JP2004071403A - Method of manufacturing organic el element, organic el element, and organic el display device - Google Patents

Method of manufacturing organic el element, organic el element, and organic el display device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method of manufacturing an organic EL element, capable of patterning an organic luminescent layer without using a resist, and to provide the organic EL element and an organic EL display device. <P>SOLUTION: This method of manufacturing an EL element has a process to form a first electrode 2 on a substrate (an insulating substrate) 1, a process to form a first coating film 4 for a first organic luminescent layer on the first electrode 2 and the substrate 1, an insolvilizing process to insolvilize the first coating film 4 on the first electrode 2 by making the first electrode 2 generate heat and by selectively heating it by the generated heat, and a process to expose the first coating film 4 in a liquid after the insolvilizing process, to selectively remove the first coating film 4 of the portion which has not been insolvilized by dissolving it, and to leave the first coating film 4 of the insolvilized portion on the first electrode 2 as the first organic luminescent layer 4a. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機EL(electro luminescence)素子とその製造方法、及び複数の有機EL素子を配列してなる有機EL表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、可視光を発光し、しかも低電圧で駆動できる発光素子として、有機EL素子が着目されている。その有機EL素子は、従来の無機EL素子と比較して、単純な製造プロセスにより作製できるという利点も有する。
【0003】
また、有機EL素子を使用した表示装置は、従来広く普及している液晶表示装置に比べ、視野角依存性が無く、応答速度が速く、且つバックライトが不要なため、装置の構造が簡単になり、軽量化が可能であるという利点がある。そして、有機EL素子は固体素子であるので衝撃に強いという長所もある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の有機EL素子の有機発光層としては、例えば色素がドープされた高分子材料が使用され、それは通常スピンコート法により形成される。
【0005】
しかしながら、このようにスピンコート法で有機発光層を形成する場合、塗布した後に有機発光層を電極毎にパターニングする必要があるのであるが、有機発光層上にパターニング用のレジストを塗布すると、有機発光層とレジストとが互いに混ざり合い、有機発光層を所望にパターニングできないという不都合が生じる。また、露光用の紫外線により有機発光層が損傷を受けるという不都合もある。これらの不都合は、スピンコートによる有機発光層の形成を実現するのに大きな障害となっている。
【0006】
本発明は係る従来例の問題点に鑑みて創作されたものであり、レジストを使用せずに有機発光層をパターニングできる有機EL素子の製造方法、有機EL素子、及び有機EL表示装置を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、絶縁性基板上に電極を形成する工程と、有機発光層用の塗膜を前記電極上と前記絶縁性基板上とに形成する工程と、電磁誘導により前記電極を発熱させ、該発熱によって前記電極上の前記塗膜を選択的に加熱して不溶化する不溶化工程と、前記不溶化工程後、前記塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記塗膜を有機発光層として前記電極上に残す工程と、を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法により解決する。
【0008】
以下、本発明の作用について説明する。
【0009】
本発明によれば、電磁誘導を利用して電極を発熱させることにより、その電極上の塗膜を選択的に不溶化して有機発光層とし、その後、不溶化されていない部分の塗膜を選択的に溶解するので、電極上に有機発光層を選択的に残すことができ、従来例のようにレジストを使用して塗膜をパターニングする必要が無い。
【0010】
更に、電磁誘導を使用することにより、導電体よりなる電極を選択的に加熱できる一方、絶縁体よりなる絶縁性基板の温度上昇を防止することができるので、絶縁性基板が熱により変形する恐れが無い。よって、有機発光層を形成した後の工程において、絶縁性基板の熱変形による位置合わせズレを考慮する設計が不要となる。
【0011】
しかも、電磁誘導を使用することで、電極が電磁誘導用の磁界に曝された時点からすぐさま加熱を開始することができ、加熱に時間的な遅延が伴うことが無い。そして、加熱の具合は実質的に磁界と電極との相互作用だけによって定まるので、電極を再現性良く加熱することができる。
【0012】
特に、電極として磁性導電膜又は該磁性導電膜を含む積層膜を使用し、ヒステリシス損失による発熱を利用する場合には、磁性導電膜のキュリー温度を境にして電極の温度上昇が鈍るので、そのキュリー温度を電極の実質的な温度上限とすることができ、電極の温度コントロールが正確になる。
【0013】
また、上記の電極を、前記絶縁性基板上に透明導体パターンを形成する工程と、前記透明導体パターンの上面よりも小さいレジストパターンを該透明導体パターンの上面上に形成する工程と、前記レジストパターンが残存する状態で前記透明導体パターンをめっき液に浸し、電解めっき又は無電解めっきにより、前記透明導体パターンの側壁と上面の縁部とに導電膜を形成して、該導電膜と前記導体パターンとを前記電極として使用する工程と、前記レジストパターンを除去する工程を行うことにより形成しても良い。
【0014】
こうすると、透明導体パターンの側壁に形成された導電膜が電磁誘導により発熱して、電極上の塗膜が不溶化して有機発光層となる。そして、この方法では、絶縁性基板として光学的に透明なものを使用することで、有機発光層からの光を透明導体パターンと絶縁性基板とを通して素子の外部に取り出すことができるボトムエミッション型の有機EL素子が提供される。
【0015】
更に、このように透明導体パターンの側壁と上面の縁部とに導電膜を形成することで、該透明導体パターンと導電膜とからなる電極が低抵抗化される。
【0016】
或いは、このような電極の形成方法に代えて、上記の電極を、前記絶縁性基板上に透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜上にレジストパターンを形成する工程と、前記レジストパターンをエッチングマスクに使用しながら前記透明導電膜をエッチングして透明導体パターンにする工程と、前記レジストパターンが残存する状態で前記透明導体パターンをめっき液に浸し、電解めっきにより前記透明導体パターンの側壁に導電膜を形成して、該導電膜と前記透明導体パターンとを前記電極として使用する工程と、前記レジストパターンを除去する工程を行うことにより形成してもよい。この場合も、絶縁性基板として光学的に透明なものを使用することになる。
【0017】
この方法によれば、透明導体パターンをパターニングするために形成したレジストを除去せず、それが残存する状態でめっきを行って透明導体パターンの側壁に導電膜を形成するので、めっき用のレジストを新たに形成する工程が不要となる。
【0018】
又は、上記した課題は、絶縁性基板上に電極を形成する工程と、有機発光層用の塗膜を前記電極上と前記絶縁性基板上とに形成する工程と、前記電極と対向する導体パターンを前記塗膜に近接若しくは当接させる工程と、前記導体パターンを電磁誘導により発熱させ、該発熱によって該導体パターンに対向する前記電極上の前記塗膜を選択的に加熱して不溶化する不溶化工程と、前記不溶化工程後、前記塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記塗膜を有機発光層として前記電極上に残す工程とを有することを特徴とする有機EL素子の製造方法により解決する。
【0019】
次に、本発明の作用について説明する。
【0020】
本発明によれば、絶縁性基板上の電極を発熱させるのではなく、電極に対向する導体パターンを塗膜に当接若しくは近接させ、その後導体パターンを電磁誘導により発熱させることにより、電極上の塗膜を選択的に加熱して不溶化する。このように、電極が塗膜を加熱する役割を担わないので、電極を設計する自由度が増大し、電極を思いのままに設計することができる。
【0021】
なお、上記いずれの発明においても、不溶化工程の最中又はその前に、補助加熱手段を用いて電極を室温よりも高い温度に加熱しても良い。こうすることで、より低い周波数の交番磁界により電極を所望の温度にまで加熱することができる。
【0022】
更に、上記のいずれの発明においても、不溶化工程を真空中又は不活性ガスの雰囲気中で行うことで、有機発光層が酸素や水に触れてその特性が劣化するのが防がれる。
【0023】
又は、上記した課題は、絶縁性基板上に電極を形成する工程と、有機発光層用の塗膜を前記電極上に選択的に印刷する工程と、前記電極を電磁誘導により発熱させ、該発熱によって前記電極上の前記塗膜を加熱して有機発光層にする工程とを有することを特徴とする有機EL素子の製造方法によって解決する。
【0024】
次に、本発明の作用について説明する。
【0025】
本発明によれば、印刷により電極上に塗膜を形成するので、従来のようにレジストを使用して塗膜をパターニングする必要が無い。
【0026】
又は、上記した課題は、絶縁性基板上に第1電極を形成する工程と、
電磁誘導の際に前記第1電極よりも高温に発熱する第2電極を前記絶縁性基板上に形成する工程と、第1有機発光層用の第1塗膜を前記第1電極上に選択的に印刷する工程と、前記第1塗膜よりも不溶化温度が高い第2有機発光層用の第2塗膜を前記第2電極上に選択的に印刷する工程と、前記第1電極及び前記第2電極に対して電磁誘導により、前記第1電極よりも高温に前記第2電極を発熱させ、該発熱によって前記1電極上の前記第1塗膜を加熱して第1有機発光層にすると共に、前記第2電極上の前記第2塗膜を加熱して第2有機発光層にする工程と、を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法によって解決する。
【0027】
次に、本発明の作用について説明する。
【0028】
本発明によれば、印刷により第1、第2電極上に第1、第2塗膜を形成するので、従来のようにレジストを使用して第1、第2塗膜をパターニングする必要が無い。
【0029】
しかも、第1、第2塗膜に対して別々に不溶化工程を行う必要が無く、1回の不溶化工程で第1、第2塗膜を一括して不溶化することができるので、プロセスの煩雑化が防がれる。
【0030】
更に、電磁誘導による発熱量を第1電極と第2電極とで異ならせたので、第1、第2塗膜の各々に最適な温度で該第1、第2塗膜が不溶化される。
【0031】
又は、上記した課題は、第1電極を絶縁性基板上に形成する工程と、第1の励磁周波数に対しては前記第1電極よりも低温に発熱し、第2の励磁周波数に対しては前記第1電極よりも高温に発熱する第2電極を前記絶縁性基板上に形成する工程と、第1有機発光層用の第1塗膜を前記第1電極上、前記第2電極上、及び前記絶縁性基板上に形成する工程と、前記第1の励磁周波数の磁界中に前記絶縁性基板を置いて電磁誘導により前記第1電極を前記第2電極よりも高温に発熱させ、該発熱によって前記第1電極上の前記第1塗膜を加熱して選択的に不溶化する第1不溶化工程と、前記第1不溶化工程後、前記第1塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記第1塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記第1塗膜を前記第1有機発光層として前記第1電極上に残す工程と、第2有機発光層用の第2塗膜を前記第2電極上、前記第1有機発光層上、及び前記絶縁性基板上に形成する工程と、前記第2の励磁周波数の磁界中に前記絶縁性基板を置いて電磁誘導により前記第2電極を前記第1電極よりも高温に発熱させ、該発熱によって前記第2電極上の前記第2塗膜を加熱して選択的に不溶化する第2不溶化工程と、前記第2不溶化工程後、前記第2塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記第2塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記第2塗膜を前記第2有機発光層として前記第2電極上に残す工程と、を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法によって解決する。
【0032】
次に、本発明の作用について説明する。
【0033】
本発明によれば、第1電極と第2電極とを絶縁性基板上に形成する。このうち、第2電極は、電磁誘導により、第1の励磁周波数に対しては第1電極よりも低温に発熱し、第2の励磁周波数に対しては第1電極よりも高温に発熱する。このような第1、第2電極を使用することで、スピンコート法等の簡便な塗布方法を用いながら、異なる色を発光する第1、第2有機発光層が第1、第2電極上に自己整合的に塗り分けられる。
【0034】
なお、上記の第1電極及び第2電極として、共に磁性導電膜と非磁性導電膜との積層膜を使用し、且つ、第1電極における非磁性導電膜の厚さを第2電極における非磁性導電膜の厚さよりも厚くすることで、第1電極と第2電極との発熱量を励磁周波数によって異ならせることが可能となる。
【0035】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
【0036】
(1)第1の実施の形態
最初に、図1(a)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【0037】
まず、ガラス等の絶縁体よりなる基板1上に、陰極形状の開口が形成されたレジストマスク(不図示)を形成し、そのレジストマスクをマスクに使用する電子ビーム蒸着法によりFe、Co、Ni、Gd、Tb等の磁性金属を基板1上に蒸着して、その後レジストマスクを除去することにより、上記磁性金属を陰極形状の磁性導電膜3aとして基板上に残す。その磁性導電膜3aの厚さは、約50〜500nm程度である。なお、磁性導電膜3aは、上記の金属に限定されず、鉄族元素、希土類元素、及び磁性金属酸化物のいずれかからなる膜であってよい。このうち、磁性金属酸化物としては、EuOやCrO等がある。
【0038】
次いで、陰極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用し、電子ビーム蒸着法により、基板1の一部領域上と磁性導電膜3a上とに別々にアルミニウム膜等の非磁性導電膜を厚さ約20〜1000nm程度に選択的に形成し、その非磁性導電膜を第1陰極2及び被覆膜3bとして使用し、更に被覆膜3bと磁性導電膜3aとの積層膜を第2陰極3とする。なお、非磁性導電膜としては、アルミニウム合金膜、マグネシウム膜、及びマグネシウム合金膜のいずれかをアルミニウム膜に代えて使用しても良い。
【0039】
被覆膜3bとしてアルミニウム等の仕事関数が小さい金属を使用することで、その上に後で形成される有機発光層と被覆膜3bとの間の電子注入のためのポテンシャルバリアを小さくできるので、第2陰極3から有機発光層に電子を効率良く注入することができる。
【0040】
次に、図1(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【0041】
まず、水やアセトン等の溶媒中に有機発光層の前駆物質を溶解させてなる溶液を作製し、その溶液を第1陰極2上、第2陰極3上、及び基板1上にスピンコートし、その後溶媒成分を乾燥させて厚さが約50〜1000nm程度の第1有機発光層用の第1塗膜4とする。
【0042】
そのような第1塗膜4としては、ある温度(不溶化温度)以上に加熱すると溶媒に不溶化するものを使用する。以下、この第1塗膜4の不溶化温度をT1とし、上述の前駆物質として、不溶化温度T1が約150〜300℃のポリpフェニレンビニレン(PPV)の前駆物質であるスルホニウム塩高分子を使用する。このポリpフェニレンビニレンは、黄緑色の発光層となるものである。
【0043】
次に、図1(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、第1陰極2と第2陰極3とを、図3に示す交番磁界発生部により発生する交番磁界Bに曝す。その交番磁界発生部は、励磁回路70とそれに接続されたコイル8とを有し、励磁回路70が供給する交流電流の大きさを変えることにより、交番磁界Bの強さが任意に可変となる。
【0044】
このように各陰極2、3(図1(c))が交番磁界Bに曝されると、それらは電磁誘導により発熱することになるが、その発熱の機構はヒステリシス損失によるものと渦電流の抵抗損失によるものとの二種に分けられる。
【0045】
ヒステリシス損失による発熱は、磁性金属(鉄族元素、鉄族元素、及び希土類元素等)や磁性金属酸化物が交番磁界中に置かれたときに生じ、その発熱量Phは経験的に次式で示される。
【0046】
Ph∝(最大磁束密度)1.6×(磁性金属の体積)×(励磁周波数)・・・(1)
一方、抵抗損失による損失は、任意の導体が交番磁界中に置かれたときに生じ、その発熱量Prは次式で示される。
【0047】
Pr∝(透磁率)×(導電率)×(導体の面積)×(導体の厚さ)×(励磁周波数)×(コイル8に流れる電流)   ・・・(2)
なお、(2)式は、コイル8中に円筒形の非磁性金属を置き、その金属の内部の磁界が一様であると近似した場合の結果である。今の場合、各陰極2、3の形状は四角柱であるが、発熱量は(2)式によって近似して構わない。
【0048】
磁性金属においては上記PhとPrとの和が全発熱量になり、一方、非磁性金属においてはPrが即ち全発熱量になる。
【0049】
今の場合、第1陰極2は、非磁性金属であるアルミニウムにより構成されているので、その全発熱量P(1)は抵抗損失による発熱量Pr(1)と等しい。
【0050】
一方、第2陰極3は、磁性金属よりなる磁性導電膜3aを有しているので、ヒステリシス損失による発熱量Ph(2)と抵抗損失による発熱Pr(2)との和Ph(2)+Pr(2)が全発熱量P(2)となる。
【0051】
各電極の全発熱量P(1)、P(2)の周波数依存性は図4のようになる。P(1)は、抵抗損失による発熱量だけからなり、(1)式よりそれは励磁周波数の二乗の項だけからなる。一方、P(2)は、励磁周波数の二乗の項に加え、(2)式における励磁周波数の一乗の項をも含む。よって、(1)式及び(2)式中の励磁周波数以外のパラメータを適当に設定すれば、P(1)とP(2)とは図示の如く交点を有し、その交点の周波数f(以下、境界周波数と言う)を境にして、各陰極2、3の発熱量が反転し、一方が他方よりも優勢に発熱するようになる。
【0052】
そのような性質を利用して、図1(c)の工程では、その境界周波数fより高い第1の励磁周波数fを用いることにより、第1塗膜4の不溶化温度T1よりも低い温度に第2陰極3の加熱温度を抑えながら、第1陰極2をT1よりも高温に加熱する(第1不溶化工程)。その結果、第1陰極2上では第1塗膜4が選択的に不溶化されて第1有機発光層4aとなる一方、第2陰極3上では塗膜4が不溶化しない。
【0053】
従って、その第1塗膜4を水やアセトン等の液に曝すと、図1(d)に示すように、第1有機発光層4aを第1陰極2上に選択的に残しながら、第1塗膜4が除去されることになる。
【0054】
なお、第1有機発光層4aは、酸素や水分に触れるとその特性が劣化するので、上述の第1不溶化工程(図1(c))は、真空中(圧力約0.1Torr以下)や窒素等の不活性ガスの雰囲気中(大気圧)で行うのが好ましい。
【0055】
また、(2)式のように、Prは導電率に比例しているので、第1陰極2の発熱を優勢にするには、第1陰極の材料の抵抗率(導電率の逆数)をできるだけ小さくするのが好ましい。実用的には、抵抗率が1mΩcm以下の非磁性金属を第1陰極2に使用するのが好ましい。
【0056】
更に、交番磁界Bの周波数としては3kHz〜400kHzのものを使用するのが好ましい。周波数の上限を400kHzとしたのは、これより大きい周波数では、放射されるノイズが大きくなるためである。また、周波数の下限を3kHzとしたのは、これより低い周波数では加熱効率(各陰極2、3における磁束の吸収)が低下するためである。一般的な目安としては、10kHz以下ではヒステリシス損失による発熱Phを利用し、それより高い周波数では抵抗損失による発熱Prを利用するのが好ましい。
【0057】
次に、図2(a)に示すように、第1塗膜4の形成方法と同じ方法を用いて、第1有機発光層4a、第2陰極3上、及び基板1上に第2塗膜5を形成する。この第2塗膜5としては、第1塗膜4と同様に、不溶化温度以上の温度に加熱すると溶媒に不溶化するものを使用する。但し、その第2塗膜5としては、その不溶化温度T2が第1塗膜4の不溶化温度T1よりも低い(T2<T1)ものを使用する。この理由は後述する。そのような第2塗膜5用の前駆物質としては、例えば、ポリpフェニレンビニレン(PPV)の前駆物質であるスルホニウム塩高分子中のベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換したものがある。この前駆物質は、不溶化温度が約50〜150℃程度であり、赤橙色の発光層となるものである。
【0058】
次に、図2(b)の断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、既述の交番磁界発生部(図3参照)により交番磁界Bを発生させ、その交番磁界Bに各陰極2、3を曝す。
【0059】
このとき、励磁周波数f(図4参照)よりも低い第2の励磁周波数fを使用することで、第1陰極2の加熱温度を第2塗膜5の不溶化温度T2よりも低く抑えながら、第2陰極3をT2よりも高く加熱し、該第2陰極3上の第2塗膜5を選択的に不溶化して第2有機発光層5aとする(第2不溶化工程)。
【0060】
ところで、第1有機発光層4aは有機物よりなるので、不溶化後にその不溶化温度T1より高温に加熱されるのは好ましく無い。
【0061】
そこで、本実施形態では、上記のように不溶化温度が高い塗膜から順に、即ち最初に第1塗膜4(不溶化温度T1)を不溶化して第1発光層4aにし、その後に第2塗膜5(不溶化温度T2<T1)を不溶化するようにした。こうすると、第2塗膜5を不溶化する際、第1陰極2の加熱温度はT2以下に抑えられているから、該第1陰極2がT1より高温に加熱されることがなく、その上の第1有機発光層4aがT1より高温の加熱されるのを防止することができる。
【0062】
次に、第2塗膜5を水やアセトン等の液に曝すことにより、図2(c)に示すように、第2有機発光層5aを第2陰極3上に残しながら、第2塗膜5を除去する。
【0063】
なお、第1有機発光層4aの場合と同様に、第2有機発光層5aも酸素や水分に触れるととの特性が劣化するので、上述の第2不溶化工程(図2(b))は真空中や窒素等の不活性ガスの雰囲気中で行うのが好ましい。
【0064】
次いで、図2(d)に示すように、陽極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着法により、第1、第2陰極2,3上に、透明導電膜としてITO膜を約80nmの厚さに形成し、それらを第1、第2陽極6、7とする。
【0065】
ここまでの工程により、本実施形態に係る有機EL素子が完成する。この有機EL素子は、第1有機発光層4aが黄緑色に発光し、第2有機発光層5aが赤橙色に発光して、その二色の光が基板1の上方に発光するトップエミッション型の素子である。
【0066】
以上説明した本実施形態によれば、パターニング用のレジストを使用せずに、第1、第2有機発光層4a、5aを第1、第2陰極2、3上に選択的に残すことができるので、従来のようにレジストと発光層とが混ざり合ってパターニングができないという不都合が生じない。
【0067】
しかも、電磁誘導による加熱温度の上下関係が境界周波数fを境にして反転する第1陰極2と第2陰極3とを使用することで、簡便なスピンコート法を用いながら、異なる色を発光する第1、第2有機発光層4a、5aを各陰極上に自己整合的に塗り分けることができる。そのため、各色の有機発光層を対応する陰極上に選択的に塗り分ける場合のように、有機発光層と陰極との位置合わせを行う必要が無い。
【0068】
更に、電磁誘導を使用することにより、導電体よりなる各陰極2、3を選択的に加熱できる一方、絶縁体よりなる基板1の温度上昇を防止することができるので、基板1が熱により変形する恐れが無い。よって、各有機発光層4a、5aを形成した後の工程において、基板1の熱変形による位置合わせズレを考慮する設計が不要となる。
【0069】
そのうえ、電磁誘導を使用することで、各陰極2、3が交番磁界Bに曝された時点からすぐさま加熱を開始することができ、加熱に時間的な遅延を伴うことが無い。しかも、加熱の具合は実質的に交番磁界Bだけによって定まるので、各陰極2、3を再現性良く加熱することができる。
【0070】
更に、第2陰極3に磁性導電膜3aを使用したが、磁性導電膜3aはそのキュリー温度以上に加熱されると磁性を失って非磁性導電膜となるので、発熱量における(1)式の寄与が無くなり、(2)式だけが発熱量に寄与するようになる。よって、キュリー温度を境にして第2陰極3の温度上昇が鈍るので、キュリー温度を第2陰極3の実質的な温度上限とすることができ、第2陰極3の温度コントロールが容易になる。これにより、第2陰極3が過剰に加熱されてその上の第2塗膜5が劣化するのを防ぐことができる。この利点は、以下の全ての実施形態において、磁性導電膜を電磁誘導により加熱する場合にも同様にして得ることができる。
【0071】
なお、キュリー温度は、磁性導電膜3aの組成を連続的に変えることにより、連続的に調整することが可能である。例えば、Niのキュリー温度は358℃であるが、Ni40%−Fe60%(パーマロイ)では300℃となる。
【0072】
また、上記では、第1陰極2を一層の非磁性導電膜(アルミニウム膜)で構成したが、第2陰極3と同様に、第1陰極2を非磁性導電膜と磁性導電膜との二層構造にしてもよい。その場合は、第1陰極2における非磁性導体膜の厚さを、第2陰極3における非磁性導電膜の厚さよりも厚くすることで、図4と同じ傾向の(励磁周波数)−(発熱量)特性が得られるので、上記と同様の利点を得ることができる。
【0073】
(2)第2の実施の形態
上記した第1実施形態の有機EL素子はトップエミッション型であったが、本発明によればボトムエミッション型のものも作製可能である。ボトムエミッション型を作製するには、次のようなプロセスに従う。
【0074】
まず、図5(a)に示すように、ガラス等の光学的に透明な絶縁体よりなる基板1上に透明導電膜としてITOを約150〜300nmの厚さに形成し、それをフォトリソグラフィによりパターニングして第1透明導体パターン10、第2透明導体パターン11とする。
【0075】
次に、図5(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、フォトリソグラフィにより、第2透明導体パターン11の全体を覆い、且つ第1透明導体パターン10の上面を覆うレジストパターン14を形成する。第1透明導体パターン10の側面は、レジストパターン14で覆わず、露出するようにする。
【0076】
次いで、基板1と第1導体パターン10とを硫酸銅浴(硫酸銅200g/l、硫酸50g/l、塩化物90ppm)等のめっき液中に浸し、電解めっきにより、電流密度0.5A/dmで第1導体パターン10に給電を行いながらその側壁にCuよりなる非磁性導電膜12を厚さ約200〜500nm程度に形成して、それを第1導体パターン10と共に第1陽極13として使用する。このとき、フォトリソグラフィにおける位置合わせ誤差を考慮して、レジストパターン14を第1透明導体パターン10の上面よりも小さく形成しておく。この場合、非磁性導電膜12は、第1透明導体パターン10の側面だけでなく、その上面の縁部にも形成されることになる。
【0077】
次に、図5(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、フォトリソグラフィにより、第1陽極13の全体を覆い、且つ、第2透明導体パターン11の上面を覆うレジストパターン15を形成する。第2透明導体パターン11の側面は、レジストパターン15で覆わず、露出するようにする。この際、既述のように、レジストパターン15を第2透明導体パターン11の上面よりも小さく形成するのが好ましい。
【0078】
次いで、基板1と第2導体パターン11とをニッケル−リン浴(硫酸ニッケル30g/l、次亜リン酸ナトリウム30g/l、ピロリン酸ナトリウム60g/l、トリエタノールアミン100g/l)等のめっき液中に浸し、無電解めっきにより、第2導体パターン11の側壁にNiよりなる磁性導電膜16を形成して、それを第2導体パターン11と共に第2陽極17として使用する。
【0079】
上記によって、第1陽極13と第2陽極17とが形成されたが、このうち第1陽極13は非磁性導電膜12を有し、一方、第2陽極17は磁性導電膜16を有しているので、各陽極13、17は異なる材料からなる。よって、電磁誘導におけるこれらの陽極13、17の(励磁周波数)−(発熱量)特性は図4と略同じ傾向を示し、境界周波数fを境にして加熱温度が反転するので、第1実施形態で説明した有機発光層の色分けを行うことが可能となる。
【0080】
そこで、次の工程より、第1実施形態で説明した有機発光層の色分けの工程に移る。
【0081】
最初に、図5(d)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、既述のポリpフェニレンビニレン(PPV)の前駆体であるスルホニウム塩高分子を水やアセトン等の溶媒中に溶かしてなる溶液を作製し、それをスピンコートにより全面に塗布する。塗布後、その溶液を乾燥させて、第1有機発光層用の第1塗膜18(不溶化温度T1)とする。
【0082】
次いで、図6(a)に示すように、境界周波数fよりも高い第1の励磁周波数を使用する電磁誘導により、第2陽極17が不溶化温度T1よりも高温になるのを抑えつつ、第1陽極13を不溶化温度T1よりも高温に加熱して、第1陽極13上の第1塗膜18を選択的に不溶化して第1有機発光層18aとする。この第1有機発光層18aは、黄緑色の光を発光するものである。
【0083】
続いて、第1塗膜18を水やアセトン等の液に曝すことにより、図6(b)に示すように、不溶化していない部分の第1塗膜18を除去すると共に、第1有機発光層18aを第1陽極13上に選択的に残す。
【0084】
次に、図6(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、ポリpフェニレンビニレン(PPV)の前駆体であるスルホニウム塩高分子中のベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換した高分子を水やアセトン等の溶媒中に溶かしてなる溶液を作製する。次いで、その溶液を、第1有機発光層18a上、第2陽極17上、及び基板1上にスピンコートし、その後乾燥させ、第2有機発光層用の第2塗膜19(不溶化温度T2<T1)とする。
【0085】
次いで、図6(d)に示すように、境界周波数fよりも低い第2の励磁周波数を使用する電磁誘導により、第1陽極13が不溶化温度T2よりも高温になるのを抑えつつ、第2陽極17を不溶化温度T2よりも高温に加熱して、第2陽極17上の第2塗膜19を選択的に不溶化して第2有機発光層19aとする。この第2有機発光層19aは、赤橙色の光を発光するものである。
【0086】
続いて、第2塗膜19を水やアセトン等の液に曝すことにより、図7(a)に示すように、不溶化していない部分の第2塗膜19を除去すると共に、第2有機発光層19aを第2陽極17上に選択的に残す。
【0087】
次に、図7(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、陰極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着法により、第1、第2有機発光層18a、19aの上にアルミニウムとリチウムとの合金膜(Al−Li膜)を厚さ約50nm程度に形成する。次いで、そのAl−Li膜の上に、シャドウマスクを使用する電子ビーム蒸着法によりアルミニウム膜を厚さ約250nm程度に形成する。そして、上記のAl−Li膜とアルミニウム膜との積層膜を、第1陰極20及び第2陰極21として使用する。各陰極20、21にAl−Liのような仕事関数の小さい金属を使用することで、各陰極20、21と各有機発光層18a、19aとの間のポテンシャルバリアを小さくすることができ、有機発光層18a、19aに電子を効率良く注入することができる。
【0088】
ここまでの工程により、本実施形態に係る有機EL素子が完成する。
【0089】
上記した本実施形態によれば、各発光層18a、19aからの光を各透明導体パターン10、11及び光学的に透明な基板1を通して外部へ取り出すことができる、ボトムエミッション型の素子を提供することができる。
【0090】
また、非磁性導電膜12や磁性導電膜16は、正孔の注入電極として使用されないから、その仕事関数が小さい必要がなく、その材料の選定が比較的自由となる。
【0091】
更に、透明導体パターン10、11としては、ITOのように通常の導体よりも電気抵抗が二桁程度大きいものが使用されるが、その側壁に抵抗の小さい非磁性導電膜12や磁性導電膜16を設けることで、各陽極13、17を低抵抗化することができる。従って、単純マトリックス表示装置のように陽極13、17がバスラインとして機能する場合には、そのバスラインが低抵抗化されることから、バスラインを延長しても、該バスラインにおける信号の遅延が防止されてその信号波形の変形が極力防がれるので、表示領域を拡大することが可能となる。
【0092】
(3)第3の実施の形態
上記した第2実施形態では、二色発光のボトムエミッション型の有機EL素子を製造した。本発明では、二色発光の素子の他に、単色発光のボトムエミッション型の有機EL素子も製造し得る。以下、それについて説明する。
【0093】
最初に、図8(a)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、ガラス等の光学的に透明な絶縁体よりなる基板1上に透明導電膜としてITOを厚さ約300nmの厚さに形成し、その上にレジストパターン23を形成する。そして、このレジストパターン23をエッチングマスクにし、シュウ酸を使用するウエットエッチングにより、透明導電膜をパターニングして複数の透明導体パターン22とする。
【0094】
次に、図8(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、レジストパターン23が残存する状態の透明導体パターン22をニッケル−リン浴等のめっき液中に浸し、無電解めっきにより、各透明導体パターン22の側壁にNiよりなる導電膜24を形成して、それを透明電極パターン22と共に陽極25として使用する。本実施形態では、有機発光層の塗り分けを行わないので、各陽極25の導電膜24に共通の材料を使用してよい。
【0095】
このめっきにおいては、透明導体パターン22の形成時に使用したレジストパターン23がめっきレジストとして機能するので、第2実施形態のようにめっき用に新たにレジストを形成する必要が無く、しかもレジストパターン23によって透明導体パターン22の側壁に導電膜24をセルフアライン的に形成することができる。
【0096】
次に、図8(c)に示すように、有機発光層用の塗布液をスピンコートにより全面に塗布し、それを乾燥させて塗膜26とする。そのような塗膜26用の塗布液としては、第1実施形態で説明した、pフェニレンビニレン(PPV)の前駆体であるスルホニウム塩高分子や、該高分子のベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換したPPV誘導体の前駆体であるスルホニウム塩高分子等を既述の溶媒に溶解したものが挙げられる。
【0097】
なお、本実施形態では、有機発光層の塗り分けを行わないから、この塗膜26の不溶化温度について特に気にする必要は無い。
【0098】
次いで、図8(d)に示すように、既述の交番磁界発生部(図3)により発生した磁界Bに各陽極25を曝し、電磁誘導により陽極25を塗膜26の不溶化温度以上の温度に加熱する。その結果、陽極25上の塗膜26が選択的に加熱されて不溶化し、有機発光層26aとなる。
【0099】
既述の如く、この不溶化工程を真空中や不活性ガスの雰囲気中で行うことで、有機発光層26aの特性が酸素や水分により劣化するのを防ぐことができる。
【0100】
続いて、塗膜26を記述の水等の液に曝すことにより、図9(a)に示すように、不溶化されていない部分の塗膜26を溶解して除去すると共に、有機発光層26aを各陽極25上に残す。
【0101】
次に、図9(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、陰極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着法により、各有機発光層26aの上にアルミニウムとリチウムとの合金膜(Al−Li膜)を厚さ約50nm程度に形成する。次いで、そのAl−Li膜の上に、上記と同じシャドウマスクを使用する電子ビーム蒸着法によりアルミニウム膜を厚さ約250nm程度に形成する。そして、上記のAl−Li膜とアルミニウム膜との積層膜を、陰極27として使用する。
【0102】
ここまでの工程により、本実施形態に係る単色発光の有機EL素子が完成する。
【0103】
本実施形態によれば、第2実施形態と同様にボトムエミッション型の有機EL素子を製造することができ、第2実施形態と同様の利点を得ることができる。しかも、本実施形態では、有機発光層26aの色分けを行わないので、透明導体パターン22をパターニングするのに使用したレジストパターン23をそのままめっきレジストとして使用することができる。よって、透明導体パターン22の側壁に導電膜24を形成するための新たなレジストが不要となるので、工程数の増加やプロセスの煩雑化を防止することができる。
【0104】
(4)第4の実施の形態
次に、本発明の第4の実施の形態に係る有機EL素子の製造方法について説明する。
【0105】
最初に、図10(a)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、ガラス等の絶縁体よりなる基板1上に透明導電膜としてITOを約150nmの厚さに形成し、それをフォトリソグラフィによりパターニングして、赤色用陽極30R、青色用陽極30B、及び緑色用陽極30Gとする。
【0106】
次に、図10(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、各陽極30R〜30G上と基板1上とに、赤色有機発光層用の塗布液をスピンコートにより厚さ約500nm程度に塗布し、それを乾燥させて赤色用塗膜31(不溶化温度T1)とする。そのような塗膜31の塗布液としては、例えば、既述したポリpフェニレンビニレン(PPV)のスルホニウム塩高分子中のベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換したPPV誘導体の前駆体を既述の溶媒中に溶かしたものがある。
【0107】
また、これとは別に、ガラス等の絶縁体よりなる加熱用基板32の上に、例えば厚さ約1μmのアルミニウム膜を形成し、それをパターニングすることで導体パターン33を形成する。その導体パターン33は、同色の陽極(例えば赤色用陽極30R)のピッチと同じ間隔を置いて複数形成される。
【0108】
次に、図10(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、導体パターン33が赤色用陽極30Rと対向するように加熱用基板32と基板1とを位置合わせする。その後、加熱用基板32を基板1に向けて降ろし、導体パターン33を赤色用塗膜31に当接させる。
【0109】
続いて、交番磁界発生部(図3参照)において発生した第1の励磁周波数の交番磁界Bに導体パターン33を曝すことにより、電磁誘導によってその導体パターン33を発熱させる。発熱温度は、第1の励磁周波数によって調整することができ、今の場合赤色用塗膜31の不溶化温度T1以上とする。これにより、導体パターン33が当接する部分の赤色用塗膜31が選択的に不溶化され、赤色有機発光層31Rとなる。
【0110】
なお、導体パターン33が赤色用塗膜31に当接することで該赤色用塗膜31に傷がつく恐れがある場合は、図14のように、導体パターン33を覆う緩衝膜36を加熱用基板32上に形成するのが好ましい。そのような緩衝膜36としては有機膜を使用するのが好ましく、例えば、厚さ約1μmのレジストを使用し得る。この点は、後の工程でも同様である。
【0111】
また、上記では導体パターン33を赤色用塗膜31に当接させて赤色用塗膜31を直接的に加熱したが、導体パターン33を赤色用塗膜31に近接させることによっても、導体パターン33からの輻射熱等によって赤色用塗膜31を加熱することができる。この場合、赤色用陽極30Rの短辺幅以下の距離、例えば5μm以下の距離に導体パターン33を赤色用塗膜31に近接させることで、赤色用塗膜31を効果的に加熱することができる。これについては、後の工程でも同様である。
【0112】
その後、この赤色用塗膜31を記述の液に曝すことにより、図11(a)に示すように、不溶化されていない部分の赤色用塗膜31が選択的に除去されて、赤色有機発光層31Rが赤色用陽極30R上に残る。
【0113】
次に、図11(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、青色有機発光層用の塗布液をスピンコートにより基板1上に厚さ約500nm程度に塗布し、それを乾燥させて青色用塗膜34(不溶化温度T2)とする。この場合に使用される塗布液としては、例えば、ポリパラフェニレン(ppp)の前駆物質を既述の溶媒に溶解したものがある。
【0114】
そして、これとは別に、既述の導体パターン33が形成された加熱用基板32を用意する。その加熱用基板32は、赤色用塗膜31を加熱した場合(図10(b))よりも1ピッチ(隣接する陽極31R〜31G間の距離)だけ横方向にシフトされ、各導体パターン33が青色用陽極30Bと対向するように基板1と位置合わせされる。
【0115】
次に、図11(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、導体パターン33が青色用陽極30Bと対向した状態で加熱用基板32を基板1に向けて降ろし、導体パターン33を青色用塗膜34に当接させる。
【0116】
続いて、交番磁界発生部(図3参照)において発生した第2の励磁周波数の交番磁界Bに導体パターン33を曝すことにより、電磁誘導によってその導体パターン33を発熱させ、その温度を青色用塗膜34の不溶化温度T2よりも高温にする。これにより、導体パターン33が当接する部分の青色用塗膜34が選択的に不溶化され、青色有機発光層34Bとなる。
【0117】
その後、この青色用塗膜34を記述の液に曝すことにより、図12(a)に示すように、不溶化されていない部分の青色用塗膜34が選択的に除去されて、青色有機発光層34Bが青色用陽極30B上に残る。
【0118】
次に、図12(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、緑色有機発光層用の塗布液をスピンコートにより基板1上に厚さ約500nm程度に塗布し、それを乾燥させて緑色用塗膜37(不溶化温度T3)とする。この場合に使用される塗布液としては、例えば、既述したポリpフェニレンビニレン(PPV)誘導体の前駆体であるスルホニウム塩高分子を既述の溶媒に溶解したものが使用される。
【0119】
また、これとは別に、既述の導体パターン33が形成された加熱用基板32を用意する。その加熱用基板32は、青色用塗膜34を加熱した場合(図11(b))よりも1ピッチだけ横方向にシフトされ、各導体パターン33が緑色用陽極30Gと対向するように基板1と位置合わせされる。
【0120】
次に、図12(c)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、導体パターン33が緑色用陽極30Gと対向した状態で加熱用基板32を基板1に向けて降ろし、導体パターン33を緑色用塗膜37に当接させる。
【0121】
続いて、交番磁界発生部(図3参照)において発生した第3の励磁周波数の交番磁界Bに導体パターン33を曝すことにより、電磁誘導によってその導体パターン33を発熱させ、その温度を緑色用塗膜37の不溶化温度T3よりも高温にする。これにより、導体パターン33が当接する部分の緑色用塗膜37が選択的に不溶化され、緑色有機発光層37Gとなる。
【0122】
その後、この緑色用塗膜37を記述の液に曝すことにより、図13(a)に示すように、不溶化されていない部分の青色用塗膜37が選択的に除去されて、緑色有機発光層37Gが緑色用陽極30G上に残る。
【0123】
次に、図13(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。
【0124】
まず、陰極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着法により、各色の有機発光層31R、34B、37Gの上にアルミニウムとリチウムとの合金膜(Al−Li膜)を厚さ約50nm程度に選択的に形成する。次いで、そのAl−Li膜の上に、上記と同じシャドウマスクを使用する電子ビーム蒸着法によりアルミニウム膜を厚さ約250nm程度に選択的に形成する。そして、上記のAl−Li膜とアルミニウム膜との積層膜を、赤色用陰極38R、青色用陰極38B、緑色用陰極38Gとして使用する。
【0125】
ここまでの工程により、本実施形態に係る有機EL素子が完成する。この有機発光素子は、ボトムエミッション型であり、更に赤色有機発光層31R、青色有機発光層34B、緑色有機発光層37Gが形成されているので、フルカラー表示が可能となる。
【0126】
本実施形態によれば、第1〜第3の実施形態と異なり、基板1上の各陽極30R〜30Gを発熱させるのではなく、それらに対向して設けられた導体パターン30を電磁誘導により所望の温度に発熱させ、各色用の塗膜31、34、37を選択的に加熱する。このように、陽極30R〜30Gは、各塗膜31、34、37を加熱する役割を担わないので、それらの形状や大きさ、材料等に制限が生じず、各陽極30R〜30Gの設計の自由度が大きく、それらを思いのままの形状に設計することができる。
【0127】
よって、第2〜第3実施形態のようにITOよりなる各陽極30R〜30Gの側壁に導体膜や磁性導電膜を形成すること無しに、それらの上に有機発光層31R、34B、37Gを形成することができるようになる。
【0128】
また、陽極30R〜30Gと陰極との形成順序も逆にすることができ、陽極30R〜30Gの代わりに陰極を先に基板1上に形成することもできる。
【0129】
しかも、加熱温度は、第1〜第3の励磁周波数のみを変えることにより所望に制御することができ、温度設定が容易となる。
【0130】
更に、導体パターン30が形成された加熱用基板32は、何度も使用することができるので経済的である。
【0131】
そして、各塗膜31、34、37における加熱領域の境界、すなわち、導体パターン30の縁部が当接する部位を高精度に決める必要が無いので、導体パターン30と陽極30R〜30Gとの位置合わせが容易であり、その位置合わせを実行する装置として簡便なものを使用できる。
【0132】
なお、上記では、各色の有機発光層31R、34B、37Gを基板1の上方に間隔を置いて交互に形成したが、本実施形態はこれに限られない。例えば、基板1を色毎に三つの領域に分け、各領域にその色の有機発光層を集積形成することで、エリアカラーも実現することができる。
【0133】
(5)第5の実施の形態
次に、本発明の第5の実施の形態に係る有機EL素子の製造方法について説明する。
【0134】
上記第1〜第4実施形態では、有機発光層用の塗膜をスピンコートにより形成した。本実施形態では、これに代えて、印刷法により有機発光層用の塗膜を形成する。
【0135】
最初に、図15(a)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、陰極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着により、ガラス等の絶縁体よりなる基板1上に、アルミニウム合金よりなる赤色用陰極40Rを厚さTHに形成する。厚さTHは、アルミニウムの蒸着時間を調節することにより任意に制御可能である。
【0136】
次いで、上記のシャドウマスクを横方向に1ピッチだけずらし、電子ビーム蒸着により、基板1上にアルミニウムよりなる青色用陰極40Bを厚さTHに形成する。更に、このシャドウマスクを横方向にもう1ピッチだけずらし、電子ビーム蒸着により、基板1上にアルミニウムよりなる緑色用陰極40Gを厚さTHに形成する。
【0137】
このように、各陰極40R〜40Gに対して一つのシャドウマスクを共通に使用すると共に、アルミニウムの蒸着時間を陰極40R〜40G毎に変えることで、電極の厚みを陰極40R〜40G毎に変えることができる。
【0138】
次に、図15(b)に示すように、オフセット印刷用の平版45を用意し、その平版45の印刷面上に、塗布装置を使用して赤色有機発光層用の塗布液46を塗布する。塗布液46としては、例えば、既述したポリpフェニレンビニレン(PPV)のスルホニウム塩高分子中のベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換したPPV誘導体の前駆体を既述の溶媒中に溶かしたものがある。
【0139】
なお、平版45の印刷面には、赤色用陰極40Rに対応した凸部45aが形成されている。
【0140】
続いて、この平版45の印刷面を基板1に押圧することにより、塗布液46を赤色用陰極40R上に選択的に印刷する。印刷が終了後、図15(c)に示すように、赤色用陰極40R上の塗布液46を乾燥させて、赤色用塗膜41(不溶化温度T1)とする。
【0141】
その後、上記と同様の印刷工程を青色用陰極40Bと緑色用陰極40Gに対しても行うことで、図16(a)に示すように、これらの陰極40B、40G上に青色用塗膜42(不溶化温度T2)と緑色用塗膜43(不溶化温度T3)を選択的に印刷する。このうち、青色用塗膜42の塗布液としては、例えば、ポリパラフェニレン(ppp)の前駆物質を既述の溶媒に溶解したものが使用される。また、緑色用塗膜43の塗布液としては、例えば、既述したポリpフェニレンビニレン(PPV)の前駆体であるスルホニウム塩高分子を既述の溶媒に溶解したものが使用される。
【0142】
次に、図16(b)に示す断面構造を得るまでの工程について説明する。まず、各塗膜41〜43を加熱して不溶化すべく、既述の交番磁界発生部(図3参照)により交番磁界Bを発生させ、各陰極40R〜40Gをその交番磁界Bに曝すことで、各陰極40R〜40Gを電磁誘導により一括して発熱させる。ここで、塗膜41〜43の不溶化温度T1〜T3は通常は塗膜毎に異なるので、各陰極40R〜40Gを同じ温度に発熱させる訳にはいかず、不溶化温度T1〜T3に応じて個々の陰極40R〜40Gの発熱温度を変える必要がある。なお、不溶化温度T1〜T3の中の最高温度以上に全ての陰極40R〜40Gを発熱させることも考えられるが、これでは、その最高温度以下で不溶化する塗膜が過度に加熱されてその特性が劣化してしまうので好ましくない。
【0143】
そこで、本実施形態では、陰極40R〜40Gが導電体(アルミニウム合金)よりなり、その発熱量がその厚さに依存する(第1実施形態の式(2)参照)ことに着目し、陰極40R〜40Gの形成工程(図15(a))において、陰極40R〜40Gの各々の厚さTH〜THを塗膜41〜43の不溶化温度T1〜T3に応じて変えるようにする。
【0144】
第1実施形態の式(2)によれば、発熱量Prは厚さの3乗に比例しているので、不溶化温度が低い塗膜の陰極の厚さを薄くし、不溶化温度が高い塗膜の陰極の厚さを厚くすればよいことになる。
【0145】
例えば、不溶化温度がT1<T2<T3の場合は、各陰極40R〜40GをそれぞれTH<TH<THとすることで、各々の塗膜41〜43を過剰に加熱すること無しに、最適な温度で不溶化することができる。
【0146】
この工程により、各塗膜41〜43は不溶化され、それぞれ赤色有機発光層41R、青色有機発光層42B、及び緑色有機発光層43Gとなる。各色の有機発光層41R、42B、43Gは、印刷法により各陰極40R〜40G上に予め選択的に印刷されているので、不溶化されていない塗膜を除去する工程をこの後に行う必要は無い。
【0147】
次に、図16(c)に示すように、陽極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着法により、各有機発光層41R、42B、43Gの上に透明導電膜としてITO膜を約80nmの厚さに選択的に形成し、それらを赤色用陽極44R、青色用陽極44B、及び緑色用陽極44Gとする。
【0148】
本実施形態によれば、印刷法により、各色用の陰極40R〜40G上に各色用の塗膜41〜43を選択的に印刷するので、第1〜第4実施形態のように各色の塗膜毎に不溶化工程を行う必要がなく、1回の不溶化工程で全ての塗膜41〜43を一括して不溶化することができるので、プロセスの煩雑化が防止される。
【0149】
しかも、塗膜41〜43の不溶化温度に応じて各陰極40R〜40Gの厚さを変えることで、電磁誘導における各陰極40R〜40Gの発熱量を異ならせることができるため、塗膜41〜43がそれぞれに最適な温度で不溶化され、それらを過剰に加熱してその特性を劣化させてしまうのを防ぐことができる。
【0150】
なお、上記では、陰極40R〜40Gとして非磁性金属であるアルミニウムを使用したが、これに代えて、Fe、Co、Ni、Gd、及びTb等の磁性金属を使用してもよい。その場合は、陰極の総発熱量はヒステリシス損失によるもの(Ph)と抵抗損失によるもの(Pr)との和になるが、Phが陰極の体積に依存する(第1実施形態の式(1))ことから、結局Phも陰極の厚さに依存すると言える。よって、陰極40R〜40Gとして上述のような磁性金属を使用する場合であっても、その厚さを塗膜41〜43毎に変えることで上記の利点を得ることができる。
【0151】
更に、上記では塗膜40R〜40Gの不溶化温度に応じて陰極40R〜40Gの厚さを個別に変えたが、第1実施形態の式(1)、(2)によれば、厚さの他に、陰極の材料、面積、等を変えてもよいことが分かる。
【0152】
なお、本実施形態においては、塗膜41〜43を加熱して各色の有機発光層41R、42B、43Gにしてから各陽極44R〜44Gを形成したが、本実施形態はこれに限られない。例えば、各塗膜41〜43を形成し、その上に各陽極44R〜44Gを形成した後に、塗膜41〜43を加熱して有機発光層41R、42B、43Gにしてもよい。
【0153】
(6)その他の実施の形態
第1実施形態の式(1)、(2)により、励磁周波数が高いほど電磁誘導による発熱量が大きくなるのが理解される。よって、大きな発熱量が望ましい場合は、励磁周波数を高くすることで対応すればよいことになる。
【0154】
しかしながら、高い励磁周波数を発生するには、高価な交番磁界発生部を必要とし、しかもその交番磁界発生部の回路構成が煩雑になり、更には周辺に高周波の交番磁界が漏れ出して周囲の電子機器に悪影響を及ぼす恐れがある。
【0155】
そこで、上述の第1〜第5実施形態においては、電磁誘導による加熱を行う前やその最中に、補助加熱手段を用いて、電極を予め室温よりも高い温度に加熱するのが好ましい。
【0156】
そのような補助加熱手段としては、例えば、図17(a)に示すような抵抗加熱を利用したホットプレート50がある。そのホットプレート50上に基板1を載置することで、基板1とその上の電極(不図示)を約100℃程度に加熱する。
【0157】
或いは、ホットプレートに代えて、図17(b)に示すように、レーザ加熱やランプ加熱により電極を加熱してもよい。
【0158】
そのような補助加熱手段を使用することで、高周波の交番磁界を使用しなくとも電極を所望の温度にまで加熱することができる。
【0159】
【実施例】
以下、本発明者が実際に行った実施例について説明する。
【0160】
(1)第1実施例
本実施例は、既述の第1実施形態を単純マトリックスの二色エリアカラーの表示装置に適用したものである。
【0161】
まず、図18の平面図に示すように、帯状の第1陰極2と第2陰極3とが電気的に接続してなるデータバスライン60を基板1上に間隔を置いて複数形成した。基板1としては、平面サイズが30mm×30mmの正方形のガラス基板を使用した。また、データバスライン60の幅は30μmとし、それを10μmの間隔を隔てながら全部で200本形成した。
【0162】
図18のI−I線断面図とII−II線断面図をそれぞれ図19(a)、(b)に示す。
【0163】
図19(a)に示すように、第2陰極3は既述の磁性導電膜3aと被覆膜3bとの二層構造を有する。磁性導電膜3aは、シャドウマスクを使用する電子ビーム蒸着により形成され、その厚さを250nmとし、その材料としてパーマロイ(40Ni−60Fe)を使用した。また、被覆膜3bとして厚さが30nmのAl層を使用した。
【0164】
一方、図19(b)に示す第1陰極2としては、厚さが300nmのAl層を使用した。この第1陰極2と被覆層3bとは、同一のシャドウマスクを使用する電子ビーム蒸着により形成された。
【0165】
次に、図20に示す平面構造を得るまでの工程について説明する。まず、ポリpフェニレンビニレン(PPV)誘導体の前駆体であるスルホニウム塩高分子(不溶化温度:150〜300℃)を水に溶解してなる塗布液をスピンコートにより厚さ120nmに全面に形成した後、それを窒素の雰囲気中30℃で30分間乾燥させ、第1塗膜とした。
【0166】
その後、既述の第1不溶化工程を行い、第1陰極2上の第1塗膜を選択的に不溶化して、第1有機発光層4aとした。この第1有機発光層4aは、−[C−CH(SEtBr)CH−なる高分子により構成され、黄緑色に発光するものである。
【0167】
この第1不溶化工程は、大気圧の窒素雰囲気中で行われ、交番磁界発生部(図3参照)のコイル8に100kHzの交流電流を流し、100kHzの交番磁界Bを発生させ、第1陰極2を約200℃に加熱した。
【0168】
その後、全体を水に浸し、不溶化されていない部分の第1塗膜を除去した。
【0169】
なお、図20のI−I線断面図及びII−II線断面図は、それぞれ図21(a)、(b)の通りである。
【0170】
次に、図22に示す平面構造を得るまでの工程について説明する。まず、上記PPV誘導体の前駆体におけるベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換したものを水に溶解してなる塗布液をスピンコートにより厚さ120nmに全面に形成した後、それを窒素の雰囲気中30℃で30分間乾燥させ、第2塗膜(不溶化温度:50〜150℃)とした。
【0171】
その後、既述の第2不溶化工程を行い、第2陰極3上の第2塗膜を選択的に不溶化し、第2有機発光層5aとした。この第2有機発光層5aは、−[C(OC−CH(SEtBr)CH−なる高分子により構成され、赤橙色の光を発光するものである。
【0172】
この第2不溶化工程においては、既述の第1不溶化工程と同じ交番磁界発生部を使用し、コイル8(図3参照)への入力電流の周波数を10kHz、そのパワーを100wとして、大気圧の窒素雰囲気中で第2陰極3を80℃に加熱した。
【0173】
その後、全体を水に浸し、不溶化されていない部分の第2塗膜を除去した。
【0174】
なお、図22のI−I線断面図及びII−II線断面図は、それぞれ図23(a)、(b)のようになる。
【0175】
次に、図24の平面図に示すように、陽極形状の開口が形成されたシャドウマスク(不図示)を使用する電子ビーム蒸着により、ITOを厚さ約80nmに形成し、幅30μmの帯状の走査バスライン(陽極)61とする。その走査バスライン61は、データバスライン60と直交する方向に延在し、10μmの間隔を置きながら全部で120本形成された。
【0176】
以上により、本実施例に係る有機EL表示装置が完成する。この表示装置は、第1陰極2が配列された領域では黄緑色に発光し、第2陰極3が配列された領域では赤橙色に発光する、二色エリアカラーのトップエミッション型の表示装置である。
【0177】
(2)第2実施例
本実施例は、記述の第4実施形態を単純マトリックス型の二色エリアカラーの表示装置に適用したものである。
【0178】
まず、図26の平面図に示すように、第1実施形態と同じ基板1の全面にITOを厚さ150nmに形成し、それをフォトリソグラフィによりパターニングして、帯状の走査バスライン65(陽極)を幅30μmに形成した。この走査バスライン65の上半分は赤色用陽極30Rとして機能し、下半分は緑色用陽極30Gとして機能する。このバスライン65は、10μmの間隔を置いて220本形成された。
【0179】
なお、図26のI−I線断面図とII−II線断面図は、それぞれ図27(a)、(b)のようになる。
【0180】
次いで、図28の平面構造を得るまでの工程について説明する。まずポリpフェニレンビニレン(PPV)の前駆体であるスルホニウム塩高分を水に溶解してなる塗布液をスピンコートにより厚さ120nmに全面に形成した後、それを窒素の雰囲気中30℃で30分間乾燥させ、緑色用塗膜37(不溶化温度:150〜300℃)とした。
【0181】
また、これと共に、図29に示す加熱用基板32を用意した。この加熱用基板32としてはガラス基板を使用し、不図示のシャドウマスクを用いる電子ビーム蒸着により、加熱用基板32の表面上にアルミニウムよりなる厚さ1μmの導体パターン33を形成した。この導体パターン33は、走査バスライン65(図26参照)の下半分、すなわち緑色用陽極30Gと同じパターン形状を有する。
【0182】
次に、この加熱用基板32と基板1とを対向させ、その後それぞれの導体パターン33と緑色用陽極30Gとを位置あわせした後、導体パターン33を緑色用塗膜37に当接させる。当接後の図29のI−I線断面図とII−II線断面図は、それぞれ図30(a)、(b)のようになる。なお、この図30(a)、(b)は、それぞれ図28のI−I線断面図及びII−II線断面図にも対応する。
【0183】
その後、第1実施例で使用したのと同じ交番磁界発生部(図3参照)を使用し、そのコイル8に100kHz、100Wの交流電流を流し、100kHzの交番磁界Bを発生させた。そして、大気圧の窒素雰囲気中で導体パターン33をこの交番磁界Bに曝すことにより、電磁誘導により導体パターン33を200℃に約30分間加熱した。
【0184】
その結果、導体パターン33と対向する緑色用陽極30G上の緑色用塗膜37が選択的に加熱され不溶化し、緑色有機発光層37Gとなる。なお、この緑色有機発光層37Gは、−[C−CH(SEtBr)CH−なる高分子により構成されるものである。
【0185】
その後、全体を水に浸し、不溶化されていない部分の緑色用塗膜37を除去した。
【0186】
これにより、図31の平面図に示すように、緑色用陽極30G上にのみ緑色有機発光層37Gが残ることになる。なお、図31のI−I線断面図及びII−II線断面図は、それぞれ図32(a)、(b)のようになる。
【0187】
次いで、図33に示す平面構造を得るまでの工程について説明する。まず、PPVの中間体におけるベンゼン環の2、5位をエトキシ基で置換したPPVの誘導体であるスルホニウム塩高分子を水に溶解してなる塗布液をスピンコートにより厚さ120nmに全面に形成した後、それを窒素の雰囲気中30℃で30分間乾燥させ、赤色用塗膜(不溶化温度:50〜150℃)とした。
【0188】
その後、上記と同じ交番磁界発生部を使用し、コイル8(図3参照)への入力電流の周波数を10kHz、そのパワーを100wとして、導体パターン33を80℃に約30分間加熱した。これにより、赤色用陽極30R上の赤色用塗膜が選択的に不溶化され、赤色有機発光層31Rとなった。なお、この赤色有機発光層31Rは、−[C(OC−CH(SEtBr)CH−なる高分子により構成されるものである。
【0189】
その後、全体を水に浸し、不溶化されていない部分の赤色用塗膜を除去した。
【0190】
なお、図33のI−I線断面図及びII−II線断面図は、それぞれ図34(a)、(b)のようになる。
【0191】
次に、図35の平面構造を得るまでの工程について説明する。まず、データバスライン形状の開口が形成されたシャドウマスクを使用する蒸着法により、基板1上と各発光層37G、31R上とにアルミニウムとリチウムとの合金膜(Al−Li膜)を厚さ約50nm程度に選択的に形成した。次いで、そのAl−Li膜の上に、上記と同じシャドウマスクを使用する蒸着法によりアルミニウム膜を厚さ約250nm程度に選択的に形成した。そして、上記のAl−Li膜とアルミニウム膜との積層膜をデータバスライン(陰極)66として使用した。このデータバスライン66は、幅が約30μmであり、走査バスライン65と直交する方向に延在して、10μmの間隔を置きながら全部で120本形成された。
【0192】
なお、図35のI−I線断面図とII−II線断面図は、それぞれ図36(a)、(b)のようになる。
【0193】
以上により、本実施例に係る有機EL表示装置が完成する。この表示装置は、緑色用陽極30G配列された領域では黄緑色に発光し、赤色用陽極30Rが配列された領域では赤橙色に発光する、二色エリアカラーのボトムエミッション型の表示装置である。
【0194】
以下に、本発明の特徴を付記する。
【0195】
(付記1) 絶縁性基板上に電極を形成する工程と、
有機発光層用の塗膜を前記電極上と前記絶縁性基板上とに形成する工程と、
電磁誘導により前記電極を発熱させ、該発熱によって前記電極上の前記塗膜を選択的に加熱して不溶化する不溶化工程と、
前記不溶化工程後、前記塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記塗膜を有機発光層として前記電極上に残す工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。(1)
(付記2) 前記電極として、抵抗率が1mΩcm以下の非磁性導電膜又は該非磁性導電膜を含む積層膜を使用することを特徴とする付記1に記載の有機EL素子の製造方法。
【0196】
(付記3) 前記非磁性導電膜として、アルミニウム膜、アルミニウム合金膜、マグネシウム膜、及びマグネシウム合金膜のいずれかを使用することを特徴とする付記2に記載の有機EL素子の製造方法。
【0197】
(付記4) 前記電極として、磁性導電膜又は該磁性導電膜を含む積層膜を使用することを特徴とする付記1に記載の有機EL素子の製造方法。
【0198】
(付記5) 前記磁性導電膜として、鉄族元素、希土類元素、及び磁性金属酸化物のいずれかよりなる膜を使用することを特徴とする付記4に記載の有機EL素子の製造方法。
【0199】
(付記6) 前記磁性金属酸化物として、EuO又はCrOを使用することを特徴とする付記5に記載の有機EL素子の製造方法。
【0200】
(付記7) 前記電極を形成する工程は、
前記絶縁性基板上に透明導体パターンを形成する工程と、
前記透明導体パターンの上面よりも小さいレジストパターンを該透明導体パターンの上面上に形成する工程と、
前記レジストパターンが残存する状態で前記透明導体パターンをめっき液に浸し、めっきにより、前記透明導体パターンの側壁と上面の縁部とに導電膜を形成して、該導電膜と前記導体パターンとを前記電極として使用する工程と、
前記レジストパターンを除去する工程とを有すると共に、
前記絶縁性基板として光学的に透明なものを使用することを特徴とする付記1に記載の有機EL素子の製造方法。
【0201】
(付記8) 前記電極を形成する工程は、
前記絶縁性基板上に透明導電膜を形成する工程と、
前記透明導電膜上にレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクに使用しながら前記透明導電膜をエッチングして透明導体パターンにする工程と、
前記レジストパターンが残存する状態で前記透明導体パターンをめっき液に浸し、めっきにより前記透明導体パターンの側壁に導電膜を形成して、該導電膜と前記透明導体パターンとを前記電極として使用する工程と、
前記レジストパターンを除去する工程とを有すると共に、
前記絶縁性基板として光学的に透明なものを使用することを特徴とする付記1に記載の有機EL素子の製造方法。
【0202】
(付記9) 絶縁性基板上に電極を形成する工程と、
有機発光層用の塗膜を前記電極上と前記絶縁性基板上とに形成する工程と、
前記電極と対向する導体パターンを前記塗膜に近接若しくは当接させる工程と、
前記導体パターンを電磁誘導により発熱させ、該発熱によって該導体パターンに対向する前記電極上の前記塗膜を選択的に加熱して不溶化する不溶化工程と、
前記不溶化工程後、前記塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記塗膜を有機発光層として前記電極上に残す工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。(2)
(付記10) 前記導体パターンを前記塗膜に近接若しくは当接させる工程において、前記導体パターンを前記塗膜に対し前記電極の短辺幅以下の距離に近接させることを特徴とする付記9に記載の有機EL素子の製造方法。
【0203】
(付記11) 前記不溶化工程の最中又はその前に、補助加熱手段を用いて、前記電極を室温よりも高い温度に加熱することを特徴とする付記1乃至付記10のいずれかに記載の有機EL素子の製造方法。
【0204】
(付記12) 前記補助加熱手段として、ホットプレート、レーザ加熱、及びランプ加熱のいずれかを使用することを特徴とする付記11に記載の有機EL素子の製造方法。
【0205】
(付記13) 前記不溶化工程を真空中又は不活性ガスの雰囲気中で行うことを特徴とする付記1乃至付記12のいずれかに記載の有機EL素子の製造方法。
【0206】
(付記14) 絶縁性基板上に電極を形成する工程と、
有機発光層用の塗膜を前記電極上に選択的に印刷する工程と、
前記電極を電磁誘導により発熱させ、該発熱によって前記電極上の前記塗膜を加熱して有機発光層にする工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。(3)
(付記15) 絶縁性基板上に第1電極を形成する工程と、
電磁誘導の際に前記第1電極よりも高温に発熱する第2電極を前記絶縁性基板上に形成する工程と、
第1有機発光層用の第1塗膜を前記第1電極上に選択的に印刷する工程と、
前記第1塗膜よりも不溶化温度が高い第2有機発光層用の第2塗膜を前記第2電極上に選択的に印刷する工程と、
前記第1電極及び前記第2電極に対して電磁誘導により、前記第1電極よりも高温に前記第2電極を発熱させ、該発熱によって前記第1電極上の前記第1塗膜を加熱して第1有機発光層にすると共に、前記第2電極上の前記第2塗膜を加熱して第2有機発光層にする工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。
【0207】
(付記16) 第1電極を絶縁性基板上に形成する工程と、
第1の励磁周波数に対しては前記第1電極よりも低温に発熱し、第2の励磁周波数に対しては前記第1電極よりも高温に発熱する第2電極を前記絶縁性基板上に形成する工程と、
第1有機発光層用の第1塗膜を前記第1電極上、前記第2電極上、及び前記絶縁性基板上に形成する工程と、
前記第1の励磁周波数の磁界中に前記絶縁性基板を置いて電磁誘導により前記第1電極を前記第2電極よりも高温に発熱させ、該発熱によって前記第1電極上の前記第1塗膜を加熱して選択的に不溶化する第1不溶化工程と、
前記第1不溶化工程後、前記第1塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記第1塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記第1塗膜を前記第1有機発光層として前記第1電極上に残す工程と、
第2有機発光層用の第2塗膜を前記第2電極上、前記第1有機発光層上、及び前記絶縁性基板上に形成する工程と、
前記第2の励磁周波数の磁界中に前記絶縁性基板を置いて電磁誘導により前記第2電極を前記第1電極よりも高温に発熱させ、該発熱によって前記第2電極上の前記第2塗膜を加熱して選択的に不溶化する第2不溶化工程と、
前記第2不溶化工程後、前記第2塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記第2塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記第2塗膜を前記第2有機発光層として前記第2電極上に残す工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。
【0208】
(付記17) 前記第1電極及び前記第2電極として共に磁性導電膜と非磁性導電膜との積層膜を使用し、且つ、前記第1電極における前記非磁性導電膜の厚さを前記第2電極における前記非磁性導電膜の厚さよりも厚くすることを特徴とする付記16に記載の有機EL素子の製造方法。
【0209】
(付記18) 絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に形成された陰極と、
前記陰極上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層上に形成された陽極と、
を備え、
前記陰極が、磁性導電膜又は該磁性導電膜を含む積層膜からなることを特徴とする有機EL素子。(4)
(付記19) 絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に形成された透明導体パターンと、
前記透明導体パターンの側壁に形成されて該透明導体パターンと共に陽極を構成する導電膜と、
前記陽極上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層上に形成された陰極と、
を備えたことを特徴とする有機EL素子。
【0210】
(付記20) 前記導電膜が、前記透明導体パターンの前記側壁の他に、該透明導体パターンの上面の縁部にも形成されたことを特徴とする付記19に記載の有機EL素子。
【0211】
(付記21) 付記18乃至付記20のいずれかに記載の前記有機EL素子を複数配列してなる有機EL表示装置。(5)
【0212】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、電磁誘導により電極を加熱することで電極上の塗膜を不溶化して有機発光層にし、その後、不溶化されていない部分の塗膜を溶解して除去するので、有機発光層を電極上に選択的に形成することができ、従来例のようにレジストを使用して有機発光層をパターニングする必要が無い。
【0213】
そのような電磁誘導においては、絶縁体よりなる絶縁基板は加熱されないので、絶縁基板が熱により変形する恐れが無い。また、電極が電磁誘導用の磁界に曝された時点からすぐさま加熱を開始することができるので、加熱に時間的な遅延が伴わない。更に、加熱の具合が実質的に磁界と電極との相互作用によってのみ定まるので、電極を再現性良く加熱することができる。
【0214】
なお、電極として、磁性導電膜又は該磁性導電膜を含む積層膜を使用すると、磁性導電膜のキュリー温度を境にして電極の温度上昇が鈍るので、電極の温度コントロールが容易となる。
【0215】
更に、透明導体パターンとその側壁の導電膜により電極を構成し、その導電膜を電磁誘導により発熱させることで、電極上の塗膜を不溶化して有機発光層にしても良い。この場合は、絶縁性基板として光学的に透明なものを使用することで、ボトムエミッション型の有機EL素子を作製することができる。
【0216】
また、このように透明導体パターンの側壁に導電膜を形成することで電極を低抵抗化することもできる。
【0217】
上記のような導電膜を透明導体パターンの側壁に形成する場合、該透明導体パターンの上面よりも小さいレジストを該上面上に形成することで、めっきにより、透明導体パターンの上面の縁部と側壁とに確実に導電膜を形成することができる。
【0218】
或いは、透明導体パターンをパターニングするのに使用されたレジストを導電膜用のめっきレジストとして使用することで、プロセスの煩雑化を防ぐことができる。
【0219】
また、電極を電磁誘導により加熱するのではなく、その電極に対向する導体パターンを塗膜に当接若しくは近接させ、その導体パターンを電磁誘導により加熱して塗膜を不溶化することで、電極の設計に制約が無くなり、電極を思いのままに設計することができる。
【0220】
更に、電極の上に塗膜を選択的に印刷しても、レジストを使用して塗膜をパターニングする必要が無くなる。
【0221】
また、第1電極と、第1の励磁周波数に対しては第1電極よりも低温に発熱し、第2の励磁周波数に対しては第1電極よりも高温に発熱する第2電極とを形成することで、異なる色を発光する第1、第2有機発光層を第1、第2電極上に自己整合的に塗り分けることができる。
【0222】
なお、上記いずれの発明においても、電磁誘導で塗膜を不溶化する工程の最中に、補助加熱手段を用いて電極を予め室温よりも高い温度に加熱することで、高い周波数の交番磁界を使用しなくても電極を所望の温度にまで加熱することができる。
【0223】
また、そのように塗膜を不溶化する工程を、真空中又は不活性ガスの雰囲気中で行うことで、有機発光層が酸素や水に触れてその特性が劣化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図2】本発明の第1の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図3】本発明の各実施形態で使用される交番磁界発生部の構成図である。
【図4】本発明の第1の実施の形態における、第1陰極及び第2陰極の各発熱量と、励磁周波数との関係について示すグラフである。
【図5】本発明の第2の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図6】本発明の第2の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図7】本発明の第2の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その3)である。
【図8】本発明の第3の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図9】本発明の第3の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図10】本発明の第4の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図11】本発明の第4の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図12】本発明の第4の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その3)である。
【図13】本発明の第4の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その4)である。
【図14】本発明の第4の実施の形態で使用される加熱用基板の別の例を示す断面図である。
【図15】本発明の第5の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図16】本発明の第5の実施の形態に係る有機EL素子の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図17】本発明のその他の実施の形態に係る補助加熱手段について示す断面図である。
【図18】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その1)である。
【図19】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図20】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その2)である。
【図21】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図22】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その3)である。
【図23】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その3)である。
【図24】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その4)である。
【図25】本発明の第1実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その4)である。
【図26】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その1)である。
【図27】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その1)である。
【図28】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その2)である。
【図29】本発明の第2実施例で使用される加熱用基板の平面図である。
【図30】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その2)である。
【図31】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その3)である。
【図32】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その3)である。
【図33】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その4)である。
【図34】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その4)である。
【図35】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す平面図(その5)である。
【図36】本発明の第2実施例に係る有機EL表示装置の製造工程について示す断面図(その5)である。
【符号の説明】
1・・・基板、2・・・第1陰極、3・・・第2陰極、3a・・・磁性導電膜、3b・・・被覆膜、4・・・第1塗膜、4a・・・第1有機発光層、5・・・第2塗膜、5a・・・第2有機発光層、6・・・第1陽極、7・・・第2陽極、8・・・コイル、10・・・第1透明導体パターン、11・・・第2透明導体パターン、12・・・非磁性導電膜、13・・・第1陽極、14、15・・・レジストパターン、16・・・磁性導電膜、17・・・第2陽極、18・・・第1塗膜、18a・・・第1有機発光層、19・・・第2塗膜、19a・・・第2有機発光層、20・・・第1陰極、21・・・第2陰極、22・・・透明導体パターン、23・・・レジストパターン、24・・・導電膜、25・・・陽極、26・・・塗膜、26a・・・有機発光層、27・・・陰極、30R・・・赤色用陽極、30B・・・青色用陽極、30G・・・緑色用陽極、31・・・赤色用塗膜、31R・・・赤色有機発光層、32・・・加熱用基板、33・・・導体パターン、34・・・青色用塗膜、34B・・・青色有機発光層、37・・・緑色用塗膜、37G・・・緑色有機発光層、38R・・・赤色用陰極、38B・・・青色用陰極、38G・・・緑色用陰極、36・・・緩衝膜、40R・・・赤色用陰極、40B・・・青色用陰極、40G・・・緑色用陰極、41・・・赤色用塗膜、41R・・・赤色有機発光層、42・・・青色用塗膜、42B・・・青色有機発光層、43・・・緑色用塗膜、43G・・・緑色有機発光層、44R・・・赤色用陽極、44B・・・青色用陽極、44G・・・緑色用陽極、50・・・ホットプレート、60、66・・・データバスライン、61、65・・・走査バスライン、70・・・励磁回路。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an organic EL (electro luminescence) element, a method of manufacturing the same, and an organic EL display device in which a plurality of organic EL elements are arranged.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an organic EL element has attracted attention as a light-emitting element that emits visible light and can be driven at a low voltage. The organic EL element also has an advantage that it can be manufactured by a simple manufacturing process as compared with a conventional inorganic EL element.
[0003]
In addition, a display device using an organic EL element has no viewing angle dependency, has a high response speed, and does not require a backlight, as compared with a liquid crystal display device that has been widely used in the past. Therefore, there is an advantage that the weight can be reduced. Further, since the organic EL element is a solid-state element, it has an advantage of being resistant to impact.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, as the organic light emitting layer of the above-mentioned organic EL device, for example, a polymer material doped with a dye is used, which is usually formed by a spin coating method.
[0005]
However, when the organic light emitting layer is formed by the spin coating method as described above, it is necessary to pattern the organic light emitting layer for each electrode after the application, and when a resist for patterning is applied on the organic light emitting layer, the organic light emitting layer is formed. The light-emitting layer and the resist are mixed with each other, so that the organic light-emitting layer cannot be patterned as desired. Further, there is also a disadvantage that the organic light emitting layer is damaged by the ultraviolet light for exposure. These inconveniences are a major obstacle to realizing the formation of the organic light emitting layer by spin coating.
[0006]
The present invention has been made in view of the problems of the related art, and provides a method of manufacturing an organic EL element, an organic EL element, and an organic EL display device that can pattern an organic light emitting layer without using a resist. The purpose is to:
[0007]
[Means for Solving the Problems]
The above-described problem is a step of forming an electrode on an insulating substrate, a step of forming a coating film for an organic light emitting layer on the electrode and the insulating substrate, and causing the electrode to generate heat by electromagnetic induction, An insolubilizing step of selectively heating and insolubilizing the coating film on the electrode by the heat generation, and exposing the coating film to a liquid after the insolubilizing step to selectively dissolve the coating film in a non-insolubilized portion. And removing the insolubilized portion of the coating film as an organic light emitting layer on the electrode while removing the insolubilized portion on the electrode.
[0008]
Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
[0009]
According to the present invention, by heating an electrode using electromagnetic induction, a coating film on the electrode is selectively insolubilized to form an organic light emitting layer, and thereafter, a coating film of a non-insolubilized portion is selectively formed. , The organic light emitting layer can be selectively left on the electrode, and there is no need to pattern the coating film using a resist as in the conventional example.
[0010]
Further, by using the electromagnetic induction, the electrode made of a conductor can be selectively heated, while the temperature of the insulating substrate made of an insulator can be prevented from rising, so that the insulating substrate may be deformed by heat. There is no. Therefore, in the process after the formation of the organic light emitting layer, there is no need to take a design in consideration of misalignment due to thermal deformation of the insulating substrate.
[0011]
Moreover, by using electromagnetic induction, heating can be started immediately from the time when the electrodes are exposed to the magnetic field for electromagnetic induction, and there is no time delay in heating. Since the degree of heating is substantially determined only by the interaction between the magnetic field and the electrode, the electrode can be heated with good reproducibility.
[0012]
In particular, when a magnetic conductive film or a laminated film including the magnetic conductive film is used as an electrode and heat generation due to hysteresis loss is used, the temperature rise of the electrode becomes slow at the boundary of the Curie temperature of the magnetic conductive film. The Curie temperature can be a substantial upper limit of the temperature of the electrode, and the temperature control of the electrode becomes accurate.
[0013]
Further, the above-mentioned electrode, a step of forming a transparent conductor pattern on the insulating substrate, a step of forming a resist pattern smaller than the upper surface of the transparent conductor pattern on the upper surface of the transparent conductor pattern, The transparent conductive pattern is immersed in a plating solution in a state where the conductive pattern remains, and a conductive film is formed on the side wall and the edge of the upper surface of the transparent conductive pattern by electrolytic plating or electroless plating, and the conductive film and the conductive pattern are formed. May be formed by performing a step of using the above as the electrode and a step of removing the resist pattern.
[0014]
Then, the conductive film formed on the side wall of the transparent conductor pattern generates heat by electromagnetic induction, and the coating film on the electrode is insolubilized to become an organic light emitting layer. In this method, by using an optically transparent insulating substrate, light from the organic light emitting layer can be extracted to the outside of the device through the transparent conductor pattern and the insulating substrate. An organic EL device is provided.
[0015]
Further, by forming the conductive film on the side wall and the edge of the upper surface of the transparent conductive pattern in this way, the resistance of the electrode formed of the transparent conductive pattern and the conductive film is reduced.
[0016]
Alternatively, instead of such a method for forming an electrode, the above-mentioned electrode is formed on the insulating substrate by a step of forming a transparent conductive film; a step of forming a resist pattern on the transparent conductive film; Etching the transparent conductive film into a transparent conductor pattern while using as an etching mask, immersing the transparent conductor pattern in a plating solution in a state where the resist pattern remains, and side walls of the transparent conductor pattern by electrolytic plating. May be formed by performing a step of using the conductive film and the transparent conductor pattern as the electrode and a step of removing the resist pattern. Also in this case, an optically transparent substrate is used as the insulating substrate.
[0017]
According to this method, the resist formed for patterning the transparent conductor pattern is not removed, and plating is performed in a state where the resist remains to form a conductive film on the side wall of the transparent conductor pattern. A new forming step is not required.
[0018]
Alternatively, the above-described problems include a step of forming an electrode on an insulating substrate, a step of forming a coating film for an organic light-emitting layer on the electrode and the insulating substrate, and a conductor pattern facing the electrode. Bringing the conductive pattern close to or in contact with the coating film, and causing the conductive pattern to generate heat by electromagnetic induction, and selectively heating and insolubilizing the coating film on the electrode facing the conductive pattern by the heat generation. And after the insolubilizing step, exposing the coating film to a liquid, and selectively dissolving and removing the non-insolubilized portion of the coating film, and forming the insolubilized portion of the coating film as an organic light emitting layer as the electrode. And a method of manufacturing the organic EL device.
[0019]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0020]
According to the present invention, instead of causing the electrode on the insulating substrate to generate heat, the conductor pattern facing the electrode is brought into contact with or close to the coating film, and then the conductor pattern is heated by electromagnetic induction, thereby causing the electrode to generate heat. The coating is selectively heated to insolubilize it. As described above, since the electrode does not play the role of heating the coating film, the degree of freedom in designing the electrode is increased, and the electrode can be designed as desired.
[0021]
In any of the above inventions, the electrode may be heated to a temperature higher than room temperature using an auxiliary heating means during or before the insolubilization step. This allows the electrodes to be heated to a desired temperature by a lower frequency alternating magnetic field.
[0022]
Furthermore, in any of the above-mentioned inventions, performing the insolubilization step in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas can prevent the organic luminescent layer from being exposed to oxygen or water to deteriorate its characteristics.
[0023]
Alternatively, the above-described problems include a step of forming an electrode on an insulating substrate, a step of selectively printing a coating film for an organic light-emitting layer on the electrode, and causing the electrode to generate heat by electromagnetic induction. Heating the coating film on the electrode to form an organic light emitting layer.
[0024]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0025]
According to the present invention, since a coating film is formed on an electrode by printing, there is no need to pattern the coating film using a resist as in the related art.
[0026]
Alternatively, the above object is to form a first electrode on an insulating substrate,
Forming a second electrode, which generates heat at a higher temperature than the first electrode upon electromagnetic induction, on the insulating substrate; and selectively forming a first coating film for a first organic light emitting layer on the first electrode. Printing a second coating film for the second organic light emitting layer having a higher insolubilizing temperature than the first coating film on the second electrode; and printing the first electrode and the second coating film on the second electrode. The second electrode is heated at a higher temperature than the first electrode by electromagnetic induction with respect to the two electrodes, and the generated heat heats the first coating film on the one electrode to form a first organic light emitting layer. Heating the second coating film on the second electrode to form a second organic light emitting layer.
[0027]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0028]
According to the present invention, since the first and second coating films are formed on the first and second electrodes by printing, there is no need to pattern the first and second coating films using a resist as in the related art. .
[0029]
In addition, it is not necessary to separately perform the insolubilization step on the first and second coating films, and the first and second coating films can be collectively insolubilized in a single insolubilization step, thus complicating the process. Is prevented.
[0030]
Furthermore, since the amount of heat generated by the electromagnetic induction is made different between the first electrode and the second electrode, the first and second coating films are insolubilized at an optimum temperature for each of the first and second coating films.
[0031]
Alternatively, the above-described problem is caused by a step of forming a first electrode on an insulating substrate, and a step of generating heat at a lower temperature than the first electrode for a first excitation frequency and for generating a second excitation frequency. Forming a second electrode that generates heat at a higher temperature than the first electrode on the insulating substrate; and forming a first coating film for a first organic light emitting layer on the first electrode, the second electrode, and Forming on the insulating substrate, placing the insulating substrate in a magnetic field of the first excitation frequency, and causing the first electrode to generate heat at a higher temperature than the second electrode by electromagnetic induction; A first insolubilizing step of heating and selectively insolubilizing the first coating film on the first electrode, and after the first insolubilizing step, exposing the first coating film to a liquid to form a non-insolubilized portion of the first coating film. The first coating is selectively dissolved and removed, and the first coating of the insolubilized portion is removed. Leaving on the first electrode as the first organic light emitting layer, and forming a second coating film for the second organic light emitting layer on the second electrode, on the first organic light emitting layer, and on the insulating substrate. And placing the insulating substrate in a magnetic field of the second excitation frequency, causing the second electrode to generate heat at a higher temperature than the first electrode by electromagnetic induction, and generating heat on the second electrode. A second insolubilizing step of selectively insolubilizing the second coating film by heating the second coating film, and after the second insolubilizing step, exposing the second coating film to a liquid to remove a portion of the second coating film that is not insolubilized. Selectively dissolving and removing and leaving an insolubilized portion of the second coating film as the second organic light emitting layer on the second electrode. Solved by the way.
[0032]
Next, the operation of the present invention will be described.
[0033]
According to the present invention, the first electrode and the second electrode are formed on an insulating substrate. Among them, the second electrode generates heat at a lower temperature than the first electrode at the first excitation frequency and generates heat at a higher temperature than the first electrode at the second excitation frequency due to electromagnetic induction. By using such first and second electrodes, the first and second organic light-emitting layers emitting different colors are formed on the first and second electrodes while using a simple coating method such as spin coating. Painted in a self-aligned manner.
[0034]
In addition, a laminated film of a magnetic conductive film and a non-magnetic conductive film is used for both the first electrode and the second electrode, and the thickness of the non-magnetic conductive film in the first electrode is changed to the thickness of the non-magnetic film in the second electrode. By making the thickness greater than the thickness of the conductive film, the amount of heat generated by the first electrode and the second electrode can be made different depending on the excitation frequency.
[0035]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0036]
(1) First embodiment
First, steps required until a sectional structure shown in FIG.
[0037]
First, a resist mask (not shown) in which a cathode-shaped opening is formed is formed on a substrate 1 made of an insulator such as glass, and Fe, Co, Ni is formed by an electron beam evaporation method using the resist mask as a mask. , Gd, Tb, etc., are deposited on the substrate 1 and then the resist mask is removed to leave the magnetic metal as a cathode-shaped magnetic conductive film 3a on the substrate. The thickness of the magnetic conductive film 3a is about 50 to 500 nm. In addition, the magnetic conductive film 3a is not limited to the above-mentioned metals, and may be a film made of any of an iron group element, a rare earth element, and a magnetic metal oxide. Of these, EuO and CrO are used as magnetic metal oxides. 2 Etc.
[0038]
Next, using a shadow mask (not shown) in which a cathode-shaped opening is formed, a nonmagnetic conductive material such as an aluminum film is separately formed on a part of the substrate 1 and on the magnetic conductive film 3a by an electron beam evaporation method. A film is selectively formed to a thickness of about 20 to 1000 nm, the non-magnetic conductive film is used as the first cathode 2 and the coating film 3b, and a laminated film of the coating film 3b and the magnetic conductive film 3a is further formed. The second cathode 3 is used. As the nonmagnetic conductive film, any one of an aluminum alloy film, a magnesium film, and a magnesium alloy film may be used instead of the aluminum film.
[0039]
By using a metal having a small work function, such as aluminum, as the coating film 3b, a potential barrier for electron injection between the organic light emitting layer formed later thereon and the coating film 3b can be reduced. In addition, electrons can be efficiently injected from the second cathode 3 into the organic light emitting layer.
[0040]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
[0041]
First, a solution is prepared by dissolving the precursor of the organic light emitting layer in a solvent such as water or acetone, and the solution is spin-coated on the first cathode 2, the second cathode 3, and the substrate 1, Thereafter, the solvent component is dried to form a first coating film 4 for a first organic light emitting layer having a thickness of about 50 to 1000 nm.
[0042]
As such a first coating film 4, a film which becomes insoluble in a solvent when heated to a certain temperature (insolubilizing temperature) or higher is used. Hereinafter, the insolubilizing temperature of the first coating film 4 is defined as T1, and a sulfonium salt polymer which is a precursor of poly-p-phenylenevinylene (PPV) having an insolubilizing temperature T1 of about 150 to 300 ° C. is used as the above-described precursor. . This poly-p-phenylene vinylene becomes a yellow-green light emitting layer.
[0043]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, the first cathode 2 and the second cathode 3 are exposed to an alternating magnetic field B generated by the alternating magnetic field generator shown in FIG. The alternating magnetic field generator has an exciting circuit 70 and a coil 8 connected to the exciting circuit 70. The intensity of the alternating magnetic field B can be arbitrarily varied by changing the magnitude of the alternating current supplied by the exciting circuit 70. .
[0044]
When each of the cathodes 2 and 3 (FIG. 1 (c)) is exposed to the alternating magnetic field B, they generate heat by electromagnetic induction. The mechanism of the heat generation is caused by hysteresis loss and eddy current. It is divided into two types, one due to resistance loss.
[0045]
Heat generation due to hysteresis loss occurs when a magnetic metal (eg, an iron group element, an iron group element, and a rare earth element) or a magnetic metal oxide is placed in an alternating magnetic field. Is shown.
[0046]
Ph∝ (maximum magnetic flux density) 1.6 × (volume of magnetic metal) × (excitation frequency) ・ ・ ・ (1)
On the other hand, the loss due to the resistance loss occurs when an arbitrary conductor is placed in an alternating magnetic field, and the heat value Pr is represented by the following equation.
[0047]
Pr∝ (magnetic permeability) 2 × (conductivity) × (area of conductor) 2 × (thickness of conductor) 3 × (excitation frequency) 2 × (current flowing through coil 8) 2 ... (2)
Equation (2) is a result obtained when a cylindrical non-magnetic metal is placed in the coil 8 and the magnetic field inside the metal is approximated to be uniform. In this case, the shape of each of the cathodes 2 and 3 is a quadrangular prism, but the calorific value may be approximated by the equation (2).
[0048]
For magnetic metals, the sum of the above Ph and Pr is the total heating value, while for non-magnetic metals, Pr is the total heating value.
[0049]
In this case, since the first cathode 2 is made of aluminum which is a non-magnetic metal, its total heat generation P (1) Is the heat value Pr due to resistance loss (1) Is equal to
[0050]
On the other hand, since the second cathode 3 has the magnetic conductive film 3a made of a magnetic metal, the heat value Ph due to the hysteresis loss is generated. (2) And heat generation due to resistance loss Pr (2) Sum with (2) + Pr (2) Is the total heat value P (2) It becomes.
[0051]
Total calorific value P of each electrode (1) , P (2) Is as shown in FIG. P (1) Consists only of the amount of heat generated by resistance loss, and from equation (1), it consists only of the square of the excitation frequency. On the other hand, P (2) Includes the square of the excitation frequency in Equation (2) in addition to the square of the excitation frequency. Therefore, if parameters other than the excitation frequency in the equations (1) and (2) are appropriately set, P (1) And P (2) Has an intersection as shown in the figure, and the frequency f of the intersection 0 (Hereinafter referred to as a boundary frequency), the heat generated by each of the cathodes 2 and 3 is inverted, and one of the cathodes 2 and 3 generates heat more dominantly than the other.
[0052]
Utilizing such a property, in the step of FIG. 0 Higher first excitation frequency f 1 Is used, the first cathode 2 is heated to a temperature higher than T1 while suppressing the heating temperature of the second cathode 3 to a temperature lower than the insolubilizing temperature T1 of the first coating film 4 (first insolubilizing step). As a result, the first coating film 4 is selectively insolubilized on the first cathode 2 to become the first organic light emitting layer 4a, while the coating film 4 is not insolubilized on the second cathode 3.
[0053]
Therefore, when the first coating film 4 is exposed to a liquid such as water or acetone, the first organic light emitting layer 4a is selectively left on the first cathode 2 while the first organic light emitting layer 4a is selectively left on the first cathode 2, as shown in FIG. The coating film 4 will be removed.
[0054]
Since the first organic light emitting layer 4a deteriorates its characteristics when exposed to oxygen or moisture, the first insolubilization step (FIG. 1 (c)) is performed in a vacuum (at a pressure of about 0.1 Torr or less) or a nitrogen gas. It is preferably performed in an inert gas atmosphere (atmospheric pressure).
[0055]
Further, since Pr is proportional to the electrical conductivity as in the equation (2), in order to make the heat generation of the first cathode 2 dominant, the resistivity (the reciprocal of the electrical conductivity) of the material of the first cathode should be as small as possible. Preferably, it is smaller. Practically, it is preferable to use a nonmagnetic metal having a resistivity of 1 mΩcm or less for the first cathode 2.
[0056]
Further, it is preferable to use a frequency of the alternating magnetic field B of 3 kHz to 400 kHz. The reason why the upper limit of the frequency is set to 400 kHz is that at a frequency higher than this, radiated noise increases. The reason why the lower limit of the frequency is set to 3 kHz is that the heating efficiency (absorption of the magnetic flux in each of the cathodes 2 and 3) decreases at a lower frequency. As a general guide, it is preferable to use the heat generation Ph due to hysteresis loss at 10 kHz or less, and to use the heat generation Pr due to resistance loss at higher frequencies.
[0057]
Next, as shown in FIG. 2A, the second coating film is formed on the first organic light emitting layer 4 a, the second cathode 3, and the substrate 1 by using the same method as the formation method of the first coating film 4. 5 is formed. As the second coating film 5, similarly to the first coating film 4, a film which is insolubilized in a solvent when heated to a temperature higher than the insolubilization temperature is used. However, as the second coating film 5, a coating material whose insolubilizing temperature T2 is lower than the insolubilizing temperature T1 of the first coating film 4 (T2 <T1) is used. The reason will be described later. As such a precursor for the second coating film 5, for example, one obtained by substituting ethoxy groups at positions 2 and 5 of the benzene ring in a sulfonium salt polymer, which is a precursor of poly (p-phenylenevinylene) (PPV), is used. is there. This precursor has an insolubilizing temperature of about 50 to 150 ° C. and becomes a red-orange light emitting layer.
[0058]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, an alternating magnetic field B is generated by the aforementioned alternating magnetic field generator (see FIG. 3), and each of the cathodes 2 and 3 is exposed to the alternating magnetic field B.
[0059]
At this time, the excitation frequency f 0 Second excitation frequency f lower than (see FIG. 4) 2 Is used, the second cathode 3 is heated above T2 while the heating temperature of the first cathode 2 is kept lower than the insolubilizing temperature T2 of the second coating film 5, and the second cathode 3 on the second cathode 3 is heated. The coating film 5 is selectively insolubilized into a second organic light emitting layer 5a (second insolubilization step).
[0060]
By the way, since the first organic light emitting layer 4a is made of an organic substance, it is not preferable to heat the first organic light emitting layer 4a to a temperature higher than the insolubilization temperature T1 after insolubilization.
[0061]
Therefore, in the present embodiment, as described above, in order from the coating film having the higher insolubilizing temperature, that is, first, the first coating film 4 (insolubilizing temperature T1) is insolubilized into the first light emitting layer 4a, and then the second coating film is formed. 5 (insolubilization temperature T2 <T1). In this case, when the second coating film 5 is insolubilized, the heating temperature of the first cathode 2 is suppressed to T2 or lower, so that the first cathode 2 is not heated to a temperature higher than T1, and It is possible to prevent the first organic light emitting layer 4a from being heated to a temperature higher than T1.
[0062]
Next, by exposing the second coating film 5 to a liquid such as water or acetone, the second organic light emitting layer 5a is left on the second cathode 3 as shown in FIG. 5 is removed.
[0063]
Note that, as in the case of the first organic light emitting layer 4a, the second organic light emitting layer 5a also has a deteriorated characteristic when exposed to oxygen or moisture, so that the above-mentioned second insolubilization step (FIG. 2B) is performed under vacuum. It is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or nitrogen.
[0064]
Next, as shown in FIG. 2D, a transparent conductive film is formed on the first and second cathodes 2 and 3 by an electron beam evaporation method using a shadow mask (not shown) in which an anode-shaped opening is formed. Are formed to a thickness of about 80 nm, and these are used as first and second anodes 6 and 7.
[0065]
The organic EL device according to the present embodiment is completed by the steps described above. This organic EL element has a top emission type in which the first organic light emitting layer 4a emits yellow-green light, the second organic light emitting layer 5a emits red-orange light, and the two colors of light emit above the substrate 1. Element.
[0066]
According to the embodiment described above, the first and second organic light emitting layers 4a and 5a can be selectively left on the first and second cathodes 2 and 3 without using a resist for patterning. Therefore, there is no disadvantage that the resist and the light emitting layer are mixed with each other and patterning cannot be performed as in the related art.
[0067]
Moreover, the upper and lower relationship of the heating temperature due to the electromagnetic induction is the boundary frequency f 0 The first and second organic light emitting layers 4a and 5a emitting light of different colors are formed by using the first cathode 2 and the second cathode 3 which are inverted with respect to each other, using a simple spin coating method. The top can be painted in a self-aligned manner. Therefore, there is no need to perform alignment between the organic light emitting layer and the cathode as in the case where the organic light emitting layer of each color is selectively applied on the corresponding cathode.
[0068]
Further, by using electromagnetic induction, each of the cathodes 2 and 3 made of a conductor can be selectively heated, while the temperature of the substrate 1 made of an insulator can be prevented from rising, so that the substrate 1 is deformed by heat. There is no fear of doing. Therefore, in the process after the formation of the organic light emitting layers 4a and 5a, there is no need to perform a design in which the misalignment due to the thermal deformation of the substrate 1 is taken into account.
[0069]
In addition, by using electromagnetic induction, heating can be started immediately when each of the cathodes 2 and 3 is exposed to the alternating magnetic field B, and there is no time delay in heating. Moreover, since the degree of heating is substantially determined only by the alternating magnetic field B, the cathodes 2 and 3 can be heated with good reproducibility.
[0070]
Furthermore, although the magnetic conductive film 3a is used for the second cathode 3, the magnetic conductive film 3a loses magnetism and becomes a non-magnetic conductive film when heated above its Curie temperature. There is no contribution, and only equation (2) contributes to the heat generation. Therefore, the temperature rise of the second cathode 3 becomes slower at the Curie temperature, so that the Curie temperature can be set to the substantial upper limit of the temperature of the second cathode 3, and the temperature control of the second cathode 3 becomes easy. Thereby, it is possible to prevent the second cathode 3 from being excessively heated and the second coating film 5 thereon from being deteriorated. This advantage can be similarly obtained in all the following embodiments when the magnetic conductive film is heated by electromagnetic induction.
[0071]
The Curie temperature can be continuously adjusted by continuously changing the composition of the magnetic conductive film 3a. For example, the Curie temperature of Ni is 358 ° C., but it is 300 ° C. for Ni 40% -Fe 60% (Permalloy).
[0072]
Further, in the above description, the first cathode 2 is formed of a single layer of non-magnetic conductive film (aluminum film). However, like the second cathode 3, the first cathode 2 is formed of a two-layer of a non-magnetic conductive film and a magnetic conductive film. It may have a structure. In that case, the thickness of the non-magnetic conductive film in the first cathode 2 is made larger than the thickness of the non-magnetic conductive film in the second cathode 3, so that (excitation frequency)-(heat generation amount) having the same tendency as in FIG. ) Characteristics, so that the same advantages as above can be obtained.
[0073]
(2) Second embodiment
Although the organic EL device of the first embodiment is a top emission type, a bottom emission type can also be manufactured according to the present invention. In order to fabricate a bottom emission type, the following process is performed.
[0074]
First, as shown in FIG. 5A, ITO is formed as a transparent conductive film to a thickness of about 150 to 300 nm on a substrate 1 made of an optically transparent insulator such as glass, and is formed by photolithography. By patterning, a first transparent conductor pattern 10 and a second transparent conductor pattern 11 are formed.
[0075]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a resist pattern 14 that covers the entire second transparent conductor pattern 11 and covers the upper surface of the first transparent conductor pattern 10 is formed by photolithography. The side surfaces of the first transparent conductor pattern 10 are not covered with the resist pattern 14 but are exposed.
[0076]
Next, the substrate 1 and the first conductor pattern 10 are immersed in a plating solution such as a copper sulfate bath (copper sulfate 200 g / l, sulfuric acid 50 g / l, chloride 90 ppm), and the current density is 0.5 A / dm by electrolytic plating. 2 A non-magnetic conductive film 12 made of Cu is formed to a thickness of about 200 to 500 nm on the side wall of the first conductive pattern 10 while supplying power to the first conductive pattern 10 and used as the first anode 13 together with the first conductive pattern 10. . At this time, the resist pattern 14 is formed smaller than the upper surface of the first transparent conductor pattern 10 in consideration of an alignment error in photolithography. In this case, the nonmagnetic conductive film 12 is formed not only on the side surface of the first transparent conductor pattern 10 but also on the edge of the upper surface thereof.
[0077]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a resist pattern 15 that covers the entire first anode 13 and covers the upper surface of the second transparent conductor pattern 11 is formed by photolithography. The side surface of the second transparent conductor pattern 11 is not covered with the resist pattern 15 but is exposed. At this time, as described above, it is preferable that the resist pattern 15 be formed smaller than the upper surface of the second transparent conductor pattern 11.
[0078]
Next, a plating solution such as a nickel-phosphorus bath (30 g / l nickel sulfate, 30 g / l sodium hypophosphite, 60 g / l sodium pyrophosphate, 100 g / l triethanolamine) is applied to the substrate 1 and the second conductor pattern 11. A magnetic conductive film 16 made of Ni is formed on the side wall of the second conductor pattern 11 by electroless plating, and is used as the second anode 17 together with the second conductor pattern 11.
[0079]
As described above, the first anode 13 and the second anode 17 are formed. The first anode 13 has the non-magnetic conductive film 12, and the second anode 17 has the magnetic conductive film 16. Therefore, each of the anodes 13 and 17 is made of a different material. Therefore, the (excitation frequency)-(heat generation amount) characteristics of these anodes 13 and 17 in electromagnetic induction show almost the same tendency as in FIG. 0 Since the heating temperature is inverted at the boundary, the color of the organic light emitting layer described in the first embodiment can be classified.
[0080]
Therefore, the process proceeds from the next step to the step of color-coding the organic light emitting layer described in the first embodiment.
[0081]
First, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a solution is prepared by dissolving a sulfonium salt polymer, which is a precursor of the above-mentioned poly-p-phenylenevinylene (PPV), in a solvent such as water or acetone, and is applied over the entire surface by spin coating. After the application, the solution is dried to form a first coating film 18 (insolubilizing temperature T1) for the first organic light emitting layer.
[0082]
Next, as shown in FIG. 0 By electromagnetic induction using a higher first excitation frequency, the first anode 13 is heated to a temperature higher than the insolubilization temperature T1 while suppressing the second anode 17 from becoming higher than the insolubilization temperature T1. The first coating film 18 on the one anode 13 is selectively insolubilized to form a first organic light emitting layer 18a. The first organic light emitting layer 18a emits yellow-green light.
[0083]
Subsequently, by exposing the first coating film 18 to a liquid such as water or acetone, as shown in FIG. 6B, the portion of the first coating film 18 that has not been insolubilized is removed, and the first organic light emission is performed. The layer 18a is selectively left on the first anode 13.
[0084]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a solution is prepared by dissolving a polymer in which sulfonium salt polymer, which is a precursor of poly-p-phenylenevinylene (PPV), in which the benzene ring is substituted with an ethoxy group at the 2- and 5-positions in a solvent such as water or acetone. I do. Next, the solution is spin-coated on the first organic light-emitting layer 18a, the second anode 17, and the substrate 1, and then dried to form a second coating film 19 for the second organic light-emitting layer (insolubilization temperature T2 < T1).
[0085]
Next, as shown in FIG. 0 By electromagnetic induction using a lower second excitation frequency, the second anode 17 is heated to a temperature higher than the insolubilization temperature T2 while suppressing the first anode 13 from becoming higher than the insolubilization temperature T2. The second coating film 19 on the second anode 17 is selectively insolubilized to form a second organic light emitting layer 19a. The second organic light emitting layer 19a emits red-orange light.
[0086]
Subsequently, by exposing the second coating film 19 to a liquid such as water or acetone, as shown in FIG. 7A, the portion of the second coating film 19 that has not been insolubilized is removed, and the second organic light emission is performed. The layer 19a is selectively left on the second anode 17.
[0087]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, an alloy film of aluminum and lithium (Al-Li) is formed on the first and second organic light emitting layers 18a and 19a by an electron beam evaporation method using a shadow mask (not shown) in which a cathode-shaped opening is formed. Film) is formed to a thickness of about 50 nm. Next, an aluminum film is formed to a thickness of about 250 nm on the Al-Li film by an electron beam evaporation method using a shadow mask. Then, the stacked film of the Al—Li film and the aluminum film is used as the first cathode 20 and the second cathode 21. By using a metal having a small work function such as Al-Li for each of the cathodes 20 and 21, a potential barrier between each of the cathodes 20 and 21 and each of the organic light emitting layers 18a and 19a can be reduced. Electrons can be efficiently injected into the light emitting layers 18a and 19a.
[0088]
The organic EL device according to the present embodiment is completed by the steps described above.
[0089]
According to the above-described embodiment, there is provided a bottom emission type element capable of extracting light from each light emitting layer 18a, 19a to the outside through each transparent conductor pattern 10, 11 and the optically transparent substrate 1. be able to.
[0090]
In addition, since the nonmagnetic conductive film 12 and the magnetic conductive film 16 are not used as hole injection electrodes, their work functions do not need to be small, and the selection of their materials is relatively free.
[0091]
Further, as the transparent conductor patterns 10 and 11, those having electric resistance about two orders of magnitude higher than those of ordinary conductors, such as ITO, are used. Is provided, the resistance of each of the anodes 13 and 17 can be reduced. Therefore, when the anodes 13 and 17 function as bus lines as in a simple matrix display device, the resistance of the bus lines is reduced. And the deformation of the signal waveform is prevented as much as possible, so that the display area can be enlarged.
[0092]
(3) Third embodiment
In the above-described second embodiment, a bottom emission type organic EL element emitting two colors is manufactured. In the present invention, in addition to the two-color light emitting element, a bottom emission type organic EL element of single color light emission can be manufactured. Hereinafter, this will be described.
[0093]
First, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, ITO is formed as a transparent conductive film to a thickness of about 300 nm on a substrate 1 made of an optically transparent insulator such as glass, and a resist pattern 23 is formed thereon. Using the resist pattern 23 as an etching mask, the transparent conductive film is patterned by wet etching using oxalic acid to form a plurality of transparent conductor patterns 22.
[0094]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, the transparent conductor pattern 22 in which the resist pattern 23 remains is immersed in a plating solution such as a nickel-phosphorus bath, and a conductive film 24 made of Ni is formed on the side wall of each transparent conductor pattern 22 by electroless plating. It is used as the anode 25 together with the transparent electrode pattern 22. In the present embodiment, since the organic light emitting layers are not separately applied, a common material may be used for the conductive film 24 of each anode 25.
[0095]
In this plating, since the resist pattern 23 used at the time of forming the transparent conductor pattern 22 functions as a plating resist, it is not necessary to form a new resist for plating as in the second embodiment. The conductive film 24 can be formed on the sidewall of the transparent conductive pattern 22 in a self-aligned manner.
[0096]
Next, as shown in FIG. 8C, a coating solution for an organic light emitting layer is applied to the entire surface by spin coating, and dried to form a coating film 26. Examples of such a coating solution for the coating film 26 include a sulfonium salt polymer which is a precursor of p-phenylenevinylene (PPV) described in the first embodiment, and a 2- or 5-position benzene ring of the polymer. Examples thereof include those in which a sulfonium salt polymer or the like, which is a precursor of a PPV derivative substituted with an ethoxy group, is dissolved in the above-described solvent.
[0097]
In the present embodiment, since the organic light emitting layers are not separately applied, it is not necessary to particularly care about the insolubilization temperature of the coating film 26.
[0098]
Next, as shown in FIG. 8D, each anode 25 is exposed to the magnetic field B generated by the aforementioned alternating magnetic field generating section (FIG. 3), and the anode 25 is heated by electromagnetic induction to a temperature higher than the insolubilizing temperature of the coating film 26. Heat to As a result, the coating film 26 on the anode 25 is selectively heated and insolubilized to form the organic light emitting layer 26a.
[0099]
As described above, by performing this insolubilization step in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas, it is possible to prevent the characteristics of the organic light emitting layer 26a from being deteriorated by oxygen or moisture.
[0100]
Subsequently, by exposing the coating film 26 to a liquid such as water as described above, as shown in FIG. 9A, the coating film 26 in the non-insolubilized portion is dissolved and removed, and the organic light emitting layer 26a is removed. Leave on each anode 25.
[0101]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, an alloy film of aluminum and lithium (Al-Li film) having a thickness of about 500 nm is formed on each organic light emitting layer 26a by an electron beam evaporation method using a shadow mask (not shown) having a cathode-shaped opening. It is formed to a thickness of about 50 nm. Next, an aluminum film is formed to a thickness of about 250 nm on the Al-Li film by an electron beam evaporation method using the same shadow mask as described above. Then, the laminated film of the Al-Li film and the aluminum film is used as the cathode 27.
[0102]
Through the steps so far, the monochromatic organic EL device according to the present embodiment is completed.
[0103]
According to the present embodiment, a bottom emission type organic EL device can be manufactured as in the second embodiment, and the same advantages as in the second embodiment can be obtained. Moreover, in the present embodiment, since the color of the organic light emitting layer 26a is not determined, the resist pattern 23 used for patterning the transparent conductor pattern 22 can be used as it is as a plating resist. Therefore, a new resist for forming the conductive film 24 on the side wall of the transparent conductor pattern 22 is not required, so that it is possible to prevent an increase in the number of steps and a complicated process.
[0104]
(4) Fourth embodiment
Next, a method for manufacturing an organic EL device according to a fourth embodiment of the present invention will be described.
[0105]
First, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, ITO is formed to a thickness of about 150 nm as a transparent conductive film on a substrate 1 made of an insulator such as glass, and is patterned by photolithography to form a red anode 30R, a blue anode 30B, and a green anode 30R. The anode is 30G.
[0106]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a coating liquid for a red organic light-emitting layer is applied on each of the anodes 30R to 30G and the substrate 1 to a thickness of about 500 nm by spin coating, and dried to form a red coating film 31 (insolubilizing temperature T1). ). Examples of such a coating solution for the coating film 31 include a precursor of a PPV derivative in which the benzene ring in the sulfonium salt polymer of poly-p-phenylenevinylene (PPV) has been substituted with an ethoxy group at positions 2 and 5 as described above. Some are dissolved in the aforementioned solvents.
[0107]
Separately, an aluminum film having a thickness of, for example, about 1 μm is formed on a heating substrate 32 made of an insulator such as glass, and the aluminum film is patterned to form a conductor pattern 33. A plurality of the conductor patterns 33 are formed at the same interval as the pitch of the anodes of the same color (for example, the red anode 30R).
[0108]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, the heating substrate 32 and the substrate 1 are aligned so that the conductor pattern 33 faces the red anode 30R. Thereafter, the heating substrate 32 is lowered toward the substrate 1, and the conductor pattern 33 is brought into contact with the red coating film 31.
[0109]
Subsequently, by exposing the conductor pattern 33 to the alternating magnetic field B of the first excitation frequency generated in the alternating magnetic field generator (see FIG. 3), the conductor pattern 33 is heated by electromagnetic induction. The heat generation temperature can be adjusted by the first excitation frequency. In this case, the heat generation temperature is equal to or higher than the insolubilizing temperature T1 of the red coating film 31. This selectively insolubilizes the red coating film 31 at the portion where the conductor pattern 33 contacts, and becomes the red organic light emitting layer 31R.
[0110]
When there is a possibility that the red paint film 31 may be damaged by the contact of the conductor pattern 33 with the red paint film 31, the buffer film 36 covering the conductor pattern 33 is attached to the heating substrate as shown in FIG. 32 is preferably formed. It is preferable to use an organic film as such a buffer film 36. For example, a resist having a thickness of about 1 μm can be used. This is the same in the subsequent steps.
[0111]
Further, in the above, the conductor pattern 33 is brought into contact with the red coating film 31 to directly heat the red coating film 31. However, the conductor pattern 33 may be brought close to the red coating film 31, The coating film for red 31 can be heated by radiant heat or the like. In this case, the red paint film 31 can be effectively heated by bringing the conductor pattern 33 close to the red paint film 31 at a distance of less than the short side width of the red anode 30R, for example, at a distance of 5 μm or less. . This is the same in the subsequent steps.
[0112]
Thereafter, by exposing the red coating film 31 to the liquid described above, as shown in FIG. 11 (a), the red coating film 31 which is not insolubilized is selectively removed, and the red organic light emitting layer is removed. 31R remains on the red anode 30R.
[0113]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a coating liquid for a blue organic light emitting layer is applied on the substrate 1 to a thickness of about 500 nm by spin coating, and dried to form a blue coating film 34 (insolubilizing temperature T2). As the coating liquid used in this case, for example, there is a solution in which a precursor of polyparaphenylene (ppp) is dissolved in the above-mentioned solvent.
[0114]
Then, separately from this, a heating substrate 32 on which the above-described conductor pattern 33 is formed is prepared. The heating substrate 32 is shifted in the horizontal direction by one pitch (distance between adjacent anodes 31R to 31G) as compared with the case where the red coating film 31 is heated (FIG. 10B). It is aligned with the substrate 1 so as to face the blue anode 30B.
[0115]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, the heating substrate 32 is lowered toward the substrate 1 with the conductor pattern 33 facing the blue anode 30 </ b> B, and the conductor pattern 33 is brought into contact with the blue coating 34.
[0116]
Subsequently, by exposing the conductor pattern 33 to the alternating magnetic field B of the second excitation frequency generated in the alternating magnetic field generator (see FIG. 3), the conductor pattern 33 is heated by electromagnetic induction, and its temperature is changed to a blue color. The temperature is set higher than the insolubilization temperature T2 of the film 34. This selectively insolubilizes the blue coating film 34 at the portion where the conductor pattern 33 contacts, and becomes the blue organic light emitting layer 34B.
[0117]
Thereafter, by exposing the blue coating film 34 to the liquid described above, the blue coating film 34 which is not insolubilized is selectively removed as shown in FIG. 34B remains on the blue anode 30B.
[0118]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a coating solution for a green organic light emitting layer is applied on the substrate 1 to a thickness of about 500 nm by spin coating, and dried to form a green coating film 37 (insolubilizing temperature T3). As the coating solution used in this case, for example, a solution obtained by dissolving a sulfonium salt polymer which is a precursor of the above-mentioned poly (p-phenylenevinylene) (PPV) derivative in the above-mentioned solvent is used.
[0119]
Separately, a heating substrate 32 on which the above-described conductor pattern 33 is formed is prepared. The heating substrate 32 is shifted by one pitch in the horizontal direction as compared with the case where the blue coating film 34 is heated (FIG. 11B), so that each conductor pattern 33 faces the green anode 30G. Is aligned with
[0120]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, the heating substrate 32 is lowered toward the substrate 1 with the conductor pattern 33 facing the green anode 30G, and the conductor pattern 33 is brought into contact with the green coating 37.
[0121]
Subsequently, by exposing the conductor pattern 33 to an alternating magnetic field B of a third excitation frequency generated in an alternating magnetic field generator (see FIG. 3), the conductor pattern 33 is heated by electromagnetic induction, and its temperature is changed to a green color. The temperature is set higher than the insolubilizing temperature T3 of the film 37. This selectively insolubilizes the green coating film 37 at the portion where the conductor pattern 33 contacts, and becomes the green organic light emitting layer 37G.
[0122]
Thereafter, by exposing the green coating 37 to the liquid described above, as shown in FIG. 13A, the blue coating 37 not insolubilized is selectively removed, and the green organic light emitting layer is formed. 37G remains on the green anode 30G.
[0123]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG.
[0124]
First, an alloy film of aluminum and lithium (an Al-Li film) is formed on the organic light emitting layers 31R, 34B, and 37G of each color by an electron beam evaporation method using a shadow mask (not shown) having a cathode-shaped opening. ) Is selectively formed to a thickness of about 50 nm. Next, an aluminum film is selectively formed on the Al-Li film by electron beam evaporation using the same shadow mask as described above to a thickness of about 250 nm. Then, the laminated film of the Al-Li film and the aluminum film is used as a red cathode 38R, a blue cathode 38B, and a green cathode 38G.
[0125]
The organic EL device according to the present embodiment is completed by the steps described above. This organic light-emitting device is of a bottom emission type, and further includes a red organic light-emitting layer 31R, a blue organic light-emitting layer 34B, and a green organic light-emitting layer 37G, so that full-color display is possible.
[0126]
According to the present embodiment, unlike the first to third embodiments, instead of causing each of the anodes 30R to 30G on the substrate 1 to generate heat, the conductor pattern 30 provided to face the anodes 30R to 30G is desired by electromagnetic induction. , And the coating films 31, 34, and 37 for each color are selectively heated. As described above, since the anodes 30R to 30G do not play a role of heating the coating films 31, 34, and 37, the shapes, sizes, and materials of the anodes 30R to 30G are not limited, and the design of the anodes 30R to 30G is not limited. The degree of freedom is large, and they can be designed in a desired shape.
[0127]
Therefore, the organic light-emitting layers 31R, 34B, and 37G are formed on the anodes 30R to 30G made of ITO without forming a conductive film or a magnetic conductive film on the side walls thereof as in the second and third embodiments. Will be able to
[0128]
Also, the order of forming the anodes 30R to 30G and the cathode can be reversed, and the cathode can be formed on the substrate 1 first instead of the anodes 30R to 30G.
[0129]
Moreover, the heating temperature can be controlled as desired by changing only the first to third excitation frequencies, and the temperature can be easily set.
[0130]
Furthermore, the heating substrate 32 on which the conductor pattern 30 is formed can be used many times, so that it is economical.
[0131]
Since it is not necessary to determine with high precision the boundaries of the heating regions in the coating films 31, 34, and 37, that is, the portions where the edges of the conductor pattern 30 abut, the alignment between the conductor pattern 30 and the anodes 30R to 30G is performed. And a simple device can be used as a device for performing the alignment.
[0132]
In the above description, the organic light emitting layers 31R, 34B, and 37G of the respective colors are alternately formed above the substrate 1 at intervals, but the present embodiment is not limited to this. For example, an area color can be realized by dividing the substrate 1 into three regions for each color and integrally forming an organic light emitting layer of each color in each region.
[0133]
(5) Fifth embodiment
Next, a method for manufacturing an organic EL device according to a fifth embodiment of the present invention will be described.
[0134]
In the first to fourth embodiments, the coating film for the organic light emitting layer is formed by spin coating. In the present embodiment, instead of this, a coating film for an organic light emitting layer is formed by a printing method.
[0135]
First, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, a red cathode 40R made of an aluminum alloy is deposited on a substrate 1 made of an insulator such as glass by electron beam evaporation using a shadow mask (not shown) in which a cathode-shaped opening is formed. R Formed. Thickness TH R Can be arbitrarily controlled by adjusting the deposition time of aluminum.
[0136]
Next, the above-described shadow mask is shifted by one pitch in the horizontal direction, and a blue cathode 40B made of aluminum is formed on the substrate 1 by electron beam evaporation to a thickness of TH. B Formed. Further, this shadow mask is shifted in the horizontal direction by another pitch, and a green cathode 40G made of aluminum is formed on the substrate 1 by electron beam evaporation to a thickness of TH. G Formed.
[0137]
As described above, one shadow mask is commonly used for each of the cathodes 40R to 40G, and the thickness of the electrode is changed for each of the cathodes 40R to 40G by changing the aluminum deposition time for each of the cathodes 40R to 40G. Can be.
[0138]
Next, as shown in FIG. 15B, a lithographic plate 45 for offset printing is prepared, and a coating liquid 46 for a red organic luminescent layer is applied on the printing surface of the lithographic plate 45 using an application device. . As the coating liquid 46, for example, a precursor of a PPV derivative in which the benzene ring in the sulfonium salt polymer of poly-p-phenylenevinylene (PPV) is substituted with an ethoxy group at the 2- and 5-positions in the solvent described above is used. Some have melted.
[0139]
A projection 45a corresponding to the red cathode 40R is formed on the printing surface of the planographic plate 45.
[0140]
Subsequently, the printing liquid 46 is selectively printed on the red cathode 40R by pressing the printing surface of the planographic plate 45 against the substrate 1. After the printing is completed, as shown in FIG. 15C, the coating liquid 46 on the red cathode 40R is dried to obtain a red coating film 41 (insolubilizing temperature T1).
[0141]
Thereafter, the same printing process as described above is performed on the blue cathode 40B and the green cathode 40G, so that the blue coating film 42 (see FIG. 16A) is formed on these cathodes 40B and 40G. The insolubilizing temperature T2) and the green coating film 43 (insolubilizing temperature T3) are selectively printed. Among them, as the coating liquid for the blue coating film 42, for example, a solution in which a precursor of polyparaphenylene (ppp) is dissolved in the above-described solvent is used. As the coating liquid for the green coating film 43, for example, a solution in which a sulfonium salt polymer which is a precursor of the above-described poly (p-phenylenevinylene) (PPV) is dissolved in the above-described solvent is used.
[0142]
Next, steps required until a sectional structure shown in FIG. First, in order to heat and insolubilize each of the coating films 41 to 43, an alternating magnetic field B is generated by the aforementioned alternating magnetic field generation unit (see FIG. 3), and each of the cathodes 40R to 40G is exposed to the alternating magnetic field B. Then, the cathodes 40R to 40G are collectively heated by electromagnetic induction. Here, since the insolubilizing temperatures T1 to T3 of the coating films 41 to 43 usually differ from one coating film to another, the cathodes 40R to 40G cannot be heated to the same temperature. It is necessary to change the heating temperature of the cathodes 40R to 40G. In addition, it is conceivable to cause all the cathodes 40R to 40G to generate heat above the maximum temperature among the insolubilization temperatures T1 to T3. It is not preferable because it deteriorates.
[0143]
Therefore, in the present embodiment, attention is paid to the fact that the cathodes 40R to 40G are made of a conductor (aluminum alloy) and the calorific value depends on the thickness (see equation (2) of the first embodiment). In the formation process of the cathodes 40R to 40G (FIG. 15A), the thickness TH R ~ TH G Is changed according to the insolubilizing temperatures T1 to T3 of the coating films 41 to 43.
[0144]
According to the equation (2) of the first embodiment, since the calorific value Pr is proportional to the cube of the thickness, the thickness of the cathode of the coating film having a low insolubilizing temperature is reduced, and the coating film having a high insolubilizing temperature is reduced. The thickness of the cathode should be increased.
[0145]
For example, when the insolubilization temperature is T1 <T2 <T3, each of the cathodes 40R to 40G is set to TH R <TH B <TH G By doing so, each coating film 41 to 43 can be insolubilized at an optimum temperature without excessive heating.
[0146]
By this step, each of the coating films 41 to 43 is insolubilized and becomes a red organic light emitting layer 41R, a blue organic light emitting layer 42B, and a green organic light emitting layer 43G, respectively. Since the organic light-emitting layers 41R, 42B, and 43G of each color are selectively printed in advance on the cathodes 40R to 40G by a printing method, there is no need to perform a step of removing a coating film that has not been insolubilized thereafter.
[0147]
Next, as shown in FIG. 16C, a transparent conductive film is formed on each of the organic light emitting layers 41R, 42B and 43G by an electron beam evaporation method using a shadow mask (not shown) having an anode-shaped opening. An ITO film is selectively formed as a film to a thickness of about 80 nm, and these are used as a red anode 44R, a blue anode 44B, and a green anode 44G.
[0148]
According to the present embodiment, since the coating films 41 to 43 for each color are selectively printed on the cathodes 40R to 40G for each color by the printing method, the coating films for each color are used as in the first to fourth embodiments. It is not necessary to perform the insolubilization step every time, and all the coating films 41 to 43 can be insolubilized collectively in one insolubilization step, so that the process is not complicated.
[0149]
In addition, by changing the thickness of each of the cathodes 40R to 40G in accordance with the insolubilizing temperature of the coatings 41 to 43, the calorific value of each of the cathodes 40R to 40G in electromagnetic induction can be made different. Can be prevented from being insolubilized at the optimum temperature for each and excessively heating them to deteriorate their characteristics.
[0150]
In the above description, aluminum, which is a non-magnetic metal, is used for the cathodes 40R to 40G, but a magnetic metal such as Fe, Co, Ni, Gd, and Tb may be used instead. In that case, the total calorific value of the cathode is the sum of the one due to hysteresis loss (Ph) and the one due to resistance loss (Pr), but Ph depends on the volume of the cathode (Equation (1) in the first embodiment). Therefore, it can be said that Ph eventually depends on the thickness of the cathode. Therefore, even when the above-described magnetic metal is used as the cathodes 40R to 40G, the above advantages can be obtained by changing the thickness of each of the coatings 41 to 43.
[0151]
Further, in the above, the thickness of the cathodes 40R to 40G is individually changed according to the insolubilizing temperature of the coating films 40R to 40G. However, according to the equations (1) and (2) of the first embodiment, the thicknesses In addition, it is understood that the material, area, etc. of the cathode may be changed.
[0152]
In the present embodiment, the anodes 44R to 44G are formed after the coating films 41 to 43 are heated to form the organic light emitting layers 41R, 42B, and 43G of the respective colors, but the present embodiment is not limited to this. For example, after forming the coating films 41 to 43 and forming the anodes 44R to 44G thereon, the coating films 41 to 43 may be heated to form the organic light emitting layers 41R, 42B, and 43G.
[0153]
(6) Other embodiments
From the equations (1) and (2) of the first embodiment, it is understood that the higher the excitation frequency, the larger the amount of heat generated by electromagnetic induction. Therefore, if a large amount of heat is desired, it is sufficient to increase the excitation frequency.
[0154]
However, in order to generate a high excitation frequency, an expensive alternating magnetic field generating unit is required, and the circuit configuration of the alternating magnetic field generating unit becomes complicated. Equipment may be adversely affected.
[0155]
Therefore, in the above-described first to fifth embodiments, it is preferable to heat the electrode to a temperature higher than room temperature in advance by using the auxiliary heating means before or during heating by electromagnetic induction.
[0156]
As such an auxiliary heating means, for example, there is a hot plate 50 using resistance heating as shown in FIG. By mounting the substrate 1 on the hot plate 50, the substrate 1 and electrodes (not shown) thereon are heated to about 100 ° C.
[0157]
Alternatively, in place of the hot plate, as shown in FIG. 17B, the electrodes may be heated by laser heating or lamp heating.
[0158]
By using such an auxiliary heating means, the electrode can be heated to a desired temperature without using a high-frequency alternating magnetic field.
[0159]
【Example】
Hereinafter, examples actually performed by the inventor will be described.
[0160]
(1) First embodiment
In this embodiment, the first embodiment described above is applied to a simple matrix two-color area color display device.
[0161]
First, as shown in the plan view of FIG. 18, a plurality of data bus lines 60 formed by electrically connecting the strip-shaped first cathodes 2 and the second cathodes 3 were formed on the substrate 1 at intervals. As the substrate 1, a square glass substrate having a plane size of 30 mm × 30 mm was used. The width of the data bus lines 60 was 30 μm, and a total of 200 data bus lines 60 were formed at intervals of 10 μm.
[0162]
FIGS. 19A and 19B are a cross-sectional view taken along line II and II-II in FIG. 18, respectively.
[0163]
As shown in FIG. 19A, the second cathode 3 has a two-layer structure of the magnetic conductive film 3a and the coating film 3b described above. The magnetic conductive film 3a was formed by electron beam evaporation using a shadow mask, had a thickness of 250 nm, and used permalloy (40Ni-60Fe) as its material. Further, an Al layer having a thickness of 30 nm was used as the coating film 3b.
[0164]
On the other hand, as the first cathode 2 shown in FIG. 19B, an Al layer having a thickness of 300 nm was used. The first cathode 2 and the coating layer 3b were formed by electron beam evaporation using the same shadow mask.
[0165]
Next, steps required until a planar structure shown in FIG. 20 is obtained will be described. First, a coating solution obtained by dissolving a sulfonium salt polymer (insolubilization temperature: 150 to 300 ° C.), which is a precursor of a poly-p-phenylenevinylene (PPV) derivative, in water is formed on the entire surface by spin coating to a thickness of 120 nm. Then, it was dried at 30 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to obtain a first coating film.
[0166]
Thereafter, the above-described first insolubilizing step was performed to selectively insolubilize the first coating film on the first cathode 2 to obtain a first organic light emitting layer 4a. The first organic light emitting layer 4a has a structure of-[C 6 H 4 -CH (S + Et 2 Br ) CH 2 ] n And emits yellow-green light.
[0167]
This first insolubilization step is performed in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure, and an alternating current of 100 kHz is applied to the coil 8 of the alternating magnetic field generating section (see FIG. 3) to generate an alternating magnetic field B of 100 kHz. Was heated to about 200 ° C.
[0168]
Thereafter, the whole was immersed in water to remove a portion of the first coating film that was not insolubilized.
[0169]
The cross-sectional views taken along line II and II-II in FIG. 20 are as shown in FIGS. 21 (a) and 21 (b), respectively.
[0170]
Next, steps required until a planar structure shown in FIG. 22 is obtained will be described. First, a coating solution obtained by dissolving the precursor of the above-mentioned PPV derivative in which the benzene ring at the 2- and 5-positions substituted with an ethoxy group in water is formed by spin coating to a thickness of 120 nm over the entire surface. It dried at 30 degreeC for 30 minutes in atmosphere, and was set as the 2nd coating film (insolubility temperature: 50-150 degreeC).
[0171]
Thereafter, the above-described second insolubilization step was performed to selectively insolubilize the second coating film on the second cathode 3, thereby obtaining a second organic light emitting layer 5a. This second organic light emitting layer 5a has a structure of-[C 6 H 2 (OC 2 H 5 ) 2 -CH (S + Et 2 Br ) CH 2 ] n And emits red-orange light.
[0172]
In the second insolubilization step, the same alternating magnetic field generator as that in the first insolubilization step is used, and the frequency of the input current to the coil 8 (see FIG. 3) is 10 kHz, the power is 100 w, and the atmospheric pressure is reduced. The second cathode 3 was heated to 80 ° C. in a nitrogen atmosphere.
[0173]
Thereafter, the whole was immersed in water to remove a portion of the second coating film that was not insolubilized.
[0174]
The sectional views taken along line II and II-II in FIG. 22 are as shown in FIGS. 23 (a) and 23 (b), respectively.
[0175]
Next, as shown in the plan view of FIG. 24, ITO is formed to a thickness of about 80 nm by electron beam evaporation using a shadow mask (not shown) having an anode-shaped opening, and a strip having a width of 30 μm is formed. The scanning bus line (anode) 61 is used. The scanning bus lines 61 extend in a direction orthogonal to the data bus lines 60, and are formed in a total of 120 at intervals of 10 μm.
[0176]
Thus, the organic EL display device according to this embodiment is completed. This display device is a two-color area color top emission type display device that emits yellow-green light in a region where the first cathodes 2 are arranged and emits red-orange light in a region where the second cathodes 3 are arranged. .
[0177]
(2) Second embodiment
In this embodiment, the fourth embodiment described above is applied to a simple matrix type two-color area color display device.
[0178]
First, as shown in the plan view of FIG. 26, ITO is formed to a thickness of 150 nm on the entire surface of the same substrate 1 as in the first embodiment, and is patterned by photolithography to form a band-shaped scanning bus line 65 (anode). Was formed to a width of 30 μm. The upper half of the scanning bus line 65 functions as a red anode 30R, and the lower half functions as a green anode 30G. The 220 bus lines 65 are formed at intervals of 10 μm.
[0179]
The cross-sectional views taken along the line II and the line II-II in FIG. 26 are as shown in FIGS. 27A and 27B, respectively.
[0180]
Next, steps required until a planar structure in FIG. 28 is obtained will be described. First, a coating solution obtained by dissolving a sulfonium salt, which is a precursor of poly-p-phenylenevinylene (PPV), in water is formed to a thickness of 120 nm over the entire surface by spin coating. After drying for minutes, a green coating film 37 (insolubilization temperature: 150 to 300 ° C.) was obtained.
[0181]
In addition, a heating substrate 32 shown in FIG. 29 was prepared. A glass substrate was used as the heating substrate 32, and a 1 μm-thick conductive pattern 33 made of aluminum was formed on the surface of the heating substrate 32 by electron beam evaporation using a shadow mask (not shown). The conductor pattern 33 has the same pattern shape as the lower half of the scanning bus line 65 (see FIG. 26), that is, the green anode 30G.
[0182]
Next, the heating substrate 32 and the substrate 1 are opposed to each other, and after the respective conductor patterns 33 and the green anode 30G are aligned, the conductor patterns 33 are brought into contact with the green coating film 37. 29A and 30B are sectional views taken along line II and II-II in FIG. 29 after the contact. FIGS. 30A and 30B correspond to the cross-sectional view taken along line II and II-II in FIG. 28, respectively.
[0183]
Thereafter, using the same alternating magnetic field generator (see FIG. 3) as used in the first embodiment, an alternating current of 100 kHz and 100 W was passed through the coil 8 to generate an alternating magnetic field B of 100 kHz. Then, the conductor pattern 33 was heated to 200 ° C. for about 30 minutes by electromagnetic induction by exposing the conductor pattern 33 to the alternating magnetic field B in a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure.
[0184]
As a result, the green coating film 37 on the green anode 30G facing the conductor pattern 33 is selectively heated and insolubilized, and becomes the green organic light emitting layer 37G. The green organic light-emitting layer 37G has a structure of-[C 6 H 4 -CH (S + Et 2 Br ) CH 2 ] n -A polymer composed of
[0185]
Then, the whole was immersed in water, and the green coating film 37 in a portion not insolubilized was removed.
[0186]
Thereby, as shown in the plan view of FIG. 31, the green organic light emitting layer 37G remains only on the green anode 30G. The sectional views taken along the line II and II-II in FIG. 31 are as shown in FIGS. 32 (a) and 32 (b), respectively.
[0187]
Next, steps required until a planar structure shown in FIG. 33 is obtained will be described. First, a coating solution formed by dissolving a sulfonium salt polymer, which is a derivative of PPV in which the benzene ring in the PPV intermediate was substituted with an ethoxy group at the 2- and 5-positions, in water was spin-coated to a thickness of 120 nm over the entire surface. Thereafter, it was dried in a nitrogen atmosphere at 30 ° C. for 30 minutes to obtain a red coating film (insolubilization temperature: 50 to 150 ° C.).
[0188]
Thereafter, using the same alternating magnetic field generator as above, the conductor pattern 33 was heated to 80 ° C. for about 30 minutes with the frequency of the input current to the coil 8 (see FIG. 3) at 10 kHz and the power at 100 w. As a result, the red coating film on the red anode 30R was selectively insolubilized, resulting in a red organic light emitting layer 31R. In addition, this red organic light emitting layer 31R has-[C 6 H 2 (OC 2 H 5 ) 2 -CH (S + Et 2 Br ) CH 2 ] n -A polymer composed of
[0189]
Thereafter, the whole was immersed in water to remove a portion of the red coating film that had not been insolubilized.
[0190]
The sectional views taken along the line II and II-II in FIG. 33 are as shown in FIGS. 34 (a) and 34 (b), respectively.
[0191]
Next, steps required until a planar structure in FIG. 35 is obtained will be described. First, an alloy film of aluminum and lithium (Al-Li film) is formed on the substrate 1 and each of the light emitting layers 37G and 31R by a vapor deposition method using a shadow mask having a data bus line-shaped opening. It was selectively formed to about 50 nm. Next, an aluminum film was selectively formed on the Al-Li film to a thickness of about 250 nm by an evaporation method using the same shadow mask as described above. Then, the laminated film of the Al-Li film and the aluminum film was used as a data bus line (cathode) 66. The data bus lines 66 have a width of about 30 μm, extend in a direction perpendicular to the scanning bus lines 65, and are formed in a total of 120 at intervals of 10 μm.
[0192]
Note that a cross-sectional view taken along line II and II-II in FIG. 35 are as shown in FIGS. 36A and 36B, respectively.
[0193]
Thus, the organic EL display device according to this embodiment is completed. This display device is a two-color area color bottom emission type display device that emits yellow-green light in a region where the green anode 30G is arranged and emits red-orange light in a region where the red anode 30R is arranged.
[0194]
Hereinafter, features of the present invention will be additionally described.
[0195]
(Supplementary Note 1) a step of forming an electrode on the insulating substrate;
Forming a coating film for an organic light emitting layer on the electrode and the insulating substrate,
Heating the electrode by electromagnetic induction, and selectively heating and insolubilizing the coating film on the electrode by the heat generation;
After the insolubilization step, exposing the coating film to a liquid, and selectively dissolving and removing the uncoated portion of the coating film, the coating film of the insolubilized portion as an organic light emitting layer on the electrode. Leaving process,
A method for producing an organic EL device, comprising: (1)
(Supplementary Note 2) The method for producing an organic EL device according to Supplementary Note 1, wherein a nonmagnetic conductive film having a resistivity of 1 mΩcm or less or a laminated film including the nonmagnetic conductive film is used as the electrode.
[0196]
(Supplementary Note 3) The method for producing an organic EL device according to Supplementary Note 2, wherein any one of an aluminum film, an aluminum alloy film, a magnesium film, and a magnesium alloy film is used as the nonmagnetic conductive film.
[0197]
(Supplementary Note 4) The method for producing an organic EL device according to Supplementary Note 1, wherein a magnetic conductive film or a laminated film including the magnetic conductive film is used as the electrode.
[0198]
(Supplementary Note 5) The method for producing an organic EL device according to Supplementary Note 4, wherein a film made of any one of an iron group element, a rare earth element, and a magnetic metal oxide is used as the magnetic conductive film.
[0199]
(Supplementary Note 6) As the magnetic metal oxide, EuO or CrO 2 6. The method for producing an organic EL device according to supplementary note 5, wherein
[0200]
(Supplementary Note 7) The step of forming the electrode includes:
Forming a transparent conductor pattern on the insulating substrate,
Forming a resist pattern smaller than the upper surface of the transparent conductor pattern on the upper surface of the transparent conductor pattern,
The transparent conductor pattern is immersed in a plating solution in a state where the resist pattern remains, and by plating, a conductive film is formed on the side wall and the edge of the upper surface of the transparent conductor pattern, and the conductive film and the conductor pattern are formed. Using the electrode,
Removing the resist pattern,
2. The method for manufacturing an organic EL device according to claim 1, wherein an optically transparent substrate is used as the insulating substrate.
[0201]
(Supplementary Note 8) The step of forming the electrode includes:
Forming a transparent conductive film on the insulating substrate;
Forming a resist pattern on the transparent conductive film;
Etching the transparent conductive film using the resist pattern as an etching mask to form a transparent conductor pattern,
Dipping the transparent conductor pattern in a plating solution with the resist pattern remaining, forming a conductive film on the side wall of the transparent conductor pattern by plating, and using the conductive film and the transparent conductor pattern as the electrodes; When,
Removing the resist pattern,
2. The method for manufacturing an organic EL device according to claim 1, wherein an optically transparent substrate is used as the insulating substrate.
[0202]
(Supplementary Note 9) a step of forming an electrode on the insulating substrate;
Forming a coating film for an organic light emitting layer on the electrode and the insulating substrate,
A step of bringing the conductor pattern facing the electrode close to or in contact with the coating film,
An insolubilizing step of causing the conductive pattern to generate heat by electromagnetic induction, and selectively heating and insolubilizing the coating film on the electrode facing the conductive pattern by the generated heat,
After the insolubilization step, exposing the coating film to a liquid, and selectively dissolving and removing the uncoated portion of the coating film, the coating film of the insolubilized portion as an organic light emitting layer on the electrode. Leaving process,
A method for producing an organic EL device, comprising: (2)
(Supplementary Note 10) In the step of bringing the conductive pattern close to or in contact with the coating film, the conductive pattern is brought close to the coating film at a distance equal to or shorter than a short side width of the electrode. A method for manufacturing an organic EL device.
[0203]
(Supplementary Note 11) The organic semiconductor according to any one of Supplementary Notes 1 to 10, wherein the electrode is heated to a temperature higher than room temperature by using an auxiliary heating means during or before the insolubilization step. Manufacturing method of EL element.
[0204]
(Supplementary Note 12) The method for producing an organic EL device according to Supplementary Note 11, wherein any of a hot plate, laser heating, and lamp heating is used as the auxiliary heating unit.
[0205]
(Supplementary Note 13) The method for manufacturing an organic EL device according to any one of Supplementary Notes 1 to 12, wherein the insolubilizing step is performed in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas.
[0206]
(Supplementary Note 14) A step of forming an electrode on the insulating substrate;
Selectively printing a coating film for an organic light emitting layer on the electrode,
Causing the electrode to generate heat by electromagnetic induction, and heating the coating film on the electrode by the heat generation to form an organic light emitting layer;
A method for producing an organic EL device, comprising: (3)
(Supplementary Note 15) a step of forming a first electrode on the insulating substrate;
Forming a second electrode, which generates heat at a higher temperature than the first electrode during electromagnetic induction, on the insulating substrate;
Selectively printing a first coating for a first organic light emitting layer on the first electrode;
Selectively printing a second coating for a second organic light-emitting layer having a higher insolubilizing temperature than the first coating on the second electrode;
By electromagnetic induction with respect to the first electrode and the second electrode, the second electrode generates heat at a higher temperature than the first electrode, and the generated heat heats the first coating film on the first electrode. Heating the second coating film on the second electrode to form a second organic light-emitting layer while forming the first organic light-emitting layer;
A method for producing an organic EL device, comprising:
[0207]
(Supplementary Note 16) a step of forming the first electrode on the insulating substrate;
Forming a second electrode on the insulating substrate that generates heat at a lower temperature than the first electrode for the first excitation frequency and generates higher temperature than the first electrode for the second excitation frequency; The process of
Forming a first coating film for a first organic light emitting layer on the first electrode, on the second electrode, and on the insulating substrate;
The first electrode is heated to a higher temperature than the second electrode by electromagnetic induction by placing the insulating substrate in a magnetic field of the first excitation frequency, and the heat is applied to the first coating film on the first electrode. A first insolubilizing step of selectively insolubilizing by heating
After the first insolubilizing step, the first coating is exposed to a liquid to selectively dissolve and remove the non-insolubilized portion of the first coating, and the first coating of the insolubilized portion is removed. Leaving the first organic light emitting layer on the first electrode;
Forming a second coating film for a second organic light emitting layer on the second electrode, on the first organic light emitting layer, and on the insulating substrate;
Placing the insulating substrate in a magnetic field of the second excitation frequency, causing the second electrode to generate heat at a higher temperature than the first electrode by electromagnetic induction, and generating the second coating film on the second electrode; A second insolubilizing step of selectively insolubilizing by heating
After the second insolubilizing step, the second coating film is exposed to a liquid to selectively dissolve and remove the non-insolubilized portion of the second coating film, and remove the insolubilized portion of the second coating film. Leaving on the second electrode as the second organic light emitting layer;
A method for producing an organic EL device, comprising:
[0208]
(Supplementary Note 17) A stacked film of a magnetic conductive film and a non-magnetic conductive film is used for both the first electrode and the second electrode, and the thickness of the non-magnetic conductive film in the first electrode is set to the second thickness. 17. The method for manufacturing an organic EL device according to claim 16, wherein the thickness of the non-magnetic conductive film in the electrode is larger than that of the non-magnetic conductive film.
[0209]
(Supplementary Note 18) An insulating substrate;
A cathode formed on the insulating substrate,
An organic light emitting layer formed on the cathode,
An anode formed on the organic light emitting layer,
With
An organic EL device, wherein the cathode comprises a magnetic conductive film or a laminated film including the magnetic conductive film. (4)
(Supplementary Note 19) An insulating substrate,
A transparent conductor pattern formed on the insulating substrate,
A conductive film formed on a side wall of the transparent conductor pattern and constituting an anode together with the transparent conductor pattern;
An organic light emitting layer formed on the anode,
A cathode formed on the organic light emitting layer,
An organic EL device comprising:
[0210]
(Supplementary note 20) The organic EL device according to supplementary note 19, wherein the conductive film is formed not only on the side wall of the transparent conductor pattern but also on an edge of an upper surface of the transparent conductor pattern.
[0211]
(Supplementary Note 21) An organic EL display device in which a plurality of the organic EL elements according to any one of Supplementary Notes 18 to 20 are arranged. (5)
[0212]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by heating the electrode by electromagnetic induction, the coating film on the electrode is insolubilized into the organic light emitting layer, and then, the coating film of the non-insolubilized portion is dissolved and removed. Therefore, the organic light emitting layer can be selectively formed on the electrode, and there is no need to pattern the organic light emitting layer using a resist as in the conventional example.
[0213]
In such electromagnetic induction, the insulating substrate made of an insulator is not heated, so that the insulating substrate is not likely to be deformed by heat. In addition, since heating can be started immediately from the time when the electrode is exposed to the magnetic field for electromagnetic induction, there is no time delay in heating. Further, since the degree of heating is substantially determined only by the interaction between the magnetic field and the electrode, the electrode can be heated with good reproducibility.
[0214]
Note that when a magnetic conductive film or a laminated film including the magnetic conductive film is used as an electrode, the temperature rise of the electrode becomes slower at the Curie temperature of the magnetic conductive film, so that the temperature control of the electrode becomes easy.
[0215]
Further, an electrode may be formed by the transparent conductive pattern and the conductive film on the side wall thereof, and the conductive film may be heated by electromagnetic induction to insolubilize the coating film on the electrode to form an organic light emitting layer. In this case, a bottom emission type organic EL element can be manufactured by using an optically transparent substrate as the insulating substrate.
[0216]
Further, by forming the conductive film on the side wall of the transparent conductor pattern in this manner, the resistance of the electrode can be reduced.
[0217]
When the conductive film as described above is formed on the side wall of the transparent conductor pattern, a resist smaller than the upper surface of the transparent conductor pattern is formed on the upper surface, so that the edge and the side wall of the upper surface of the transparent conductor pattern are formed by plating. Thus, the conductive film can be surely formed.
[0218]
Alternatively, by using the resist used for patterning the transparent conductor pattern as a plating resist for the conductive film, the process can be prevented from becoming complicated.
[0219]
Also, instead of heating the electrode by electromagnetic induction, a conductor pattern facing the electrode is brought into contact with or close to the coating film, and the conductor pattern is heated by electromagnetic induction to insolubilize the coating film. There are no restrictions on the design, and the electrode can be designed as desired.
[0220]
Further, even when a coating film is selectively printed on the electrode, it is not necessary to pattern the coating film using a resist.
[0221]
Also, a first electrode and a second electrode that generates heat at a lower temperature than the first electrode for the first excitation frequency and generates higher temperature than the first electrode for the second excitation frequency are formed. By doing so, the first and second organic light emitting layers that emit different colors can be separately applied on the first and second electrodes in a self-aligned manner.
[0222]
In any of the above inventions, during the step of insolubilizing the coating film by electromagnetic induction, the electrode is heated to a temperature higher than room temperature in advance by using an auxiliary heating means, so that a high-frequency alternating magnetic field is used. Without this, the electrode can be heated to a desired temperature.
[0223]
In addition, by performing such a step of insolubilizing the coating film in a vacuum or in an atmosphere of an inert gas, it is possible to prevent the organic light emitting layer from being exposed to oxygen or water to deteriorate its characteristics.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a process for manufacturing an organic EL device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view (part 2) illustrating a process for manufacturing the organic EL device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram of an alternating magnetic field generator used in each embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a graph showing a relationship between each heating value of a first cathode and a second cathode and an excitation frequency in the first embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a process for manufacturing the organic EL device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a sectional view (part 2) illustrating a process for manufacturing the organic EL device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a sectional view (No. 3) showing a step for manufacturing the organic EL device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a process for manufacturing the organic EL device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a sectional view (part 2) illustrating a process for manufacturing the organic EL device according to the third embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a process for manufacturing an organic EL device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a sectional view (part 2) illustrating a process for manufacturing the organic EL device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a sectional view (No. 3) showing a step for manufacturing the organic EL device according to the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a sectional view (part 4) illustrating a step of manufacturing an organic EL device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing another example of the heating substrate used in the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a step of manufacturing an organic EL device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view (No. 2) showing the process for manufacturing the organic EL device according to the fifth embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sectional view showing an auxiliary heating means according to another embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a plan view (part 1) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a plan view (part 2) illustrating the process of manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 21 is a sectional view (part 2) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 22 is a plan view (part 3) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 23 is a sectional view (No. 3) showing a step of manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 24 is a plan view (part 4) illustrating the process for manufacturing the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a cross-sectional view (No. 4) illustrating the manufacturing process of the organic EL display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a plan view (part 1) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 27 is a cross-sectional view (part 1) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 28 is a plan view (part 2) illustrating the process of manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 29 is a plan view of a heating substrate used in a second embodiment of the present invention.
FIG. 30 is a sectional view (No. 2) showing the process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 31 is a plan view (part 3) illustrating the process of manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 32 is a sectional view (No. 3) showing a step of manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 33 is a plan view (part 4) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 34 is a sectional view (part 4) illustrating a process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 35 is a plan view (part 5) illustrating the process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
FIG. 36 is a sectional view (No. 5) showing a process for manufacturing the organic EL display device according to the second embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Substrate, 2 ... 1st cathode, 3 ... 2nd cathode, 3a ... Magnetic conductive film, 3b ... Coating film, 4 ... 1st coating film, 4a ... 1st organic light emitting layer, 5 ... second coating film, 5a ... second organic light emitting layer, 6 ... first anode, 7 ... second anode, 8 ... coil, 10 ... ..First transparent conductor pattern, 11: second transparent conductor pattern, 12: non-magnetic conductive film, 13: first anode, 14, 15: resist pattern, 16: magnetic conductive Film, 17: second anode, 18: first coating, 18a: first organic light emitting layer, 19: second coating, 19a: second organic light emitting layer, 20 · ..First cathode, 21 ... second cathode, 22 ... transparent conductor pattern, 23 ... resist pattern, 24 ... conductive film, 25 ... anode, 26 ... coat, 26a・ ・Organic light emitting layer, 27 ... Cathode, 30R ... Red anode, 30B ... Blue anode, 30G ... Green anode, 31 ... Red coating film, 31R ... Red organic light emission Layer, 32: heating substrate, 33: conductor pattern, 34: blue coating, 34B: blue organic light emitting layer, 37: green coating, 37G: green organic Light emitting layer, 38R: red cathode, 38B: blue cathode, 38G: green cathode, 36: buffer film, 40R: red cathode, 40B: blue cathode, 40G: green cathode, 41: red coating, 41R: red organic light-emitting layer, 42: blue coating, 42B: blue organic light-emitting layer, 43: green Coating, 43G: green organic light emitting layer, 44R: red anode, 44B: blue anode, 44G - green anodes, 50 ... hot plate, 60, 66 ... data bus lines, 61, 65 ... scan bus lines, 70 ... exciting circuit.

Claims (5)

絶縁性基板上に電極を形成する工程と、
有機発光層用の塗膜を前記電極上と前記絶縁性基板上とに形成する工程と、
電磁誘導により前記電極を発熱させ、該発熱によって前記電極上の前記塗膜を選択的に加熱して不溶化する不溶化工程と、
前記不溶化工程後、前記塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記塗膜を有機発光層として前記電極上に残す工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。
Forming an electrode on the insulating substrate;
Forming a coating film for an organic light emitting layer on the electrode and the insulating substrate,
Heating the electrode by electromagnetic induction, and selectively heating and insolubilizing the coating film on the electrode by the heat generation;
After the insolubilization step, exposing the coating film to a liquid, and selectively dissolving and removing the uncoated portion of the coating film, the coating film of the insolubilized portion as an organic light emitting layer on the electrode. Leaving process,
A method for producing an organic EL device, comprising:
絶縁性基板上に電極を形成する工程と、
有機発光層用の塗膜を前記電極上と前記絶縁性基板上とに形成する工程と、
前記電極と対向する導体パターンを前記塗膜に近接若しくは当接させる工程と、
前記導体パターンを電磁誘導により発熱させ、該発熱によって該導体パターンに対向する前記電極上の前記塗膜を選択的に加熱して不溶化する不溶化工程と、
前記不溶化工程後、前記塗膜を液に曝し、不溶化されていない部分の前記塗膜を選択的に溶解して除去すると共に、不溶化された部分の前記塗膜を有機発光層として前記電極上に残す工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。
Forming an electrode on the insulating substrate;
Forming a coating film for an organic light emitting layer on the electrode and the insulating substrate,
A step of bringing the conductor pattern facing the electrode close to or in contact with the coating film,
An insolubilizing step of causing the conductive pattern to generate heat by electromagnetic induction, and selectively heating and insolubilizing the coating film on the electrode facing the conductive pattern by the generated heat,
After the insolubilization step, exposing the coating film to a liquid, and selectively dissolving and removing the uncoated portion of the coating film, the coating film of the insolubilized portion as an organic light emitting layer on the electrode. Leaving process,
A method for producing an organic EL device, comprising:
絶縁性基板上に電極を形成する工程と、
有機発光層用の塗膜を前記電極上に選択的に印刷する工程と、
前記電極を電磁誘導により発熱させ、該発熱によって前記電極上の前記塗膜を加熱して有機発光層にする工程と、
を有することを特徴とする有機EL素子の製造方法。
Forming an electrode on the insulating substrate;
Selectively printing a coating film for an organic light emitting layer on the electrode,
Causing the electrode to generate heat by electromagnetic induction, and heating the coating film on the electrode by the heat generation to form an organic light emitting layer;
A method for producing an organic EL device, comprising:
絶縁性基板と、
前記絶縁性基板上に形成された陰極と、
前記陰極上に形成された有機発光層と、
前記有機発光層上に形成された陽極と、
を備え、
前記陰極が、磁性導電膜又は該磁性導電膜を含む積層膜からなることを特徴とする有機EL素子。
An insulating substrate;
A cathode formed on the insulating substrate,
An organic light emitting layer formed on the cathode,
An anode formed on the organic light emitting layer,
With
An organic EL device, wherein the cathode comprises a magnetic conductive film or a laminated film including the magnetic conductive film.
請求項4に記載の前記有機EL素子を複数配列してなる有機EL表示装置。An organic EL display device comprising a plurality of the organic EL elements according to claim 4 arranged.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2016502271A (en) * 2012-11-23 2016-01-21 ネーデルランセ オルハニサチエ フォール トゥーヘパスト−ナツールウェーテンシャッペルック オンデルズク テーエヌオーNederlandse Organisatie voor toegepast−natuurwetenschappelijk onderzoek TNO Laminate manufacturing apparatus and manufacturing method

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