であってバンク１３０によって規定された領域に位置しており、撥液部１３２と接している。
【0063】
本実施形態において、第１の機能層１４０は、発光層１４１から構成されている。
【0064】
発光層１４１は、赤色の光を発する赤色発光層１４１Ｒ、緑色の光を発する緑色発光層１４１Ｇ、および、青色の光を発する青色発光層１４１Ｂを備えている。
【0065】
発光層１４１の厚さは、例えば数１０ｎｍである。発光層１４１の厚さは、材料の種類、および、製造対象のデバイスの光学設計により異なるが、およそ２０ｎｍ以上かつ１００ｎｍ以下である。
【0066】
発光層１４１の材料は、フルオレン系の高分子有機化合物である。このフルオレン系の高分子有機化合物は、例えば、ｐｏｌｙ（９，９－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ａｌｔ－ｂｅｎｚｏｔｈｉａｄｉａｚｏｌｅ）、いわゆる、Ｆ８ＢＴである。
【0067】
＜第２の機能層１５０＞
第２の機能層１５０は、低撥液部１３４に接しており、第１の機能層１４０を覆っている。
第２の機能層１５０は、低撥液部１３４に接しており、第１の機能層１４０を覆っている。
【0068】
本実施形態において、第２の機能層１５０は、電極層１５１および封止層１５６から構成されている。
【0069】
電極層１５１は、透明電極で構成されている。電極層１５１は、バンク１３０の一部および発光層１４１を覆うように形成されている。電極層１５１の材料は、インジウム－スズ酸化物（ＩＴＯ）である。電極層１５１は、高い光学透過性を有するので、発光層１４１で発せられた光が効率よく機能デバイス１００の外部に出射させることができる。
【0070】
封止層１５６は、バンク１３０の少なくとも一部および電極層１５１を覆うように形成されている。なお、封止層１５６が、電極層１５１の下側に位置する発光層１４１を覆っているのはもちろんのことである。図２に示されているように、本実施形態において、封止層１５６は、バンク１３０で規定された複数の領域にまたがるように、いわゆる、ベタ層として形成されている。
【0071】
封止層１５６の材料は、感光性のエポキシ樹脂、または、アクリル樹脂等の樹脂材料である。
【0072】
機能デバイス１００の発光層１４１は、水分の影響で劣化しやすい。封止層１５６は、大気中の水分から発光層１４１を保護する。
【0073】
なお、封止層１５６は、大気中の水分から、発光層１４１を保護できさえすれば、バンク１３０の一部を覆っているだけでもよい。
【0074】
上述した各層およびバンク１３０の材料は一例であり、これらの材料に限定されない。
【0075】
＜機能デバイス１００の製造方法＞
本実施形態に係る機能デバイス１００の製造方法について、図２から図８を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、機能デバイス１００の製造途中に形成される物全体を、中間製造物と称する。機能デバイス１００の製造方法は、次のステップＳ１～Ｓ５を備える。
本実施形態に係る機能デバイス１００の製造方法について、図２から図８を参照しつつ説明する。なお、以下の説明において、機能デバイス１００の製造途中に形成される物全体を、中間製造物と称する。機能デバイス１００の製造方法は、次のステップＳ１～Ｓ５を備える。
【0076】
まず、基板１１０上に電極層１２０を形成する（ステップＳ１）。電極層１２０はスパッタリング法等の真空成膜法でアルミニウムまたは銀－パラジウム－銅合金等の材料を用いて形成する。
【0077】
次に、電極層１２０の一部を覆うようにバンク１３０を形成する（ステップＳ２）。ステップＳ２は、撥液性が比較的小さいバンク１３０を形成するステップＳ２１と、当該バンク１３０の表面部１３１に撥液部１３２を形成するステップＳ２２と、を有する。ここで、撥液性が比較的小さいバンク１３０とは、表面部１３１に撥液部１３２を有さず、かつ、内部１３６も比較的撥液性が小さいバンク１３０のことである。
【0078】
ステップＳ２１において、感光性の樹脂材料を用いて、フォトリソグラフィ法で撥液性が小さいバンク１３０を形成する。感光性の樹脂材料は、上述したように、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、または、ポリイミド等の樹脂材料である。ステップＳ２１は、次のステップＳ２１１～Ｓ２１４を含む。
【0079】
まず、紫外光の露光で硬化する感光性の樹脂材料を基板１１０上に塗布プロセスの一例であるスピンコート法で塗布する（ステップＳ２１１）。なお、塗布の条件であるスピンコート法における回転数は、必要なバンク１３０の高さに応じて調整される。
【0080】
次に、ホットプレート等を用いて塗布層のプリベークを行い、塗布された材料を乾燥させて溶剤成分を取り除く（ステップＳ２１２）。そして、所望のパターンが形成されたフォトマスクを介して紫外光の露光を行う（ステップＳ２１３）。ここで、感光性の樹脂材料の中には、紫外光が照射された露光部が硬化するネガ型材料と紫外光の未露光部が硬化するポジ型材料とがある。材料の種類によって適切な現像液を用いて未硬化部の除去を行う。そして、残ったパターンを硬化炉等でポストベークを行う（ステップＳ２１４）。これらのステップＳ２１１～Ｓ２１４により、撥液性が比較的小さいバンク１３０が形成される。その結果、中間製造物は、基板１１０に電極層１２０および撥液性が比較的小さいバンク１３０が形成された状態にある中間製造物を示す断面図である図３に示されている状態になる。図３に示されている中間製造物が有するバンク１３０は、撥液性が比較的小さい。
【0081】
次に、図２の中間製造物に対して、バンク１３０の表面部１３１に撥液部１３２を形成する（ステップＳ２２）。本実施形態では、ステップＳ２２において、フルオロカーボンガスを用いてプラズマ照射を行う。フルオロカーボンガスは、例えば、四フッ化炭素（ＣＦ４）等のフッ素化合物である。以下の説明では、フルオロカーボンガスは四フッ化炭素（ＣＦ４）であるとして説明する。この場合、図４に示されているように、ＣＦ４プラズマ３１０により、フルオロカーボンガスが表面部１３１に向けて照射されることになる。図４は、中間製造物にＣＦ４プラズマ３１０が照射されている様子を示す図である。
【0082】
フルオロカーボンガスが表面部１３１に向けて照射されることで、ＣＦ４プラズマ３１０によるフッ素化合物は表面部１３１に導入され、表面部１３１の撥液性が大きくなる。言い換えると、バンク１３０の表面部１３１は濡れ性が小さくなる。これにより、表面部１３１に撥液部１３２が形成される（図４参照）。
【0083】
次に、発光領域内に、第１の機能層１４０のインクを塗布することで、バンク１３０によって規定された領域に位置し、かつ、バンク１３０の表面部１３１の撥液部１３２に接する第１の機能層１４０を形成する（ステップＳ３）。本実施形態では、第１の機能層１４０は、発光層１４１のみから構成されるので、ステップＳ３は、発光層１４１を形成するステップＳ３１のみを含む。ステップＳ３１は、以下のステップＳ３１１～Ｓ３１３を含む。
【0084】
発光特性を有する高分子化合物および低分子化合物を溶解させたインクをインクジェット法で発光領域に塗布する（ステップＳ３１１）。ステップＳ３１１で塗布されるインクは、赤色発光層１４１Ｒのインク４１Ｒ、緑色発光層１４１Ｇのインク４１Ｇ、および、青色発光層１４１Ｂのインク４１Ｂである。
【0085】
インク４１において、当該高分子化合物および低分子化合物が有機溶剤を分散媒として分散している。ここで、有機溶剤（以下、単に溶剤と称することもある。）に対する高分子化合物および低分子化合物の濃度は、０．５重量パーセント以上１０重量パーセント以下である。
【0086】
バンク１３０の表面部１３１には撥液部１３２が位置しているので、インク４１が発光領域に塗布されると、図５に示されるように、発光領域にインク４１が盛り上がる。よって、比較的多くの量のインク４１を発光領域に溜めることができる。図５は、発光領域にインク４１が溜まっている状態にある中間製造物を示す断面図である。
【0087】
インク４１が塗布された後、インク４１が塗布された基板１１０に対して、真空乾燥を実行する（ステップＳ３１２）。真空乾燥は、真空乾燥機２１０（図１９参照）を用いて行う。真空乾燥機２１０は、中間製造物を収容可能な収容部２１１および収容部２１１内の真空度を下げる排気ポンプ２１２を備えている。
【0088】
真空乾燥は、基板１１０が収容された収容部２１１内を排気ポンプ２１２で減圧することで溶剤の蒸発を促進させる手法である。インクジェット法で塗布されるインク４１は、ノズルでの溶剤乾燥を抑制するために沸点が比較的高い溶剤が用いられていることが多い。このため、早期に乾燥させるべく、真空乾燥が用いられることが多い。
【0089】
真空乾燥の条件は、例えば、収容部２１１の到達真空度が数Ｐａであり、保持時間が数十分間である。ただし、発光層１４１のインク４１に含まれる溶剤の沸点の高さにより、適切な到達真空度および保持時間の条件は異なるため、真空乾燥の条件は、必ずしも、到達真空度が数Ｐａ、および、保持時間が数十分間であることに限られない。
【0090】
真空乾燥が実行された後、インク４１を加熱する（ステップＳ３１３）。なお、ステップＳ３１３は、必要に応じて行われればよいので、ステップＳ３１は、必ずしもステップＳ３１３を含んでいなくてもよい。
【0091】
その結果、図６に示されるように、発光層１４１Ｒ、１４１Ｇ、および、１４１Ｂが、それぞれ形成される。図６は、発光層１４１Ｒ、１４１Ｇ、および、１４１Ｂが形成された状態にある中間製造物を示す図である。なお、図６に示されている発光層１４１Ｒ、１４１Ｇ、および、１４１Ｂの厚さは、発光領域に溜められたインク４１Ｒ、４１Ｇ、および、４１Ｂの量に応じた厚さとなる。
【0092】
次に、表面部１３１の一部に低撥液部１３４を形成する（ステップＳ４）。本実施形態では、撥液部１３２の一部の撥液性成分の濃度を下げて、当該一部から低撥液部１３４を生成する。
【0093】
具体的には、ステップＳ４において、図７に示されているように、遮蔽マスク３３０を介して、表面部１３１の一部に対して酸素ガス（Ｏ２）を用いてプラズマ照射を行う。図７は、中間製造物に遮蔽マスク３３０を介してＯ２プラズマ３２０が照射されている様子を示す図である。遮蔽マスク３３０を使用する理由は、発光層１４１にＯ２プラズマ３２０が照射されないようにするためである。表面部１３１の一部とは、表面部１３１の大部分を占める撥液部１３２のうち、発光層１４１と接触している部位以外の部位のことである。
【0094】
Ｏ２プラズマ３２０が照射された部位はアッシングされ、当該部位からフッ素化合物が除去される。これにより、表面部１３１のうちのＯ２プラズマ３２０が照射された部位のフッ素原子の濃度が減少する。すなわち、Ｏ２プラズマ３２０が照射された部位の撥液性が小さくなり、濡れ性が大きくなる。これにより、図７に示されているように、表面部１３１の大部分を占めていた撥液部１３２のうちのＯ２プラズマ３２０が照射された部位が低撥液部１３４となる（図７参照）。ここで、撥液部１３２は、表面部１３１のうちの発光層１４１と接触している部位のみとなる。
【0095】
なお、Ｏ２プラズマ３２０が照射されたことで、低撥液部１３４の表面１３５は、撥液部１３２の表面１３３よりも粗くなる。
【0096】
次に、低撥液部１３４に接し、かつ、発光層１４１を覆う第２の機能層１５０を形成する（ステップＳ５）。本実施形態において、ステップＳ５は、電極層１５１を形成するステップＳ５１、および、封止層１５６を形成するステップＳ５２を含む。
【0097】
ステップＳ５１において、バンク１３０の少なくとも一部、および、発光層１４１を覆うように電極層１５１を形成する。ここで、インジウム－スズ酸化物のナノ粒子が分散されたインクをインクジェット法で塗布し、真空乾燥等の手法で塗布されたインクの溶剤を乾燥させ、２００℃程度でインクを加熱することで、図８に示されているように、電極層１５１が形成される。図８は、電極層１５１が形成された状態にある中間製造物を示す図である。
【0098】
ステップＳ５１において、塗布されるインクの量は、インクを乾燥させた後の電極層１５１の厚さが所定の厚さとなるように決定される。
【0099】
ステップＳ５２において、封止層１５６のインクを塗布することで、バンク１３０の少なくとも一部、および、電極層１５１を覆う封止層１５６を形成する。ステップＳ５２は、ステップＳ５２１～Ｓ５２４を含む。
【0100】
まず、エポキシ樹脂材料またはアクリル樹脂材料を含むインクをインクジェット法で塗布する（ステップＳ５２１）。
【0101】
インクを塗布した後、塗布されたインクを一定時間放置する（ステップＳ５２２）。これにより、層が形成される。次に、形成された層に対してレベリングを行い、層の厚さを均一化させる（ステップＳ５２３）。
【0102】
続いて、均一化された層に紫外光を照射することで、当該層を硬化させる（ステップＳ５２４）。ステップＳ５２４において、照射する紫外光の波長は３５０ｎｍ以上４００ｎｍ以下程度である。ステップＳ５２４において、メタルハライドランプを用いてもよいし、単一波長の紫外光を出射することができるＬＥＤを用いてもよい。紫外光の照射量は、例えば、２００ｍＪ／ｃｍ２以上１０００ｍＪ／ｃｍ２以下である。
【0103】
バンク１３０には低撥液部１３４が形成されているので、ステップＳ５において、第２の機能層１５０のインクはバンク１３０で撥くことなく、均一に塗布できる。
【0104】
ステップＳ５が行われた結果、図２に示されている機能デバイス１００が完成する。
【0105】
以上説明したように、本実施形態によれば、機能デバイス１００は、表面部１３１に撥液部１３２および撥液部１３２よりも撥液性が小さい低撥液部１３４を有するバンク１３０を備えている。また、第１の機能層１４０は、撥液部１３２と接しており、第２の機能層１５０は、低撥液部１３４に接している。
【0106】
このため、第１の機能層１４０を覆う第２の機能層１５０を、塗布プロセスを用いて形成する際に、第２の機能層１５０のインクがバンク１３０によって撥かれない。よって、第２の機能層１５０の層の厚さの均一性を確保することができる。よって、第２の機能層１５０の均一性の低下に起因する機能デバイス１００の品質の低下を防止できる。その結果、塗布プロセスを用いて第２の機能層１５０を形成する場合でも、高品質の機能デバイス１００を製造できる。したがって、各層の材料を有効に使用でき、かつ、高い品質を確保することができる。
【0107】
さらに、第２の機能層１５０のインクがバンク１３０によって撥かれないので、ピンポールが無い第２の機能層１５０を形成しやすい。このため、第２の機能層１５０の封止層１５６の被覆性を高め、封止層１５６の被覆性の低下に起因する水分の第１の機能層１４０への侵入を防止できる。このため、機能デバイス１００の経時的な信頼性を確保できる。
【0108】
さらに、バンク１３０は、撥液部１３２を有しているので、第１の機能層１４０を形成する際に、バンク１３０によって規定された領域に十分な量の第１の機能層１４０のインクを溜めることができる。よって、所望の厚さの第１の機能層１４０を形成しやすい。また、第１の機能層１４０のインクを溜めるために比較的高いバンク１３０を形成する必要がないので、機能デバイス１００のサイズが大型化することなく、所望の厚さの第１の機能層１４０しやすくするとともに、機能デバイス１００の品質を確保できる。また、比較的高いバンク１３０を形成する必要がないため、第２の機能層１５０の被覆性を低下させるリスクが小さくなる。
【0109】
塗布プロセスを用いて第２の機能層１５０を形成することで、真空プロセスを用いて形成する場合と比べて、稼働エネルギーを小さくできるので、機能デバイス１００の製造にかかるコストを削減できる。
【0110】
また、塗布プロセスを用いて第２の機能層１５０を形成することで、真空プロセスと比べて低温で機能デバイス１００を製造できるので、ガラス基板およびプラスチック基板等の耐熱性が低い基板を用いて、機能デバイス１００を製造できる。よって、より多種の機能デバイス１００を製造することができる。
【0111】
また、低撥液部１３４の表面１３５の粗さは、比較的大きい。より具体的には、低撥液部１３４の表面１３５の粗さは、撥液部１３２の表面１３３の粗さよりも大きい。よって、低撥液部１３４の表面１３５に接触するように形成される第２の機能層１５０の表面１３５に対する密着性が高まる。これにより、第２の機能層１５０による封止性が向上するので、外部から第１の機能層１４０への水分の侵入を防止でき、機能デバイス１００の経時的な信頼性を確保することができる。
【0112】
なお、バンク１３０の内部１３６は、撥液部１３２と同一の材料で構成されていてもよい。すなわち、バンク１３０の内部１３６には、撥液性成分であるフッ素化合物が含まれていてもよい。この場合、内部１３６は、比較的撥液性が高い。また、ステップＳ２１において、フッ素化合物を含有するアクリル樹脂材料を含むインクを用いて、バンク１３０が形成される。また、ステップＳ２１において、フッ素化合物を含有するアクリル樹脂材料を含むインクを用いる場合、ステップＳ２１を実行することで形成されるバンク１３０は、表面部１３１の全範囲が撥液部１３２で占められている状態となる。すなわち、表面部１３１にすでに撥液部１３２が形成されている。よって、ステップＳ２１において、フッ素化合物を含有するアクリル樹脂材料を含むインクを用いる場合、ステップＳ２は、ステップＳ２２を含まない。
【0113】
また、実施形態において、機能デバイス１００は、必ずしもトップエミッション構造を有するものでなくてもよい。
【0114】
【0115】
変形例１に係る機能デバイス１００が備える封止層１５６は、バンク１３０によって規定された領域毎に分断されている。機能デバイス１００を構成する層の中で封止層１５６は層の厚さの多くを占める部分である。よって、機能デバイス１００に変形応力（例えば曲げ応力）がかけられたときに、封止層１５６にかかる応力は大きくなり、封止層１５６が割れることがある。しかしながら、変形例１に係る機能デバイス１００のように、封止層１５６が分断されていれば、その箇所で応力を緩和する作用が働き、封止層１５６の割れを抑制することが可能となる。
【0116】
変形例１に係る機能デバイス１００の製造方法のステップＳ５２１では、バンク１３０の一部および電極層１５１上であって、発光領域に対応する領域に封止層１５６のインクを塗布する。その他の点については、変形例１に係る機能デバイス１００の製造方法は、実施形態に係る機能デバイス１００の製造方法と同様である。
【0117】
変形例１に係る機能デバイス１００によれば、実施形態に係る機能デバイス１００と同様の効果が得られる。
【0118】
また、変形例１において、図９Ｂのように、第２の機能層１５０は、電極層１５１および封止層１５６に加えて、封止層１５６上に位置する無機層１５８を含んでいてもよい。より詳しくは、電極層１５１およびバンク１３０の上に、封止層１５６と無機層１５８とが交互に積層されていてもよい。ここで、封止層１５６と無機層１５８との組み合わせを１対としたとき、第２の機能層１５０は、当該組み合わせをＮ対含んでいてもよい。Ｎは１以上の整数である。なお、封止層１５６および無機層１５８は、発光層１４１の上方部分と比べて、バンク１３０の上方部分の方が、層の厚さが薄い。
【0119】
無機層１５８の材料は、無機化合物である。
【0120】
図９Ｂに示されているように、機能デバイス１００が、無機層１５８を有する場合、ステップＳ５２は、ステップＳ５２１～Ｓ５２４に加えて、ステップＳ５２５を含む。ステップＳ５２５は、封止層１５６上にインクジェット法で無機層１５８を形成するステップである。さらに、無機層１５８上に封止層１５６を形成し、当該形成された封止層１５６上に無機層１５８を形成することを、封止層１５６と無機層１５８との対がＮ対形成されるまで行われる。
【0121】
図９Ｂに示されているように、第２の機能層１５０が無機層１５８を有する場合、第２の機能層１５０の水分透過性を小さくすることができる。このため、機能デバイス１００の経時的な信頼性をより確実に確保できる。
【0122】
なお、図９Ｂに示されているように、第２の機能層１５０が封止層１５６と無機層１５８との対を複数有する場合、バンク１３０によって規定された領域毎に分断されている必要は必ずしもなく、繋がっていてもよい。
【0123】
【0124】
変形例２に係る機能デバイス１００の第１の機能層１４０は、発光層１４１、正孔注入層１４２、正孔輸送層１４３、および、電子注入層１４４から構成されている。
【0125】
＜正孔注入層１４２＞
正孔注入層１４２は、電極層１２０上に位置している。正孔注入層１４２は、正孔を発光層１４１に注入する層である。正孔注入層１４２の材料は、ポリチオフェン系の材料等の有機材料である。具体的には、正孔注入層１４２の材料は、ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、いわゆる、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳである。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、導電性高分子材料である。
正孔注入層１４２は、電極層１２０上に位置している。正孔注入層１４２は、正孔を発光層１４１に注入する層である。正孔注入層１４２の材料は、ポリチオフェン系の材料等の有機材料である。具体的には、正孔注入層１４２の材料は、ｐｏｌｙ（３，４－ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎｅ）：ｐｏｌｙ（ｓｔｙｒｅｎｅｓｕｌｆｏｎａｔｅ）、いわゆる、ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳである。ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳは、導電性高分子材料である。
【0126】
＜正孔輸送層１４３＞
正孔輸送層１４３は、正孔注入層１４２上に正孔注入層１４２を覆うように形成されている。正孔輸送層１４３は、正孔注入層１４２によって注入された正孔を発光層１４１に輸送する層である。また、正孔輸送層１４３は、電子注入層１４４によって注入された電子が、正孔注入層１４２に侵入するのを防止する層でもある。正孔輸送層１４３の材料は、例えば、ｐｏｌｙ（９，９－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏ－Ｎ－（４－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）－ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、いわゆる、ＴＦＢである。
正孔輸送層１４３は、正孔注入層１４２上に正孔注入層１４２を覆うように形成されている。正孔輸送層１４３は、正孔注入層１４２によって注入された正孔を発光層１４１に輸送する層である。また、正孔輸送層１４３は、電子注入層１４４によって注入された電子が、正孔注入層１４２に侵入するのを防止する層でもある。正孔輸送層１４３の材料は、例えば、ｐｏｌｙ（９，９－ｄｉｏｃｔｙｌｆｌｕｏｒｅｎｅ－ｃｏ－Ｎ－（４－ｂｕｔｙｌｐｈｅｎｙｌ）－ｄｉｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｅ）、いわゆる、ＴＦＢである。
【0127】
＜電子注入層１４４＞
電子注入層１４４は、発光層１４１を覆うように形成されている。電子注入層１４４の材料は、酸化亜鉛等の透明な酸化物半導体である。
電子注入層１４４は、発光層１４１を覆うように形成されている。電子注入層１４４の材料は、酸化亜鉛等の透明な酸化物半導体である。
【0128】
次に、変形例２に係る機能デバイス１００の製造方法について説明する。
【0129】
ステップＳ３は、上述したステップＳ３１に加えて、ステップＳ３０１、Ｓ３０２、および、Ｓ３２１を備える。ステップＳ３０１は、ステップＳ２が完了した後、発光領域内に、正孔注入層１４２を形成するステップである。ステップＳ３０２は、ステップＳ３０１が完了した後、正孔注入層１４２を覆うように正孔輸送層１４３を形成するステップである。ステップＳ３２１は、ステップＳ３１が完了した後、発光層１４１を覆うように電子注入層１４４を形成するステップである。
【0130】
ステップＳ３０１、Ｓ３０２、および、Ｓ３２１において、各層のインクを発光領域に塗布し、真空乾燥等の手法で塗布されたインクの溶剤を乾燥させ、必要に応じて基板１１０を加熱する。これにより、正孔注入層１４２、正孔輸送層１４３および電子注入層１４４が形成される。
【0131】
変形例２において、ステップＳ４では、遮蔽マスク３３０を介して、Ｏ２プラズマ３２０を照射することで、発光層１４１、正孔注入層１４２、正孔輸送層１４３および電子注入層１４４にＯ２プラズマ３２０が照射されないようにする。
【0132】
その他、変形例２に係る機能デバイス１００の製造方法は、実施形態に係る機能デバイス１００の製造方法と同様である。なお、変形例２において、ステップＳ４が実行されることで、表面部１３１における、発光層１４１、正孔注入層１４２、正孔輸送層１４３および電子注入層１４４と接触している部位以外の部位が、低撥液部１３４となる。
【0133】
変形例２に係る機能デバイス１００によれば、実施形態に係る機能デバイス１００と同様の効果が得られる。
【0134】
【0135】
変形例３に係る機能デバイス１００は、有機トランジスタデバイスである。図１１に示されている機能デバイス１００は、ボトムゲート構造およびトップコンタクト構造を有する有機トランジスタデバイスである。
【0136】
機能デバイス１００の電極層１２０は、ゲート電極層１２１、および、ゲート絶縁層１２２から構成されている。また、機能デバイス１００の第１の機能層１４０は、有機半導体層１４５から構成されている。第２の機能層１５０は、電極層１５１および保護層１５７から構成されており、電極層１５１は、ソース電極１５２およびドレイン電極１５３から構成されている。
【0137】
＜ゲート電極層１２１＞
ゲート電極層１２１は、基板１１０上に位置しており、ゲート電極層１２１の材料は、例えば、モリブデンである。
ゲート電極層１２１は、基板１１０上に位置しており、ゲート電極層１２１の材料は、例えば、モリブデンである。
【0138】
＜ゲート絶縁層１２２＞
ゲート絶縁層１２２は、ゲート電極層１２１を覆う層であり、ゲート絶縁層１２２の材料は、例えば、オレフィンポリマーである。
ゲート絶縁層１２２は、ゲート電極層１２１を覆う層であり、ゲート絶縁層１２２の材料は、例えば、オレフィンポリマーである。
【0139】
＜有機半導体層１４５＞
有機半導体層１４５は、ゲート絶縁層１２２を覆っており、バンク１３０によって規定された領域に撥液部１３２に接するように位置している。有機半導体層１４５の材料は、ペンタセンである。ペンタセンの他には、有機半導体層１４５の材料は、テトラセンおよびフタロシアニン系化合物等の低分子系有機半導体材料、ポリチオフェンおよびポリフェニレンビニレン等の高分子系有機半導体材料、並びに、カーボンナノチューブ等でもよい。
有機半導体層１４５は、ゲート絶縁層１２２を覆っており、バンク１３０によって規定された領域に撥液部１３２に接するように位置している。有機半導体層１４５の材料は、ペンタセンである。ペンタセンの他には、有機半導体層１４５の材料は、テトラセンおよびフタロシアニン系化合物等の低分子系有機半導体材料、ポリチオフェンおよびポリフェニレンビニレン等の高分子系有機半導体材料、並びに、カーボンナノチューブ等でもよい。
【0140】
＜ソース電極１５２およびドレイン電極１５３＞
ソース電極１５２およびドレイン電極１５３は、チャネルを形成するための電極である。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３は、有機半導体層１４５の直上に、バンク１３０の少なくとも一部および有機半導体層１４５を覆うように位置している。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３は、互いに一定の距離（例えば、数μｍ程度）を空け、かつ、対向するように配置されている。なお、ソース電極１５２とドレイン電極１５３との間にキャリアが流れることで、機能デバイス１００は、半導体特性を示す。キャリアパスを長く確保するために、ソース電極１５２とドレイン電極１５３は、櫛歯状に形成されてもよい。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３の材料は、例えば、金である。
ソース電極１５２およびドレイン電極１５３は、チャネルを形成するための電極である。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３は、有機半導体層１４５の直上に、バンク１３０の少なくとも一部および有機半導体層１４５を覆うように位置している。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３は、互いに一定の距離（例えば、数μｍ程度）を空け、かつ、対向するように配置されている。なお、ソース電極１５２とドレイン電極１５３との間にキャリアが流れることで、機能デバイス１００は、半導体特性を示す。キャリアパスを長く確保するために、ソース電極１５２とドレイン電極１５３は、櫛歯状に形成されてもよい。ソース電極１５２およびドレイン電極１５３の材料は、例えば、金である。
【0141】
変形例３のようなトップコンタクト構造の有機トランジスタデバイスは、有機半導体層１４５の直上にソース電極１５２とドレイン電極１５３を配置するため、安定した半導体特性を示す。
【0142】
保護層１５７は、バンク１３０の少なくとも一部、ソース電極１５２、ドレイン電極１５３、および、有機半導体層１４５を覆っている。保護層１５７には、コンタクトホール４００が形成されている。コンタクトホール４００は、基板１１０から最も遠い側の保護層１５７の端部からドレイン電極１５３まで、保護層１５７を貫いている。コンタクトホール４００が形成されていることで、ドレイン電極１５３と、別の機能デバイスの電極とを電気的に接続することができる。これにより、例えば、変形例３に係る機能デバイス１００のドレイン電極１５３と、有機ＥＬデバイスの電極とを電気的に接続して、有機ＥＬデバイスの発光について変形例３に係る機能デバイス１００で制御することができる。
【0143】
変形例３では、バンク１３０の内部１３６は、撥液部１３２と同一の材料で構成されている。バンク１３０の内部１３６および撥液部１３２の材料には、感光性の樹脂材料、および、撥液性成分であるフッ素化合物が含まれる。よって、内部１３６は、比較的撥液性が高い。
【0144】
＜機能デバイス１００の製造方法＞
変形例３に係る機能デバイス１００の製造方法は、上述したステップＳ１～Ｓ５を備えているが、有機ＥＬデバイスと有機トランジスタデバイスとの相違点、および、内部１３６を構成する材料の相違点に関する内容については異なる。
変形例３に係る機能デバイス１００の製造方法は、上述したステップＳ１～Ｓ５を備えているが、有機ＥＬデバイスと有機トランジスタデバイスとの相違点、および、内部１３６を構成する材料の相違点に関する内容については異なる。
【0145】
変形例３のステップＳ１において、モリブデンを材料として用い、かつ、スパッタリング法を利用して基板１１０上に層を形成し、フォトリソグラフィ法を利用して当該層を所望のパターンにパターニングすることで、ゲート電極層１２１を形成する。さらに、スピンコート法によりオレフィンポリマーを基板１１０およびゲート電極層１２１に塗布して層を形成し、当該層を加熱することで、ゲート絶縁層１２２を形成する。
【0146】
変形例３のステップＳ２は、フッ素化合物を含有する感光性のアクリル樹脂材料を含むインクを使用して比較的大きい撥液性を有するバンク１３０を形成すること、および、ステップＳ２２を含まないこと以外は、実施形態のステップＳ２と同じである。
【0147】
変形例３のステップＳ３において、バンク１３０によって規定されている領域に、ペンタセンを有機溶剤に溶解することで生成されたインクをインクジェット法で塗布し、塗布されたインクに真空乾燥および加熱処理を施すことで有機半導体層１４５を形成する。
【0148】
変形例３のステップＳ４は、実施形態のステップＳ４と同じである。
【0149】
変形例３のステップＳ５において、まず、低撥液部１３４に接し、かつ、有機半導体層１４５を覆うソース電極１５２およびドレイン電極１５３を形成する。より具体的には、金のナノ粒子が分散されたインクを、インクジェット法で低撥液部１３４の一部および有機半導体層１４５に塗布することで、ソース電極１５２およびドレイン電極１５３を形成する。ここで、ソース電極１５２およびドレイン電極１５３を、互いに一定の距離を空けて、かつ、対向するように形成する。次に、ソース電極１５２、ドレイン電極１５３、および、低撥液部１３４を覆う保護層１５７を形成する。次に、保護層１５７にドレイン電極１５３を露出するためのコンタクトホール４００を形成する。
【0150】
変形例３に係る機能デバイス１００によれば、実施形態に係る機能デバイス１００と同様の効果が得られる。
【0151】
なお、保護層１５７には、コンタクトホール４００が形成されていなくてもよい。その場合、ステップＳ５において、コンタクトホール４００は形成されない。
【0152】
（その他の変形例）
撥液性成分は、フッ素原子またはシリコン原子を含む化合物であればよい。すなわち、撥液性成分として、フッ素化合物に替えてシリコン化合物が用いられてもよい。この場合、撥液部１３２のシリコン原子の濃度は、低撥液部１３４のシリコン原子の濃度よりも高い。具体的には、撥液部１３２のフッ素原子の濃度は、５ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％以下であり、低撥液部１３４のフッ素原子の濃度は、０ａｔｏｍ％以上５ａｔｏｍ％未満である。撥液性成分として、フッ素化合物に替えてシリコン化合物が用いられる場合でも、第１の機能層１４０のインクに対する撥液部１３２の接触角は、２０度以上７０度以下、望ましくは、３０度以上６０度以下である。また、同様の場合、第２の機能層１５０のインクに対する低撥液部１３４の接触角は、０度以上３０度以下、望ましくは０度以上２０度以下である。
撥液性成分は、フッ素原子またはシリコン原子を含む化合物であればよい。すなわち、撥液性成分として、フッ素化合物に替えてシリコン化合物が用いられてもよい。この場合、撥液部１３２のシリコン原子の濃度は、低撥液部１３４のシリコン原子の濃度よりも高い。具体的には、撥液部１３２のフッ素原子の濃度は、５ａｔｏｍ％以上１０ａｔｏｍ％以下であり、低撥液部１３４のフッ素原子の濃度は、０ａｔｏｍ％以上５ａｔｏｍ％未満である。撥液性成分として、フッ素化合物に替えてシリコン化合物が用いられる場合でも、第１の機能層１４０のインクに対する撥液部１３２の接触角は、２０度以上７０度以下、望ましくは、３０度以上６０度以下である。また、同様の場合、第２の機能層１５０のインクに対する低撥液部１３４の接触角は、０度以上３０度以下、望ましくは０度以上２０度以下である。
【0153】
撥液部１３２および低撥液部１３４に含まれている撥液性成分がシリコン化合物である場合でも、撥液性成分がフッ素化合物である場合と同様の効果が得られる。
【0154】
ステップＳ４は、撥液部１３２に含まれる撥液性成分の濃度を減少させて撥液部１３２の一部から低撥液部１３４を形成することができれば、プラズマ照射に替えて以下に示す（Ａ）～（Ｃ）の処理が行われてもよい。
【0155】
（Ａ）ステップＳ４において、バンク１３０および第１の機能層１４０が形成された基板１１０を、真空乾燥機２１０（図１９参照）の収容部２１１に収容し、バンク１３０を加熱しつつ、収容部２１１の真空度を小さくしてもよい。例えば、収容部２１１の真空度は、１０Ｐａまで減圧される。
【0156】
ＣＦ４プラズマ３１０によるフッ素化合物は表面部１３１の炭素原子と結合することで表面部１３１に導入される。バンク１３０の表面部１３１にＣＦ４プラズマ３１０により導入されたフッ素化合物と表面部１３１の炭素原子との結合は弱く不安定である。このため、フッ素化合物は経時的に表面部１３１（撥液部１３２）から離脱していく。バンク１３０の加熱と、バンク１３０の周囲の雰囲気を減圧することで、この離脱現象を加速させることができる。
【0157】
（Ｂ）ステップＳ４において、撥液部１３２の一部に紫外光の照射を行ってもよい。
【0158】
（Ｃ）ステップＳ４において、撥液部１３２の一部を削り、バンク１３０の内部１３６を露出させてもよい。これにより、撥液性が小さい内部１３６がバンク１３０の表面部１３１に位置するようになり、撥液性が小さい部位が表面部１３１に形成される。すなわち、低撥液部１３４を表面部１３１に形成していることになる。
【0159】
撥液部１３２の一部を削る際、サンドブラスト、および、機械的研磨等を行ってもよい。
【0160】
なお、ステップＳ４において、（Ｂ）及び（Ｃ）のいずれかの処理が行われた場合にも、低撥液部１３４の表面１３５の表面の粗さが撥液部１３２の表面１３３の表面の粗さよりも大きくなる。特に（C）の処理を行うことで表面粗さが大きく変化する。よって、第２の機能層１５０の表面１３５に対する密着性が高まり、第２の機能層１５０による封止性が向上するので、外部からの水分の侵入を防止でき、機能デバイス１００の経時的な信頼性を確保することができる。
【0161】
なお、ステップＳ４において、バンク１３０の内部１３６の撥液性が比較的小さいことを前提として（Ａ）および（Ｃ）の処理が行われる。実施形態のように、ステップＳ２１において、バンク１３０の材料として、フッ素化合物またはシリコン化合物等の撥液性成分を含有しない樹脂材料を含むインクが用いられた場合、バンク１３０の内部１３６の撥液性が比較的小さくなる。
【0162】
なお、ステップＳ４において、第１の機能層１４０がダメージを受けない程度の小さい強度で、プラズマの照射または紫外光の照射を行ってもよい。この場合、ステップＳ４の処理が、遮蔽マスク３３０が用いられることなく実行される。
【0163】
ステップＳ２１１において、感光性の樹脂材料を、別の塗布プロセスであるスリットコートで塗布してもよい。この場合、塗布条件であるスリットコートの走査速度が必要なバンク１３０の高さに応じて調整される。
【0164】
バンク１３０の表面部１３１にＣＦ４プラズマ３１０を照射する前に、Ｏ２プラズマまたは大気圧プラズマを用いて電極層１２０をアッシングしてもよい。電極層１２０をアッシングするメリットは以下の２点である。
【0165】
（Ｉ）Ｏ２プラズマまたは大気圧プラズマ等でアッシングした場合、電極層１２０上の炭素原子が極めて少ない状態になる。ＣＦ４プラズマ３１０によるフッ素化合物は表面部１３１の炭素原子と結合することで表面部１３１に導入される。このため、電極層１２０をアッシングすることで、フッ素化合物は、電極層１２０の表面には導入されにくくなり、その反面、樹脂材料で構成されているバンク１３０の表面部１３１に導入されやすくなる。
【0166】
（ＩＩ）電極層１２０の表面にフッ素化合物が導入されると、電極層１２０の表面の撥液性が大きくなり、第１の機能層１４０のインクが電極層１２０の表面に塗布された際に撥かれてしまい、均一性が高い発光層１４１が形成できなくなる。言い換えると、電極層１２０をアッシングして、電極層１２０の表面の炭素原子の数を少なくしておくことで、ＣＦ４プラズマ３１０の照射が行われたとしても、電極層１２０の表面の撥液性の上昇を抑制できるので、均一性が高い第１の機能層１４０を形成できる。
【0167】
機能デバイス１００は、量子ドット発光デバイスであってもよい。この場合、発光層１４１の材料は、カドミウム－セレン系化合物が量子ドット状になった無機化合物等である。量子ドット材料は粒子の粒径に応じて発光色が変わり、粒径が大きいほど赤色に発光する。よって、赤色発光層１４１Ｒ、緑色発光層１４１Ｇ、および、青色発光層１４１Ｂのインク４１Ｒ、４１Ｇ、および、４１Ｂは、それぞれ粒径の異なる材料（すなわち、量子ドット材料）を含む。
【0168】
また、ステップＳ３１１において、量子ドット状態になった無機化合物が分散されたインク４１をインクジェット法等の塗布プロセスで塗布する。ここで、インク４１は、カドミウム－セレン系の無機材料等を含む。これらのインク４１は、カドミウム－セレン系の無機材料等が有機溶剤を分散媒として分散しており、その材料の濃度は０．５重量パーセント以上１０重量パーセント以下である。
【0169】
発光層１４１のインク４１として、インジウム－リン系、銅－インジウム－硫黄系、銀－インジウム－硫黄系等の材料、およびペロブスカイト構造を有する無機材料等のいずれかが分散されたインクが使用されてもよい。
【0170】
また、機能デバイス１００は、発光色を変換する色変換フィルターデバイスであってもよい。この場合、機能デバイス１００の第１の機能層１４０は、量子ドット材料で形成される層を含んでいる。量子ドット材料で形成される層はインクジェット法で形成することができる。
【0171】
また、機能デバイス１００は、センサーデバイスであってもよい。この場合、機能デバイス１００の第１の機能層１４０は、圧電材料で形成される層を含んでいる。なお、機能デバイス１００がセンサーデバイスである場合、機能デバイス１００が、電極として機能する電極層１５１を有することは言うまでもない。電極層１５１および圧電材料で形成される層は、インクジェット法により形成することができる。
【0172】
実施形態、変形例１および変形例２において、電極層１５１の上にシリコン窒化物で薄膜を形成した後に、封止層１５６を形成してもよい。
【0173】
第１の機能層１４０は、実施形態、および、変形例１～３に示された層に限らず、発光層１４１、正孔注入層１４２、正孔輸送層１４３、電子注入層１４４、および、有機半導体層１４５の中の１つ以上の層を含んでいればよい。
【0174】
また、第２の機能層１５０は、実施形態、および、変形例１～３に示された層に限らず、電極層１５１、封止層１５６、および、保護層１５７の中の１つ以上の層を含んでいればよい。
【0175】
（実施例１）
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法により、有機ＥＬデバイスである機能デバイス１００を製造した。以下、図１２から図１５を参照しつつ、機能デバイス１００（つまり、有機ＥＬデバイス）の製造について説明する。
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法により、有機ＥＬデバイスである機能デバイス１００を製造した。以下、図１２から図１５を参照しつつ、機能デバイス１００（つまり、有機ＥＬデバイス）の製造について説明する。
【0176】
まず、基板１１０として、板厚が０．５ｍｍであるＡＧＣ製のガラスを準備した。そして、銀－パラジウム－銅合金を材料として用い、かつ、スパッタリング法を利用して、基板１１０上に層を形成し、フォトリソグラフィ法を利用して所望のパターンにパターニングすることで、電極層１２０を形成した。
【0177】
次に、フッ素化合物を含有するアクリル樹脂材料であってＡＧＣ製の感光性のアクリル樹脂材料を含むインクをスピンコート法により基板１１０上に塗布し、塗布されたインクを１００℃でプリベークして層を形成し、波長が３６５ｎｍの紫外光を当該層に照射することで矩形状のパターンを形成し、さらにポストベークを行った。これにより、バンク１３０が形成された。なお、実施例１では、高さが１μｍとなるようにバンク１３０を形成した。その結果、図１２に示されている中間製造物が形成された。図１２は、基板１１０に電極層１２０およびバンク１３０が形成された状態にある中間製造物を示す断面図である。
【0178】
図１２に示されている中間製造物において、バンク１３０の表面部１３１にフッ素化合物が偏析していた。表面部１３１は撥液性が大きく、濡れ性が小さかった。すなわち、表面部１３１は、撥液部１３２によって占められていると言える。なお、インク４１Ｒに対するバンク１３０の撥液部１３２の接触角は、２０度以上７０度以下、望ましくは３０度以上６０度以下となる。なお、内部１３６は比較的撥液性が大きい。
【0179】
次に、バンク１３０で規定された領域である発光領域に、インクジェット法で赤色発光層１４１Ｒの材料であるインク４１Ｒを塗布した。
【0180】
そして、中間製造物を真空乾燥により乾燥させた。より詳しくは、インク４１Ｒの周囲の雰囲気の圧力を下げて塗布したインク４１Ｒの溶剤を乾燥させた。その結果、図１３に示されているように、赤色発光層１４１Ｒが形成された。図１３は、赤色発光層１４１Ｒが形成された状態にある中間製造物を示す断面図である。
【0181】
図１４は、中間製造物に遮蔽マスクを介してＯ２プラズマが照射されている様子を示す図である。
【0182】
赤色発光層１４１Ｒが形成された後、バンク１３０にＯ２プラズマ３２０を照射した。このとき、赤色発光層１４１ＲにＯ２プラズマ３２０が照射されないように遮蔽マスク３３０を介してＯ２プラズマ３２０を照射した。この処理により、赤色発光層１４１Ｒが接していないバンク１３０の表面部１３１からフッ素化合物が除去されるので、赤色発光層１４１Ｒが接しているバンク１３０の表面部１３１と比較して、フッ素原子の存在密度が小さくなり、フッ素原子の濃度が小さくなる。その結果、図１４に示されているように、撥液部１３２のうち赤色発光層１４１Ｒと接していない部位が、低撥液部１３４となる。撥液部１３２は表面部１３１のうちの赤色発光層１４１Ｒに接している部位のみである。なお、第２の機能層１５０のインクに対する低撥液部１３４の接触角は、０度以上３０度以下、望ましくは０度以上２０度以下となる。
【0183】
次に、インジウム－スズ酸化物（ＩＴＯ）のナノ粒子が分散されたインクをインクジェット法でバンク１３０の一部および赤色発光層１４１Ｒに塗布し、真空乾燥により塗布されたインクの溶剤を蒸発させ、インクを２００℃程度で加熱した。これにより、バンク１３０の少なくとも一部および赤色発光層１４１Ｒを覆う電極層１５１が形成された。
【0184】
次に、感光性のアクリル樹脂材料を含むインク（つまり、封止層１５６のインク）をバンク１３０の一部および電極層１５１にインクジェット法で塗布した。塗布されたときのインクの高さ（つまり、厚み）は、４μｍ程度であった。そして、ＬＥＤランプを用いて、照射量が１０００ｍＪ／ｃｍ２になるように照射時間を調整して、３９５ｎｍの波長の紫外光を封止層１５６のインクに照射し、アクリル樹脂材料を硬化させた。その結果、封止層１５６が形成され、図１５に示されているように、有機ＥＬデバイスである機能デバイス１００が完成した。図１５は、実施例１に係る機能デバイス１００の構造を示す断面図である。
【0185】
機能デバイス１００のデバイス構造を、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、その他の変形例のいずれかに示されているデバイス構造にすることで、インクジェット法を用いて均一性が高い電極層１５１および封止層１５６を形成できた。
【0186】
よって、第１の機能層１４０だけでなく第２の機能層１５０も塗布プロセスを利用して形成する場合であっても、製造される機能デバイス１００の品質の確保できると言える。また、真空プロセスを用いて形成する場合と比べて、機能デバイス１００の製造にかかるコストを削減できるとともに、比較的低温で機能デバイス１００を製造できると言える。低温で機能デバイス１００を製造できることは、基板１１０として、ガラス基板およびプラスチック基板等の耐熱性が低い基板を用いることもできるので、基板１１０のフレキシブル化を図ることができることを意味する。
【0187】
（実施例２）
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法のうちの実施例１とは別の方法で、有機ＥＬデバイスである機能デバイス１００を製造した。以下、図１６から図２０を参照しつつ、機能デバイス１００（つまり、有機ＥＬデバイス）の製造について、主に実施例１と異なる点について説明する。
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法のうちの実施例１とは別の方法で、有機ＥＬデバイスである機能デバイス１００を製造した。以下、図１６から図２０を参照しつつ、機能デバイス１００（つまり、有機ＥＬデバイス）の製造について、主に実施例１と異なる点について説明する。
【0188】
まず、基板１１０を準備し、基板１１０上に電極層１２０を形成した。
【0189】
次に、日産化学製の感光性のアクリル樹脂材料を含むインクをスピンコート法により基板１１０上に塗布し、塗布されたインクを１００℃でプリベークして層を形成し、波長が３６５ｎｍの紫外光を当該層に照射することで矩形状のパターンを形成し、さらにポストベークを行った。これにより、バンク１３０が形成された。なお、実施例２では、高さが１μｍとなるようにバンク１３０を形成した。その結果、図１６に示されている中間製造物が形成された。図１６は、基板１１０に電極層１２０およびバンク１３０が形成された状態にある中間製造物を示す断面図である。
【0190】
なお、バンク１３０の形成に使用されたインクには、主にアクリル樹脂材料が含まれており、形成されたバンク１３０は、表面部１３１および内部１３６ともに撥液性が比較的小さい。
【0191】
次に、バンク１３０にＯ２プラズマ３２０を照射した。その後、ＣＦ４プラズマ３１０をバンク１３０に照射して、バンク１３０の表面部１３１にフッ素化合物を導入した。図１７は、中間製造物にＣＦ４プラズマ３１０が照射されている様子を示す図である。ＣＦ４プラズマ３１０の照射により、表面部１３１のフッ素原子の濃度が向上し、表面部１３１の大部分の撥液性が大きくなる。すなわち、図１７に示されているように、表面部１３１に撥液部１３２が形成される。
【0192】
次に、バンク１３０で規定された領域である発光領域に、インクジェット法で赤色発光層１４１Ｒの材料であるインク４１Ｒを塗布し、塗布されたインク４１Ｒに対して真空乾燥を行った。その結果、図１８に示されているように、赤色発光層１４１Ｒが形成された。図１８は、赤色発光層１４１Ｒが形成された状態にある中間製造物を示す断面図である。
【0193】
次に、図１９に示されているように、図１７の中間製造物を真空乾燥機２１０の収容部２１１に収容した。図１９は、真空乾燥機２１０内に収容された状態にある中間製造物を示す断面図である。なお、真空乾燥機２１０は、収容部２１１および排気ポンプ２１２を備えている。
【0194】
中間製造物を収容部２１１に収容した後、排気ポンプ２１２で収容部２１１内の空気を排気することで、収容部２１１の真空度を低下させるとともに、バンク１３０を６０度で加熱した。
【0195】
ＣＦ４プラズマ３１０によるフッ素化合物は表面部１３１の炭素原子と結合することで表面部１３１に導入されている。バンク１３０の表面部１３１にＣＦ４プラズマ３１０により導入されたフッ素化合物と表面部１３１の炭素原子との結合は弱く不安定である。このため、フッ素化合物が経時的に表面部１３１（撥液部１３２）から離脱していく。バンク１３０の加熱と、バンク１３０の周囲の雰囲気を減圧することで、この離脱現象を加速した。
【0196】
これにより、撥液部１３２のうち赤色発光層１４１Ｒと接していない部位からフッ素化合物が除去され、当該部位のフッ素原子の存在密度が下がる。このため、当該部位の撥液性が小さくなり、濡れ性が大きくなる。すなわち、図１９に示されているように、表面部１３１の当該部位が低撥液部１３４となる。
【0197】
他方、撥液部１３２のうちの赤色発光層１４１Ｒと接触している部位からは、フッ素化合物が除去されない。
【0198】
次に、実施例１と同様にして、電極層１５１および封止層１５６を形成した。その結果、図２０に示されているように、有機ＥＬデバイスである機能デバイス１００が完成した。図２０は、実施例２に係る機能デバイスの構造を示す断面図である。
【0199】
よって、機能デバイス１００のデバイス構造を、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかのデバイス構造にすることで、インクジェット法を利用して均一性が高い電極層１５１および封止層１５６を形成できた。
【0200】
よって、第１の機能層１４０だけでなく第２の機能層１５０も塗布プロセスを利用して形成する場合であっても、製造される機能デバイス１００の品質の確保できると言える。また、真空プロセスを用いて形成する場合と比べて、低コストかつ比較的低温で機能デバイス１００を製造できると言える。低温で機能デバイス１００を製造できることは、基板１１０のフレキシブル化を図ることができることを意味する。
【0201】
（実施例３）
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法により、量子ドット発光デバイスである機能デバイス１００を製造した。以下、機能デバイス１００（つまり、量子ドット発光デバイス）の製造について、主に実施例１と異なる点について説明する。
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法により、量子ドット発光デバイスである機能デバイス１００を製造した。以下、機能デバイス１００（つまり、量子ドット発光デバイス）の製造について、主に実施例１と異なる点について説明する。
【0202】
量子ドット発光材料として、粒径が数１０ｎｍであり、かつ、カドミウム－セレン系の無機化合物を使用した。
【0203】
量子ドット発光デバイスの製造では、粒径が数１０ｎｍであり、かつ、カドミウム－セレン系の無機化合物が芳香族系の有機溶剤に分散しているインクをインクジェット法で発光領域に塗布して発光層を形成した。
【0204】
なお、発光層１４１の材料が異なる点を除けば、実施例１と同様の製造プロセスで量子ドット発光デバイスである機能デバイス１００が形成できた。
【0205】
よって、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかによれば、有機ＥＬデバイスだけでなく、量子ドット発光デバイスも同様に製造できると言える。
【0206】
（実施例４）
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法のいずれかの方法で、有機トランジスタデバイスである機能デバイス１００を製造した。
発明者は、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかの製造方法のいずれかの方法で、有機トランジスタデバイスである機能デバイス１００を製造した。
【0207】
まず、基板１１０として、板厚が０．５ｍｍであるＡＧＣ製のガラスを準備した。そして、モリブデンを材料として用い、かつ、スパッタリング法を利用して基板１１０上に層を形成し、フォトリソグラフィ法を利用して当該層を所望のパターンにパターニングすることで、ゲート電極層１２１を形成した。
【0208】
次に、スピンコート法によりオレフィンポリマーを基板１１０およびゲート電極層１２１に塗布して層を形成し、当該層を１３０度で加熱することで硬化させた。これにより、ゲート電極層１２１を覆うゲート絶縁層１２２が形成された。
【0209】
次に、フッ素化合物を含有するアクリル樹脂材料であってＡＧＣ製の感光性のアクリル樹脂材料を含むインクをスピンコート法により基板１１０上に塗布し、塗布されたインクを１００℃でプリベークして層を形成し、波長が３６５ｎｍの紫外光を当該層に照射することで矩形状のパターンを形成し、さらにポストベークを行った。これにより、バンク１３０が形成された。なお、実施例４では、高さが０．３μｍ以上１μｍ以下となるようにバンク１３０を形成した。
【0210】
バンク１３０の表面部１３１には、フッ素化合物が偏析しており、表面部１３１は撥液性が大きく、濡れ性が小さかった。すなわち、表面部１３１は、撥液部１３２によって占められていた。有機半導体層１４５のインクに対する撥液部１３２の接触角は、２０度以上７０度以下、望ましくは３０度以上６０度以下となる。なお、内部１３６は、撥液性が比較的大きい。
【0211】
次に、バンク１３０によって規定されている領域に、ペンタセンを有機溶剤に溶解することで生成されたインクをインクジェット法で塗布した。
【0212】
そして、真空乾燥により、塗布されたインクの溶剤を乾燥させ、１００℃でインクを加熱した。その結果、有機半導体層１４５が形成された。
【0213】
次に、実施例１と同じ方法で、バンク１３０にＯ２プラズマ３２０を照射した。これにより、バンク１３０の撥液部１３２のうち、有機半導体層１４５が接していない部位からフッ素化合物が除去され、当該部位の撥液性が小さくなり、濡れ性が大きくなった。つまり、表面部１３１の当該部位が、低撥液部１３４となった。なお、第２の機能層１５０のインクに対する低撥液部１３４の接触角は、０度以上３０度以下、望ましくは０度以上２０度以下となる。
【0214】
次に、金のナノ粒子が分散されたインクを、インクジェット法で低撥液部１３４の一部および有機半導体層１４５に塗布して、ソース電極１５２およびドレイン電極１５３を形成した。ここで、ソース電極１５２およびドレイン電極１５３を、互いに一定の距離を空けて、かつ、対向するように形成した。
【0215】
次に、ソース電極１５２、ドレイン電極１５３、および、低撥液部１３４を覆う保護層１５７を形成した。そして、ドレイン電極１５３を露出するために、コンタクトホール４００を形成した。その結果、図１１に示されている有機トランジスタデバイスである機能デバイス１００が完成した。
【0216】
よって、上述した実施形態、並びに、変形例１から３、および、その他の変形例のいずれかによれば、有機トランジスタデバイスも同様に製造できると言える。
【産業上の利用可能性】
【0217】
本開示の機能デバイスおよび機能デバイスの製造方法は、有機ＥＬデバイス、量子ドット発光デバイス、色変換フィルターデバイス、有機トランジスタデバイス、および、センサーデバイス等の機能デバイスに好適に利用できる。
【符号の説明】
【0218】
１ 有機ＥＬデバイス
１０ ＴＦＴパネル
１２ 陽極
１３ 正孔注入層
１４ 正孔輸送層
１５ 有機発光層
１６ バンク
１８ 電子注入層
２０ 透明陰極
２２ 透明封止膜
７０ 光
１００ 機能デバイス
１１０ 基板
１２０ 電極層
１２１ ゲート電極層
１２２ ゲート絶縁層
１３０ バンク
１３１ 表面部
１３２ 撥液部
１３３ 撥液部の表面
１３４ 低撥液部
１３５ 低撥液部の表面
１３６ 内部
１４０ 第１の機能層
１４１ 発光層
１４１Ｒ 赤色発光層
１４１Ｇ 緑色発光層
１４１Ｂ 青色発光層
４１ インク
４１Ｒ 赤色発光インク
４１Ｇ 赤緑発光インク
４１Ｂ 青色発光インク
１４２ 正孔注入層
１４３ 正孔輸送層
１４４ 電子注入層
１４５ 有機半導体層
１５０ 第２の機能層
１５１ 電極層
１５２ ソース電極
１５３ ドレイン電極
１５６ 封止層
１５７ 保護層
１５８ 無機層
２１０ 真空乾燥機
２１１ 収容部
２１２ 排気ポンプ
３１０ ＣＦ４プラズマ
３２０ Ｏ２プラズマ
３３０ 遮蔽マスク
４００ コンタクトホール
１０ ＴＦＴパネル
１２ 陽極
１３ 正孔注入層
１４ 正孔輸送層
１５ 有機発光層
１６ バンク
１８ 電子注入層
２０ 透明陰極
２２ 透明封止膜
７０ 光
１００ 機能デバイス
１１０ 基板
１２０ 電極層
１２１ ゲート電極層
１２２ ゲート絶縁層
１３０ バンク
１３１ 表面部
１３２ 撥液部
１３３ 撥液部の表面
１３４ 低撥液部
１３５ 低撥液部の表面
１３６ 内部
１４０ 第１の機能層
１４１ 発光層
１４１Ｒ 赤色発光層
１４１Ｇ 緑色発光層
１４１Ｂ 青色発光層
４１ インク
４１Ｒ 赤色発光インク
４１Ｇ 赤緑発光インク
４１Ｂ 青色発光インク
１４２ 正孔注入層
１４３ 正孔輸送層
１４４ 電子注入層
１４５ 有機半導体層
１５０ 第２の機能層
１５１ 電極層
１５２ ソース電極
１５３ ドレイン電極
１５６ 封止層
１５７ 保護層
１５８ 無機層
２１０ 真空乾燥機
２１１ 収容部
２１２ 排気ポンプ
３１０ ＣＦ４プラズマ
３２０ Ｏ２プラズマ
３３０ 遮蔽マスク
４００ コンタクトホール
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】