JP2008243406A - Electro-optical device and manufacturing method of electro-optical device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、隔壁で囲まれた領域内に薄膜が形成された基板を備えた電気光学装置、およびその製造方法に関するものである。 The present invention relates to an electro-optical device including a substrate having a thin film formed in a region surrounded by a partition wall, and a method for manufacturing the same.
近年、有機蛍光材料等の発光材料を液状組成物とし、この液状組成物を基材上にインクジェット法により吐出することにより、発光材料のパターニングを行う方法を採用して、陽極および陰極の間に該発光材料からなる発光層が挟持された構造の有機EL(エレクトロルミネッセンス)装置の開発が行われており、かかる有機EL装置は、例えば、複写機などの画像形成装置のラインヘッドや、表示装置などといった電気光学装置として用いられる。 In recent years, a light emitting material such as an organic fluorescent material is used as a liquid composition, and a method of patterning the light emitting material by ejecting the liquid composition onto a substrate by an ink jet method is employed between the anode and the cathode. An organic EL (electroluminescence) device having a structure in which a light emitting layer made of the light emitting material is sandwiched has been developed. Such an organic EL device is, for example, a line head of an image forming apparatus such as a copying machine or a display device. It is used as an electro-optical device.
また、液状組成物を吐出する際、所定領域から液状組成物がはみ出ないように、図6(a)に示すように、基板2上をバンクと称せられる隔壁112zで囲むとともに、隔壁112zをSiO2、TiO2などの無機化合物からなる親水性の第1の隔壁層112xと、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの有機化合物からなる撥水性の第2の隔壁層112yとを積層した構造とする技術が提案されている(特許文献1参照)。
近年、表示装置などでは画素の微細化が進んでおり、かかる微細化に対応するには、液状組成物の塗布領域(薄膜の形成領域)の精度をさらに向上する必要があり、それには、隔壁112zの形状などの精度も高める必要がある。しかしながら、従来は、第1の隔壁層112xを形成する際、無機化合物の層を形成した後、フォトリソグラフィ技術を用いてマスクを形成し、しかる後にエッチングするため、エッチング時のサイドエッチングなどの影響で高い精度で第1の隔壁層112xを形成できないという問題点がある。
In recent years, pixel miniaturization has progressed in display devices and the like, and in order to cope with such miniaturization, it is necessary to further improve the accuracy of the application region (thin film formation region) of the liquid composition. It is also necessary to improve the accuracy of the shape of 112z. However, conventionally, when the
また、隔壁112zでは、第1の隔壁層112xの側面壁と第2の隔壁層112yの側面壁とが連続した面を形成していることが好ましく、かかる構造を実現するには、第1の隔壁層112xを形成するための無機化合物の層を形成した後、第2の隔壁層112yを形成し、次に、第2の隔壁層112yをマスクにして無機化合物の層をドライエッチングによりパターニングすればよいはずである。しかしながら、第2の隔壁層112yは樹脂であるため、第2の隔壁層112yと、第1の隔壁層112xを構成する無機化合物の層とでは、ドライエッチングの際のエッチング速度に差があり過ぎて、図6(b)に示すように、第1の隔壁層112xが第2の隔壁層112yの側面壁からみて引っ込んだ位置に形成されたオーバーハング構造になってしまうという問題点がある。
In the
また、第2の隔壁層112yに撥水性を付与するために、CF4ガスを用いてプラズマ処理を行うことが多いが、プラズマ処理は基板2のサイズあるいは配線の状況によってプラズマの発生具合にむらが発生しやすく、その結果、基板2の濡れ性がばらつき、膜厚むらなどを発生させるという問題点がある。また、CF4ガスを用いてプラズマ処理を行うと、バンクの一部がエッチングされ、それによって発生したパーティクルが基板に付着するという問題点もある。
Further, in order to impart water repellency to the
以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、薄膜の形成範囲を規定する隔壁を高い精度で形成することのできる電気光学装置、およびその製造方法を提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an electro-optical device capable of forming a partition defining a thin film formation range with high accuracy, and a method for manufacturing the same.
また、本発明の課題は、CF4ガスを用いてプラズマ処理を行なわなくても、第2の隔壁層に撥水性を付与することのできる電気光学装置、およびその製造方法を提供することにある。 It is another object of the present invention to provide an electro-optical device capable of imparting water repellency to the second partition layer without performing plasma treatment using CF 4 gas, and a method for manufacturing the same. .
上記課題を解決するために、本発明では、第1の隔壁層の上に第2の隔壁層が積層された隔壁で囲まれた領域内に薄膜が形成された基板を備えた電気光学装置において、前記第1の隔壁層は第1の樹脂材料で形成され、前記第2の隔壁層は、前記第1の樹脂材料より撥水性の高い第2の樹脂材料により形成されていることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the present invention provides an electro-optical device including a substrate in which a thin film is formed in a region surrounded by a partition wall in which a second partition layer is stacked on a first partition layer. The first partition layer is formed of a first resin material, and the second partition layer is formed of a second resin material having higher water repellency than the first resin material. To do.
本発明では、隔壁を構成する第1の隔壁層および第2の隔壁層はいずれも樹脂材料からなる。このため、本発明では、以下の製造方法を適用することができるので、第1の隔壁層および第2の隔壁層のいずれについても形状などの精度が高い状態で形成することができる。また、第2の隔壁層は、第1の樹脂材料より撥水性の高い第2の樹脂材料により形成され、樹脂材料自身が撥水性を備えている。このため、CF4ガスを用いてプラズマ処理を行なわなくても、第2の隔壁層が撥水性を備えているので、プラズマ処理によって、基板の濡れ性がばらつくなどの問題が発生しない。 In the present invention, both the first partition layer and the second partition layer constituting the partition are made of a resin material. For this reason, in the present invention, since the following manufacturing method can be applied, both the first partition layer and the second partition layer can be formed with high accuracy such as shape. Further, the second partition layer is formed of a second resin material having higher water repellency than the first resin material, and the resin material itself has water repellency. For this reason, even if the plasma treatment is not performed using the CF 4 gas, the second partition wall layer has water repellency, so that problems such as variations in wettability of the substrate due to the plasma treatment do not occur.
本発明では、第1の隔壁層の上に第2の隔壁層が積層された隔壁で囲まれた領域内に薄膜が形成された基板を備えた電気光学装置の製造方法において、前記第1の隔壁層を形成するための樹脂層を形成する第1の隔壁用樹脂層形成工程と、前記樹脂層の上層に、所定パターンをもつ第2の隔壁層を前記樹脂層より撥水性の高い樹脂材料により形成する第2の隔壁層形成工程と、前記第2の隔壁層をマスクにして前記樹脂層をパターニングして、前記第2の隔壁層の下層側に前記第1の隔壁層を形成する第1の隔壁層形成工程と、前記隔壁で囲まれた領域内に薄膜形成用液状物を配置する液状物配置工程と、を有することを特徴とする。 According to the present invention, in the method of manufacturing an electro-optical device including a substrate in which a thin film is formed in a region surrounded by a partition wall in which a second partition layer is stacked on a first partition layer, A first partition wall resin layer forming step of forming a resin layer for forming the partition wall layer, and a resin material having a higher water repellency than the resin layer by providing a second partition wall layer having a predetermined pattern on the resin layer And forming the first partition layer on the lower layer side of the second partition layer by patterning the resin layer using the second partition layer as a mask. 1 partition wall layer forming step, and a liquid material disposing step of disposing a liquid material for forming a thin film in a region surrounded by the partition wall.
本発明の別の形態では、第1の隔壁層の上に第2の隔壁層が積層された隔壁で囲まれた領域内に薄膜が形成された基板を備えた電気光学装置の製造方法において、第1の樹脂材料を塗布した後、露光、現像して前記第1の隔壁層を形成する第1の隔壁層形成工程と、前記第1の隔壁層の上層に、前記第1の樹脂材料より親水性の低い第2の樹脂材料を塗布した後、露光、現像して前記第1の隔壁層の上層に前記第2の隔壁層を積層する第2の隔壁層形成工程と、前記隔壁で囲まれた領域内に薄膜形成用液状物を配置する液状物配置工程と、を有することを特徴とする。 In another aspect of the present invention, in a method of manufacturing an electro-optical device including a substrate in which a thin film is formed in a region surrounded by a partition wall in which a second partition layer is stacked on a first partition layer. After the first resin material is applied, the first partition material layer is formed by exposing and developing to form the first partition wall layer, and the first resin material is formed on the first partition wall layer. A second partition layer forming step of applying a second resin material having low hydrophilicity, and then exposing and developing to laminate the second partition layer on top of the first partition layer; A liquid material disposing step of disposing a liquid material for forming a thin film in the region.
本発明において、前記第2の樹脂材料は、例えば、含フッ素樹脂材料であることが好ましい。 In the present invention, the second resin material is preferably a fluorine-containing resin material, for example.
本発明において、前記第1の隔壁層の側面壁と前記第2の隔壁層の側面壁とは、連続した面を形成していることが好ましい。 In the present invention, it is preferable that the side wall of the first partition wall layer and the side wall of the second partition wall layer form a continuous surface.
本発明において、前記薄膜は、少なくとも有機発光層を含む機能層であり、この場合、前記薄膜の下層側に第1の電極が形成され、前記機能層の上層側に第2の電極が形成されることになる。 In the present invention, the thin film is a functional layer including at least an organic light emitting layer. In this case, a first electrode is formed on the lower layer side of the thin film, and a second electrode is formed on the upper layer side of the functional layer. Will be.
本発明において、前記第1の隔壁層の親水性を高めるための親水処理工程を有することが好ましい。この場合、前記親水処理工程では、例えば、酸素プラズマ処理またはUVオゾン処理を行なう。 In this invention, it is preferable to have a hydrophilic treatment process for improving the hydrophilicity of the said 1st partition layer. In this case, in the hydrophilic treatment step, for example, oxygen plasma treatment or UV ozone treatment is performed.
本発明に係る電気光学装置は、複写機などの画像形成装置のラインヘッドや、表示装置などといった電子機器に用いられる。 The electro-optical device according to the present invention is used in an electronic apparatus such as a line head of an image forming apparatus such as a copying machine or a display device.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。本発明は、複数の薄膜形成領域の全域にわたって薄膜が薄膜形成領域毎に独立して形成された電気光学装置に適用されるものであるが、以下の説明では、有機EL装置において、各画素毎に発光素子(有機EL素子の機能層(正孔注入・輸送層および発光層)を形成する場合に本発明を適用した例を説明する。なお、参照する図面において、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材に縮尺は実際のものとは異なるように表している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The present invention is applied to an electro-optical device in which a thin film is formed independently for each thin film formation region over the entire area of the plurality of thin film formation regions. An example in which the present invention is applied to the case of forming a light emitting element (functional layer (hole injection / transport layer and light emitting layer) of an organic EL element) will be described. Therefore, the scale of each layer and each member is different from the actual one.
[実施の形態1]
(電気的構成)
図1は、本発明が適用される電気光学装置の一例としてのアクティブマトリクス型の有機EL表示装置の電気的構成を示すブロック図である。図1に示す電気光学装置1は、複数の走査線101と、走査線101に対して交差する方向に延びる複数の信号線102と、信号線102に並列に延びる複数の電源線103とがそれぞれ配線された構成を有するとともに、走査線101および信号線102の各交点付近に、画素領域100が設けられている。信号線102には、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオラインおよびアナログスイッチを備えるデータ側駆動回路104が接続され、走査線101には、シフトレジスタおよびレベルシフタを備える走査側駆動回路105が接続されている。画素領域100の各々には、走査線101を介して走査信号がゲート電極に供給されるスイッチング用の薄膜トランジスタ122と、このスイッチング用の薄膜トランジスタ122を介して信号線102から供給される画素信号を保持する保持容量7と、保持容量7によって保持された画素信号がゲート電極に供給される駆動用の薄膜トランジスタ123と、この駆動用の薄膜トランジスタ123を介して電源線103に電気的に接続したときに当該電源線103から駆動電流が流れ込む画素電極111(陽極/第1の電極)と、この画素電極111と陰極12(第2の電極)との間に挟まれた機能層110とが設けられている。ここで、画素電極111、機能層110および陰極12は、有機EL素子からなる発光素子5を構成している。
[Embodiment 1]
(Electrical configuration)
FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration of an active matrix organic EL display device as an example of an electro-optical device to which the present invention is applied. The electro-
かかる構成によれば、走査線101が駆動されてスイッチング用の薄膜トランジスタ122がオンになると、そのときの信号線102の電位が保持容量7に保持され、該保持容量7に状態に応じて、駆動用の薄膜トランジスタ123のオン・オフ状態が決まる。そして、駆動用の薄膜トランジスタ123のチャネルを介して、電源線103から画素電極111に電流が流れ、さらに機能層110を介して陰極12に電流が流れる。その結果、機能層110は、これを流れる電流量に応じて発光する。
According to such a configuration, when the
(各画素領域の構成)
図2(a)、(b)は、本発明の実施の形態1に係る電気光学装置の断面図、および隔壁周辺を拡大して示す断面図である。有機EL装置の基本的な構造は周知であるため、その詳細説明は省略するが、本形態の電気光学装置1の断面構造は概ね、図2(a)に示すように表される。図2(a)には、赤(R)、緑(G)、青(B)の3色分の画素領域100が示されており、基板2上には、薄膜トランジスタなどにより画素駆動回路が形成された回路素子部14と、ITO膜などからなる画素電極111と、機能層110を備えた発光素子部11と、陰極12とが順次積層された構成になっている。陰極12の表面側には、封止樹脂、封止基板、封止缶などにより封止部が構成されるが、本発明と直接的な関係がないので、その図示を省略してある。
(Configuration of each pixel area)
2A and 2B are a cross-sectional view of the electro-optical device according to
本形態の電気光学装置1において、陰極12はAl(アルミニウム)などの反射材料から構成されており、機能層110から基板2側に発した光は、回路素子部14および基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるとともに、機能層110から基板2の反対側に発した光は、陰極12により反射されて回路素子部14および基板2を透過して基板2の下側(観測者側)に出射されるようになっている。なお、陰極12として、ITO、Pt、Ir、Ni、Pdなどの透明な材料を用い、かつ、画素電極111の下層側に反射層を形成すれば、陰極12側から光を出射させることができる。
In the electro-
以下、各部分の構成を具体的に説明する。まず、回路素子部14では、基板2上にシリコン酸化膜からなる下地保護膜2cが形成され、この下地保護膜2c上に多結晶シリコンからなる島状の半導体膜141が形成されている。半導体膜141には、ソース領域141aおよびドレイン領域141bが高濃度P(リン)イオン打ち込みにより形成され、Pが導入されなかった部分がチャネル領域141cとなっている。また、回路素子部14には、下地保護膜2cおよび半導体膜141を覆う透明なゲート絶縁膜142が形成され、ゲート絶縁膜142上にはAl、Mo、Ta、Ti、W等からなるゲート電極143(走査線101)が形成され、ゲート電極143およびゲート絶縁膜142上には透明な第1層間絶縁膜144aと第2層間絶縁膜144bが形成されている。ゲート電極143は半導体膜141のチャネル領域141cに対応する位置に形成されている。また、層間絶縁膜144a、144bには、これらの絶縁膜を貫通して半導体膜141のソース、ドレイン領域141a、141bにそれぞれ接続されたコンタクトホール145、146が形成されている。
Hereinafter, the structure of each part is demonstrated concretely. First, in the
第2層間絶縁膜144b上には、ITO等からなる透明な画素電極111が所定形状にパターニング形成されており、一方のコンタクトホール145がこの画素電極111に接続され、他方のコンタクトホール146が電源線103に接続されている。このようにして、回路素子部14には、各画素電極111に接続された駆動用の薄膜トランジスタ123が形成されている。なお、回路素子部14には、前述した保持容量7およびスイッチング用の薄膜トランジスタ122も形成されているが、図2(a)ではこれらの図示を省略してある。
A
次に、発光素子部11には、複数の画素電極111の上層に積層された機能層110と、隣接する機能層110の間に形成されて各機能層110の周りを囲むバンク状の隔壁112とが構成されている。本形態では、機能層110が本発明における薄膜に相当し、隔壁112で囲まれた領域が本発明における薄膜形成領域に相当する。
Next, in the light emitting element portion 11, a bank-shaped
機能層110上には陰極12が形成されており、画素電極111、機能層110および陰極12によって発光素子5が構成されている。
A
機能層110は、例えば、画素電極111上に積層された正孔注入・輸送層110aと、正孔注入・輸送層110a上に積層された発光層110bとから構成されている。なお、発光層110bに隣接してその他の機能を有する他の機能層、例えば、インターレイアー層や電子輸送層を形成することもある。正孔注入・輸送層110aは、正孔を発光層110bに注入する機能を有するとともに、正孔を正孔注入・輸送層110a内部において輸送する機能を有する。また、発光層110bでは、正孔注入・輸送層110aから注入された正孔と、陰極12から注入される電子が発光層で再結合し、発光が行われる。ここで、発光層110bは、各画素が対応する色毎に、赤色(R)に発光する赤色発光層、緑色(G)に発光する緑色発光層、および青色(B)に発光する青色発光層として形成されている。
The
正孔注入・輸送層110aは、後述するように、正孔注入・輸送層形成材料および極性溶媒を含む液状組成物を隔壁112の内側に吐出してから極性溶媒を除去して形成されたものである。発光層110bも、発光層形成材料および極性溶媒を含む液状組成物を隔壁112の内側に吐出してから極性溶媒を除去して形成されたものである。
The hole injecting / transporting
陰極12は、発光素子部11の全面に形成されており、画素電極111と対になって機能層110に電流を流す役割を果たす。陰極12は、例えば、カルシウム層とアルミニウム層とが積層されて構成されている。このとき、発光層に近い側の陰極には仕事関数が低いものを設けることが好ましく、特にこの形態においては発光層110bに直接に接して発光層110bに電子を注入する役割を果たす。なお、発光層110bの材料によっては発光効率を高めることを目的に、発光層110bと陰極12との間にLiFを形成する場合もある。ここで、陰極12を形成するアルミニウムは、発光層110bから発した光を基板2側に反射させるもので、Al膜の他、Ag膜、AlとAgの積層膜等を用いることができる。
The
(隔壁の構成)
図2(a)、(b)に示すように、隔壁112は、正孔注入・輸送層110aや発光層110bを形成するための液状組成物を塗布する範囲を規定するものであり、本形態では、下層側(基板2側)に位置する第1の隔壁層112aと、この第1の隔壁層112aの上層に積層された第2の隔壁層112bとから構成されている。
(Structure of the partition wall)
As shown in FIGS. 2 (a) and 2 (b), the
このような隔壁112において、第1の隔壁層112aは、厚さが例えば50〜200nmの範囲である。また、第1の隔壁層112aは、親水性が高く、水との接触角が小さい。このため、第1の隔壁層112aは、正孔注入・輸送層110aや発光層110bを形成するための液状組成物に対して親液性を備えている。このような親水性の第1の隔壁層112aは、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の第1の樹脂材料により構成することにより実現することができる。
In such a
これに対して、第2の隔壁層112bは、厚さが例えば0.1〜3.5μmの範囲であり、第1の隔壁層112aに比して厚い。また、第2の隔壁層112bは、第1の隔壁層112aに比較して親水性が低く、水との接触角が大きい。このため、第2の隔壁層112bは、正孔注入・輸送層110aや発光層110bを形成するための液状組成物に対して撥液性を備えている。このような撥水性の第2の隔壁層112bを構成するにあたって、本形態では、含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂といった含フッ素樹脂材料(第2の樹脂材料)により構成することにより実現されている。かかる含フッ素樹脂は、フッ素結合を備えており、樹脂自身が撥水性を備えている。このため、本形態では、第2の隔壁層112bに対しては、CF4ガスを用いてのプラズマ処理が施されていない。
On the other hand, the
また、本形態において、第1の隔壁層112aの側面壁112cと、第2の隔壁層112bの側面壁112dとは、面一状態にあり、連続した面を形成している。
In this embodiment, the
(電気光学装置1の製造方法)
図3および図4を参照して本形態の電気光学装置1の製造方法を説明する。図3および図4は、本形態の電気光学装置1の製造工程を示す工程断面図である。
(Method of manufacturing electro-optical device 1)
A method of manufacturing the electro-
本形態の電気光学装置1を製造するにあたっては、回路素子部14を形成した後、以下の工程
ST11:隔壁形成工程
ST12:撥液化工程
ST13:正孔注入・輸送層形成液塗布工程
ST14:正孔注入・輸送層定着工程
ST15:発光層形成液塗布工程
ST16:発光層定着工程
を行う。なお、製造方法はこれに限られるものではなく必要に応じてその他の工程が除かれる場合、また追加される場合もある。
In manufacturing the electro-
以下、図3および図4も参照して、上記の各工程を説明する。図3(a)〜(c)に示す隔壁形成工程ST11では、まず、図3(a)に示すように、第1の隔壁用樹脂層形成工程において、基板2の全面に、第1の隔壁層112aを形成するためのアクリル樹脂やポリイミド樹脂などの樹脂層112eをスピンコート法などで塗布した後、ベークする。
Hereinafter, the respective steps will be described with reference to FIGS. 3 and 4 as well. In the partition formation step ST11 shown in FIGS. 3A to 3C, first, as shown in FIG. 3A, in the first partition resin layer formation step, the first partition is formed on the entire surface of the
次に、図3(b)に示すように、第2の隔壁層形成工程において、樹脂層112eの上層に含フッ素樹脂からなる第2の隔壁層112bを所定パターンに形成する。より具体的には、含フッ素樹脂として感光性樹脂を用い、樹脂層112eの上層に含フッ素樹脂材料(含フッ素アクリル樹脂材料や含フッ素ポリイミド樹脂材料)を塗布した後、露光、現像し、第2の隔壁層112bを所定パターンに形成する。ここで、第2の隔壁層112bの厚さは、0.1〜3.5μmの範囲が好ましく、特に2μm程度がよい。厚さが0.1μm未満では、後述する正孔注入・輸送層および発光層の合計厚より第2の隔壁層112bが薄く、発光層110bが溢れてしまうので好ましくない。また、厚さが3.5μmを越えると、陰極12のステップカバレッジが確保できなくなるので好ましくない。また、第2の隔壁層112bの厚さを2μm以上にすれば、陰極12と駆動用の薄膜トランジスタ123との絶縁を高めることができる。
Next, as shown in FIG. 3B, in the second partition layer forming step, a
次に、第1の隔壁層形成工程では、第2の隔壁層112bをマスクにして樹脂層112eをパターニングして、図3(c)に示すように、第2の隔壁層112bの下層側に第1の隔壁層112aを形成する。より具体的には、第2の隔壁層112bをマスクにして樹脂層112eにドライエッチングを行なって、第2の隔壁層112bの下層側に第1の隔壁層112aを形成する。その際、樹脂層112e(第1の隔壁層112a)および第2の隔壁層112bはいずれも樹脂材料であるため、エッチング速度が等しい。それ故、第1の隔壁層112aの側面壁112cと、第2の隔壁層112bの側面壁112dとは、面一状態になり、連続した面を形成することになる。
Next, in the first partition layer forming step, the
次に、図4(a)に示す正孔注入・輸送層形成液塗布工程ST13では、例えば、インクジェットヘッドH1と基板2とを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドH1の複数のノズルH2から正孔注入・輸送層形成材料を含む液状組成物を画素電極111上に吐出する。ここで、画素電極111の周囲には隔壁112が形成されており、インクジェットヘッドH1のノズルH2から吐出された液滴110cは、隔壁112で囲まれた領域に着弾し、画素電極111上で広がる。その際、液滴110cが所定の吐出位置からはずれて隔壁112の上面112f上に吐出されたとしても、上面112fは撥液性を備えているため、液滴110cで濡れることがなく、はじかれた液滴110cが隔壁112内に転がり込む。ここで、液状組成物としては、ポリオレフィン誘導体である3、4−ポリエチレンジオシチオフェン/ポリスチレンスルホン酸(PEDOT/PSS)や、ポリマー前駆体がポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1、1−ビス−(4−N、N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン等の正孔注入・輸送層形成材料を極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール、ノルマルブタノール、γ−ブチロラクトン、N−メチルピロリドン、1、3−ジメチル−2−イミダゾリジノンおよびその誘導体、カルビト−ルアセテート、ブチルカルビト−ルアセテート等のグリコールエーテル類等を挙げることができる。なお、正孔注入・輸送層形成材料は、赤(R)、緑(G)、青(B)の各画素で同じ材料を用いても良く、各画素で組成を変えても良い。
Next, in the hole injection / transport layer forming liquid application step ST13 shown in FIG. 4A, for example, while the inkjet head H1 and the
次に、図4(b)に示す正孔注入・輸送層定着工程ST14を行う。それには、吐出後の液状組成物を加熱、乾燥処理し、液状組成物に含まれる極性溶媒を蒸発させ、正孔注入・輸送層110aを定着させる。なお、上記の定着処理は、例えば窒素雰囲気中、室温で圧力を例えば133.3Pa(1Torr)程度にして行う。圧力が低すぎると液滴110cが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中で200℃で10分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔注入・輸送層110a内に残存する極性溶媒や水を完全に除去することが好ましい。
Next, a hole injection / transport layer fixing step ST14 shown in FIG. 4B is performed. For this purpose, the discharged liquid composition is heated and dried, the polar solvent contained in the liquid composition is evaporated, and the hole injection /
次に、発光層110bを形成するが、その前に正孔注入・輸送層110aに対する表面改質工程を行うことがある。発光層形成工程ST15では、正孔注入・輸送層110aの再溶解を防止するために、発光層形成の際に用いる液状組成物の溶媒として、正孔注入・輸送層110aに対して不溶な非極性溶媒を用いる。しかしその一方で正孔注入・輸送層110aは、非極性溶媒に対する親和性が低いため、非極性溶媒を含む液状組成物を正孔注入・輸送層110a上に吐出しても、正孔注入・輸送層110aと発光層110bとを密着させることができなくなるか、あるいは発光層110bを均一に塗布できないおそれがある。そこで、発光層形成工程ST15の前に、発光層110bを形成する際に用いる液状組成物の非極性溶媒と同一溶媒またはこれに類する溶媒からなる表面改質材、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン、トルエン、キシレン、あるいはそれらの混合物等をインクジェット法(液滴吐出法)、スピンコート法またはディップ法により正孔注入・輸送層110a上に塗布した後に乾燥させる。このような表面改質工程を行うことで、正孔注入・輸送層110aの表面が非極性溶媒になじみやすくなり、この後の工程で、発光層形成材料を含む液状組成物を正孔注入・輸送層110aに均一に塗布することができる。なお、上記の表面改質材に、正孔輸送性材料を溶解した組成物をインクジェット法により正孔注入・輸送層110a上に塗布して乾燥させても良い。
Next, the
次に、図4(c)に示す発光層形成工程ST15では、例えば、インクジェットヘッドH5と基板2とを相対的に移動させながら、インクジェットヘッドH5の複数のノズルH6から発光層形成材料を含む液状組成物を正孔注入・輸送層110a上に吐出する。その際、発光層形成用の液状組成物は、各画素が対応する色に応じた組成の液状組成物が吐出される。ここで、正孔注入・輸送層110aの周囲には隔壁112が形成されており、インクジェットヘッドH5のノズルH6から吐出された液滴110eは、隔壁112で囲まれた領域に着弾し、正孔注入・輸送層110a上で広がる。その際、液滴110eが所定の吐出位置からはずれて隔壁112の上面112f上に吐出されたとしても、上面112fは撥液性を備えているため、液滴110eで濡れることがなく、はじかれた液滴110eが隔壁112内に転がり込む。
Next, in the light emitting layer forming step ST15 shown in FIG. 4C, for example, a liquid containing the light emitting layer forming material from the plurality of nozzles H6 of the ink jet head H5 while relatively moving the ink jet head H5 and the
このような液状組成物としては、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料に、ペリレン系色素、クマリン系色素、ローダミン系色素、例えばルブレン、ペリレン、9、10−ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープした発光層形成材料を非極性溶媒に配合したものを用いる。発光層形成材料としては、二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非極在化しているπ共役系高分子材料が、導電性高分子でもあることから発光性能に優れるため、好適に用いられる。特に、その分子内にフルオレン骨格を有する化合物、すなわちポリフルオレン系化合物がより好適に用いられる。また、このような材料以外にも、例えば特開平11−40358号公報に示される有機EL素子用組成物、すなわち共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光特性を変化させるための少なくとも1種の蛍光色素とを含んでなる有機EL素子用組成物も、発光層形成材料として使用可能である。また、非極性溶媒としては、正孔注入・輸送層110aに対して不溶なものが好ましく、例えば、シクロへキシルベンゼン、ジハイドロベンゾフラン、トリメチルベンゼン、テトラメチルベンゼン等を用いることができる。このような非極性溶媒を発光層形成用の液状組成物に用いることにより、正孔注入・輸送層110aを再溶解させることなく発光層形成用の液状組成物を塗布できる。
Examples of such a liquid composition include polyfluorene derivatives, polyphenylene derivatives, polyvinyl carbazole, polythiophene derivatives, or polymer materials such as perylene dyes, coumarin dyes, rhodamine dyes such as rubrene, perylene, 9, 10 -The thing which mix | blended the light emitting layer forming material doped with diphenylanthracene, tetraphenyl butadiene, Nile red, coumarin 6, quinacridone etc. in the nonpolar solvent is used. As a light-emitting layer forming material, a π-conjugated polymer material in which double-bonded π electrons are non-polarized on a polymer chain is also a conductive polymer, so that it has excellent light-emitting performance and is therefore preferably used. . In particular, a compound having a fluorene skeleton in the molecule, that is, a polyfluorene compound is more preferably used. In addition to such materials, for example, a composition for an organic EL device disclosed in JP-A-11-40358, that is, a precursor of a conjugated polymer organic compound, and at least one kind for changing light emission characteristics A composition for an organic EL device comprising the above fluorescent dye can also be used as a light emitting layer forming material. The nonpolar solvent is preferably insoluble in the hole injecting / transporting
次に、図4(d)に示す発光層定着工程を行う。それには、吐出後の液状組成物を加熱、乾燥処理し、液状組成物に含まれる非極性溶媒を蒸発させ、発光層110bを定着させる。なお、上記の定着処理は、例えば、窒素雰囲気中、室温で圧力を133.3Pa(1Torr)程度として5〜10分行う。圧力が低すぎると液状組成物が突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上にすると、非極性溶媒の蒸発速度が高まり、発光層形成材料が隔壁112の壁面に多く付着してしまうので好ましくない。なお、その他の乾燥の手段としては、遠赤外線照射法、高温窒素ガス吹付法等を例示できる。
Next, the light emitting layer fixing step shown in FIG. For this purpose, the discharged liquid composition is heated and dried to evaporate the nonpolar solvent contained in the liquid composition, thereby fixing the
このようにして、画素電極111上に正孔注入・輸送層110aおよび発光層110bを形成した後は、図示を省略するが、対向電極形成工程において、発光層110bおよび第2の隔壁層112bの全面に陰極12(対向電極)を形成した後、封止樹脂、封止基板、封止缶などで陰極12の表面を覆う。
After the hole injection /
(本形態の主な効果)
以上説明したように、本形態では、第2の隔壁層112bは撥液性を備えているため、正孔注入・輸送層形成用の液状組成物および発光層形成用の液状組成物を隔壁112の内側に塗布した際、液状組成物が隔壁112を乗り越えて隣接する領域にはみ出すことがないので、隔壁112で囲まれた領域が狭い場合でも、液状組成物を正確に塗布することができる。
(Main effects of this form)
As described above, in this embodiment, since the
また、樹脂材料からなる第2の隔壁層112bをマスクにして樹脂層112eにドライエッチングを行なって、第2の隔壁層112bの下層側に第1の隔壁層112aを形成するため、第1の隔壁層112aの側面壁112cと、第2の隔壁層112bの側面壁112dとは、面一状態にあり、余計な段差がない。それ故、画素電極111上に正孔注入・輸送層110aおよび発光層110bを平坦に形成することができるので、発光素子5(有機EL素子)を微細化した場合でも、発光素子5の発光特性および信頼性を向上することができる。
Further, the
[実施の形態2]
図5(a)、(b)は、本発明の実施の形態2に係る電気光学装置の断面図、および隔壁周辺を拡大して示す断面図である。なお、本形態は、基本的な構成が実施の形態1と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付して図示することにしてそれらの説明を省略する。
[Embodiment 2]
5A and 5B are a cross-sectional view of the electro-optical device according to the second embodiment of the present invention and a cross-sectional view showing the periphery of the partition wall in an enlarged manner. Since the basic configuration of the present embodiment is the same as that of the first embodiment, common portions are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
図5(a)、(b)に示すように、本形態でも、実施の形態1と同様、基板2上には、正孔注入・輸送層110aや発光層110bを形成するための液状組成物を塗布する範囲を規定する隔壁112が形成されており、隔壁112は、下層側(基板2側)に位置する第1の隔壁層112aと、この第1の隔壁層112aの上層に積層された第2の隔壁層112bとから構成されている。このような隔壁112において、第1の隔壁層112aは、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の第1の樹脂材料により構成され、親水性が高い。これに対して、第2の隔壁層112bは、含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂といった含フッ素樹脂材料(第2の樹脂材料)により構成され、第1の隔壁層112aに比較して親水性が低い。ここで、第1の隔壁層112aの側面壁112cは、第2の隔壁層112bの側面壁112dから張り出している。
As shown in FIGS. 5 (a) and 5 (b), in this embodiment as well, the liquid composition for forming the hole injection /
このような構成の隔壁112を形成するにあたっては、まず、アクリル樹脂やポリイミド樹脂等の第1の樹脂材料を塗布した後、露光、現像して第1の隔壁層112aを形成する第1の隔壁層形成工程を行なう。次に、第1の隔壁層112aの上層に、第1の樹脂材料より親水性の低い含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂などの第2の樹脂材料を塗布した後、露光、現像して第1の隔壁層112aの上層に第2の隔壁層112bを積層する第2の隔壁層形成工程を行なう。
In forming the
このようにして隔壁112を形成した後は、図4を参照して説明したように、隔壁112で囲まれた領域内に、正孔注入・輸送層形成用の液状組成物および発光層形成用の液状組成物を塗布する液状物配置工程を行なう。
After the
このような製造方法でも、隔壁112を形成する際、無機化合物をエッチングすることがないので、サイドエッチングなどの影響で隔壁112の形状精度が低下することがない。
Even in such a manufacturing method, since the inorganic compound is not etched when the
[他の実施の形態]
実施の形態2では、第1の隔壁層112aを形成する際の露光マスクと、第2の隔壁層112bを形成する際の露光マスクとにおいてマスクパターンを相違させたため、隔壁112において、第1の隔壁層112aの側面壁112cが第2の隔壁層112bの側面壁112dから張り出している構成であったが、第1の隔壁層112aを形成する際の露光マスクと、第2の隔壁層112bを形成する際の露光マスクとにおいて、同一のマスクパターンにして、第1の隔壁層112aの側面壁112cと、第2の隔壁層112bの側面壁112dとが面一状態にある隔壁112を形成してもよい。
[Other embodiments]
In
また、第1の隔壁層112aを形成するための第1の樹脂材料と、第2の隔壁層112bを形成するための第2の樹脂材料とを順次、塗布して、一括露光、現像し、第1の隔壁層112aの側面壁112cと、第2の隔壁層112bの側面壁112dとが面一状態にある隔壁112を形成してもよい。
In addition, a first resin material for forming the first
さらに、隔壁112を形成した後、酸素を処理ガスとするプラズマ処理や、UV照射下でオゾンと接触させるUVオゾン処理などの親水化処理工程を行なって、第1の隔壁層112aの親水性を高めてもよい。その場合、第2の隔壁層112bも、プラズマ処理やUVオゾン処理に晒されることになるが、第2の隔壁層112bは、全体が含フッ素アクリル樹脂や含フッ素ポリイミド樹脂などから構成されているので、かかる処理によって撥水性が損なわれることはない。
Further, after the
また、実施の形態2の場合、第1の隔壁層112aを形成し、第2の隔壁層112bを形成する前の状態で、酸素を処理ガスとするプラズマ処理や、UV照射下でオゾンと接触させるUVオゾン処理などの親水化処理工程を行なってもよい。
In the case of
本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記形態では、有機EL装置において、発光素子5を形成するのに本発明を適用したが、薄膜が隔壁により囲まれた領域内の全域にわたって形成されている場合であれば、カラーフィルタを形成するのに適用してもよい。このようなカラーフィルタは、例えば、有機EL装置において、白色光を出射する発光素子5を形成し、この白色光をカラーフィルタに通すことによりカラー画像を表示するのに利用される。また、カラーフィルタは、例えば、電気光学装置のうち、液晶装置において、カラー画像を表示するのに利用される。さらに、液状組成物の塗布、乾燥により薄膜を配線や電極として形成する場合に本発明を適用してもよい。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to form the
1・・電気光学装置、2・・基板、5・・発光素子、12・・陰極(第2の電極)、100・・画素領域、110・・機能層、110a・・正孔注入・輸送層(機能層)、110b・・発光層(機能層)、111・・画素電極(第1の電極)、112・・隔壁、112a・・第1の隔壁層、112b・・第2の隔壁層、112c・・第1の隔壁層の側面壁、112d・・第2の隔壁層の側面壁 1 .. Electro-optical device, 2 .. Substrate, 5 .. Light emitting element, 12 .. Cathode (second electrode), 100... Pixel region, 110... Functional layer, 110 a. (Functional layer), 110b... Light emitting layer (functional layer), 111... Pixel electrode (first electrode), 112 .. partition wall, 112 a... First partition layer, 112 b. 112c .. Side wall of the first partition layer, 112d .. Side wall of the second partition layer
Claims (8)
前記第1の隔壁層は第1の樹脂材料で形成され、
前記第2の隔壁層は、前記第1の樹脂材料より撥水性の高い第2の樹脂材料により形成されていることを特徴とする電気光学装置。 In an electro-optical device including a substrate in which a thin film is formed in a region surrounded by a partition wall in which a second partition layer is stacked on a first partition layer.
The first partition layer is formed of a first resin material,
The electro-optical device, wherein the second partition layer is formed of a second resin material having higher water repellency than the first resin material.
前記薄膜の下層側に第1の電極が形成され、前記機能層の上層側に第2の電極が形成されていることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の電気光学装置。 The thin film is a functional layer including at least an organic light emitting layer,
4. The electro-optical device according to claim 1, wherein a first electrode is formed on a lower layer side of the thin film, and a second electrode is formed on an upper layer side of the functional layer. 5. apparatus.
前記第1の隔壁層を形成するための樹脂層を形成する第1の隔壁用樹脂層形成工程と、
前記樹脂層の上層に、所定パターンをもつ第2の隔壁層を前記樹脂層より撥水性の高い樹脂材料により形成する第2の隔壁層形成工程と、
前記第2の隔壁層をマスクにして前記樹脂層をパターニングして、前記第2の隔壁層の下層側に前記第1の隔壁層を形成する第1の隔壁層形成工程と、
前記隔壁で囲まれた領域内に薄膜形成用液状物を配置する液状物配置工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 In a method of manufacturing an electro-optical device including a substrate in which a thin film is formed in a region surrounded by a partition wall in which a second partition layer is stacked on a first partition layer,
A first partition wall resin layer forming step of forming a resin layer for forming the first partition layer;
A second partition layer forming step of forming a second partition layer having a predetermined pattern on the resin layer with a resin material having higher water repellency than the resin layer;
Patterning the resin layer using the second partition layer as a mask, and forming the first partition layer on the lower layer side of the second partition layer; and
A liquid material disposing step of disposing a liquid material for forming a thin film in a region surrounded by the partition;
A method for manufacturing an electro-optical device.
第1の樹脂材料を塗布した後、露光、現像して前記第1の隔壁層を形成する第1の隔壁層形成工程と、
前記第1の隔壁層の上層に、前記第1の樹脂材料より親水性の低い第2の樹脂材料を塗布した後、露光、現像して前記第1の隔壁層の上層に前記第2の隔壁層を積層する第2の隔壁層形成工程と、
前記隔壁で囲まれた領域内に薄膜形成用液状物を配置する液状物配置工程と、
を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。 In a method of manufacturing an electro-optical device including a substrate in which a thin film is formed in a region surrounded by a partition wall in which a second partition layer is stacked on a first partition layer,
A first partition layer forming step of applying the first resin material, and then exposing and developing to form the first partition layer;
A second resin material having a lower hydrophilicity than the first resin material is applied to the upper layer of the first partition layer, and then exposed to light and developed to form the second partition layer on the first partition layer. A second partition layer forming step of laminating layers;
A liquid material disposing step of disposing a liquid material for forming a thin film in a region surrounded by the partition;
A method for manufacturing an electro-optical device.
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