JP4598326B2 - Manufacturing method of organic EL element - Google Patents

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    • H10K59/17—Passive-matrix OLED displays
    • H10K59/173—Passive-matrix OLED displays comprising banks or shadow masks

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造技術に関するものであり、特に蒸着重合を利用した隔壁の形成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット法を用いて有機ＥＬパネルを製造する方法が提案されている。
従来、インクジェット法を用いて有機ＥＬパネルの製造する際には、ノズルから吐き出したインクを精度よく基板上へ成膜するため、図５（ａ）に示すように、ＩＴＯ電極１０２、ＳiＯ2膜１０３がパターニングされたガラス基板１０１上へ厚さ１〜２μｍのポリイミドからなる隔壁１０４を形成するようにしている。
【０００３】
そして、この基板１００に対し、図５（ｂ）に示すように、ＩＴＯ電極１０２に対して親インク性を持たせるためのＯ2プラズマ処理と、図５（ｃ）に示すように、隔壁１０４表面に撥インク性を持たせるためのＣＦ系（例えばＣＦ4)プラズマ処理を連続で行う方法が提案されている（例えば、Ｍ＆ＢＥ分科会主催第９回講習会資料、ｐ．６３，２００１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法の場合、隔壁１０４を形成した後にＩＴＯ電極１０２表面に対して親インク性処理を行うとともに、隔壁１０４表面に対しては撥インク性処理を行わなければならず、２回の連続した表面処理が必要になり工程が複雑になるという問題がある。
【０００５】
しかも、これらの処理は、相反する機能を付与するものであるため、隔壁１０４のポリイミド表面の撥インク性を持たせるためＣＦ系プラズマ処理を施した後では、Ｏ2プラズマ処理をして親インク性を施したＩＴＯ電極１０２表面も撥インク、撥水性になってしまう。
【０００６】
このため、従来技術では、ＩＴＯ電極１０２表面におけるインクの濡れ性が悪く、均一な厚さの膜を形成することが困難となり、膜の密着強度も落ちてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、少ない工程で膜質の高い隔壁を形成しうる有機ＥＬ素子の製造技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の陰極を隔てるための隔壁を有する有機ＥＬ素子の製造方法であって、原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用い、蒸着重合によって前記隔壁を形成する工程と、インクジェット法によって所定の発光層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記隔壁が、ポリイミド膜により形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記隔壁のフッ素の含有量が、２０〜４０重量％であることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、所定の陰極を隔てるための隔壁が、蒸着重合によるフッ素含有高分子膜を有し、この高分子膜は撥インク性及び撥水性を有していることから、従来技術のようなＣＦ4を用いたポリイミドプラズマ処理を施す必要がなくなる。
【００１３】
その結果、本発明によれば、陰極表面上におけるインクの濡れ性を向上させることができ、これによりインクジェット法によって均一で密着強度の大きい膜を形成することが可能になる。
【００１４】
また、本発明によれば、ＣＦ4を用いたポリイミドプラズマ処理を施す必要がなくなるため、製造工程を短縮することができるというメリットもある。
【００１５】
本発明においては、フッ素含有高分子膜が、ポリイミド膜である場合には、モノマーの蒸発特性及び反応性の絶縁性の点で有利である。
【００１６】
また、高分子膜中のフッ素の含有量が２０〜４０重量％となるように構成すれば、インクジェット用のインクに対して十分な撥水（インク）性を有するとともに、例えば、ＳiＯ2からなる絶縁層に対して密着性の良好なパターン形成を行うことが可能になる。
【００１７】
本発明にあっては、蒸着重合の原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用いれば、インクジェット用のインクに対して十分な撥水性を有する隔壁を形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の隔壁を形成するための成膜装置の一例の概略構成を示すものである。
図１に示すように、この成膜装置１は、マルチチャンバー方式の枚葉式の装置であり、図示しない搬送ロボットが組み込まれているコア室２の周囲に、Ｓｉウェハー等の基板１０の出し入れを行うための仕込み取出室３と、蒸着重合を行うための蒸着重合室４と、加熱処理を行う加熱処理室５と、エッチングを行うＩＣＰドライエッチング室６とが配置され、これらはすべて図示しないゲートバルブを介して連結されている。
【００２０】
また、これらコア室２、仕込み取出室３、蒸着重合室４、加熱処理室５、ＩＣＰドライエッチング室６は、図示しない真空ポンプ等を有する真空排気系に連結されている。さらに、基板１０は、コア室２内に配置されるロボットによって仕込み取出室３と蒸着重合室４、加熱処理室５、ＩＣＰドライエッチング室６との間を自由に搬送できるようになっている。
【００２１】
図２は、図１に示す成膜装置１の蒸着重合室４の概略構成を示すものである。
図２に示すように、蒸着重合室４の上方には、２種類の原料モノマーＡ、Ｂの蒸発源４０Ａ、４０Ｂが導入管４１Ａ、４１Ｂを介して接続されている。
【００２２】
各蒸発源４０Ａ、４０Ｂのハウジング４２Ａ、４２Ｂには、それぞれ蒸発用容器４３Ａ、４３Ｂが設けられる。そして、蒸発用容器４３Ａ、４３Ｂの内部には、所定量のフッ素を含有する芳香族ポリイミド膜を形成するための原料モノマーＡ、Ｂとして、フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーと酸成分（無水物）モノマーがそれぞれ注入されている。
【００２３】
本発明の場合、フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーとしては、例えば、2,2′-ビス(トリフルオロメチル)-4,4′-ジアミノビフェニル(ＴＦＤＢ)、テトラフルオロ-ｍ-フェニレンジアミン(４ＦＭＰＤ）等を用いることができる。
これらのうちでも、ＴＦＤＢは、蒸発特性の点から特に好ましいものである。
【００２４】
一方、フッ素を含む置換基を有する酸成分モノマーとしては、1,4-ジフルオロ-2,3,5,6-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(Ｐ２ＦＤＡ)、2,2′-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(６ＦＤＡ)等の酸二無水物を用いることができる。
これらのうちでも、６ＦＤＡは、蒸発特性の点から特に好ましいものである。
【００２５】
また、本発明においては、高分子膜中のフッ素の含有量が、２０〜４０重量％であることが好ましい。
【００２６】
高分子膜中のフッ素の含有量が、２０重量％より少ないと、インクジェット用のインクに対する十分な撥水性を発現することができず、４０重量％より多いと、ＳiＯ2に対する高分子膜の密着性が悪くなり、パターン形成の際に隔壁が剥離してしまうという不都合がある。
【００２７】
なお、ジアミンモノマー又は酸成分モノマーのいずれかにフッ素を含有しないモノマーを用いてもよい。
【００２８】
このようなモノマーとしては、例えば、ジアミンモノマーであるピロメリット酸ニ無水物（ＰＭＤＡ）や、酸成分モノマーである4,4′-ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）等があげられる。
【００２９】
各蒸発用容器４３Ａ、４３Ｂの近傍には、各原料モノマーＡ、Ｂを加熱するためのヒーター４４Ａ、４４Ｂが設けられている。
【００３０】
一方、各導入管４１Ａ、４１Ｂの周囲にはヒーター４９が巻き付けられ、これによって原料モノマーＡ、Ｂの温度を制御できるように構成されている。また、各導入管４１Ａ、４１Ｂの途中には、各原料モノマーＡ、Ｂの供給量を調整するためのバルブ４５Ａ、４５Ｂが設けられ、これらを開閉することにより、蒸着重合膜の形成時に膜厚を制御できるようになっている。
【００３１】
図２に示すように、蒸着重合室４内の下部には加熱用のホットプレート４６が設けられ、このホットプレート４６上に基板１０が支持される。そして、蒸着重合室４の上部には、下方に向って広がるように形成された混合槽４７が設けられている。この混合槽４７の内壁には、原料モノマーＡ、Ｂの蒸気を加熱するためのヒーター４８が設けられている。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ｅ）〜（ｇ）は、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【００３３】
まず、図３（ａ）に示すように、本発明においては、ガラス基板１１上に、アノード電極であるＩＴＯ電極１２と、ＳiＯ2膜による絶縁層１３のパターンが形成された基板１０を用意する。
【００３４】
そして、この基板１０を、図１の成膜装置１の仕込み取出室３から蒸着重合室４内に搬入し、以下に説明する蒸着重合法により、図３（ｂ）に示すように、基板１０上にフッ素化ポリイミド膜１４を形成する。
【００３５】
この場合、まず、各バルブ４５Ａ、４５Ｂを閉じた状態で蒸着重合室４内の圧力を３×１０-3Ｐａ程度の高真空に設定し、ヒーター４４Ａ、４４Ｂによって各原料モノマーＡ、Ｂを所定の温度に加熱する。
【００３６】
そして、各原料モノマーＡ、Ｂが所定の温度に達して所要の蒸発量が得られた後に、各バルブ４５Ａ、４５Ｂを開き、所定の蒸発速度で各原料モノマーＡ、Ｂを上方から基板１０上に蒸着、堆積させ、ポリアミド酸膜を形成した後に各バルブ４５Ａ、４５Ｂを閉じる。この場合、原料モノマーＡ、Ｂの蒸発速度は、化学量論比で１：１となるように制御する。また、ホットプレート４６によって基板１０の温度を所定の温度に制御する。
【００３７】
その後、基板１０を加熱処理室５内に搬入し、基板１０上のポリアミド酸膜に対し、ホットプレート５０を用いて所定の加熱処理を行う。
【００３８】
この場合、加熱条件は、昇温速度５℃／ｍｉｎで３００℃程度まで加熱し、その状態を３０分間程度保持するようにする。また、この加熱処理は例えば真空中で行う。
【００３９】
その後、図３（ｃ）に示すように、フォトレジスト工程により、フッ素化ポリイミド膜１４上にレジストパターン１５を形成する。
【００４０】
そして、基板１０をＩＣＰドライエッチング室６内にセットし、例えばＯ2ガスを用い、プラズマエッチングによってポリイミド膜１４上のレジストパターン１５を除去するとともに、ＩＴＯ電極１２の表面に対して親インク処理を行う。
【００４１】
これにより、図３（ｄ）に示すように、後述する陰極を隔てるための隔壁１６が形成される。
【００４２】
さらに、例えばスピンコート法により、隔壁間のＩＴＯ電極１２上ホール注入材料（例えば、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレン等）を乾燥後の厚さが５０〜２００ｎｍとなるように塗布する。
【００４３】
そして、基板１０を加熱処理室５内に搬入し、ホットプレート５０を用いて２００℃程度の加熱を行う。
【００４４】
これにより、図４（ｅ）に示すように、ＩＴＯ電極１２上にポリフェニレンビニレンからなるホール層１７が形成される。
【００４５】
その後、インクジェット法により、順次、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光材料（例えば、Ｒ：シアノポリフェニレンビニレン、Ｇ：ポリフェニレンビニレン、Ｂ：ポリフェニレンビニレン及びポリアルキルフェニレン等）をホール層１７上に吐出する。
【００４６】
これにより、図４（ｆ）に示すように、各隔壁１６の間に各色の発光層１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが形成される。
【００４７】
そして、基板１０を真空蒸着室（図示せず）に搬入し、蒸着材料として例えばＭｇとＡｇを用い、共蒸着法により（例えば、Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）、陰極の成膜を行う。
【００４８】
これにより、図４（ｇ）に示すように、隔壁１６及び各発光層１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ上にＭｇＡｇからなる陰極１９が形成された基板２０を得る。
【００４９】
なお、陰極１９は、ＡｌＬｉ、Ｌｉ／Ａｌ等の材料からなる積層膜により形成することもできる。
【００５０】
以上述べたように本実施の形態においては、隔壁１６が、蒸着重合によるフッ素化ポリイミド膜１４からなり、このポリイミド膜１４はインクジェット用インクに対する撥水性を有していることから、従来技術のようなＣＦ4を用いたポリイミドプラズマ処理を施す必要がなく、また、エッチングでＩＴＯ電極１２表面の改質（親インク性）が行われる。
【００５１】
その結果、本実施の形態によれば、ＩＴＯ電極１２表面におけるインクの濡れ性を向上させることができ、これによりインクジェット法によって均一で密着強度の大きい膜を形成することが可能になる。
【００５２】
また、本発明によれば、撥水性を持たせるための上記ポリイミド膜１４上のＣＦ4プラズマ処理を施す必要がなくなるため、製造工程を短縮することができ、かつ、親インク性の改質を行うＯ2プラズマ処理を施す必要もなくなるので、さらに製造工程を短縮することができる。
【００５３】
また、ポリイミド膜１４中のフッ素の含有量が２０〜４０重量％となるように構成すれば、インクジェット用のインクに対して十分な撥インク性を有するとともに、例えば、ＳiＯ2からなる絶縁層に対して密着性の良好なパターン形成を行うことができる。
【００５４】
本実施の形態にあっては、蒸着重合の原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用いることにより、インクジェット用のインクに対して十分な撥水性を有する隔壁１６を形成することができる。
【００５５】
なお、本発明は、隔壁１６の高分子膜の材料としてポリイミドを用いた場合のみならず、ポリ尿素、ポリアミドを用いた場合にも適用しうるものであるが、ポリイミドを用いた場合に最も有効なものである。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
【００５７】
＜実施例１＞
まず、上述のガラス基板１１上へＩＴＯ電極１２とＳiＯ2膜１３がパターニングされた基板（図３（ａ）参照）を用意した。
【００５８】
次いで、図１に示す成膜装置１を用い、蒸着重合室４において基板１０上にフッ素化ポリイミド膜１４を形成した。
【００５９】
この場合、フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマー及び酸成分モノマーとして、ＴＦＤＢと６ＦＤＡを用い、蒸発源４０Ａ、４０Ｂにおいて蒸発させた各原料モノマーＡ、Ｂの蒸気を蒸着重合室４に導入して、静電チャック４６によって保持された基板１０上へポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の膜を厚さ２μｍ形成した。
【００６０】
成膜終了後、基板１０を加熱処理室５へ搬送して、温度３００℃、３０分の過熱処理を行いイミド化反応を完結させた（図３（ｂ）参照）。
【００６１】
その後、基板１０を取り出し、通常のレジストパターニング法によりポリイミド膜１４上にレジストパターン１５を形成した（図３（ｃ）参照）。
【００６２】
この基板１０をＩＣＰドライエッチング室６にセットして、Ｏ2ガスによりポリイミド膜１４をエッチングするとともにレジストパターン１５を除去した（図３（ｄ）参照）。
【００６３】
なお、レジストパターン１５とポリイミド膜１４のＯ2プラズマエッチングにおける選択比を測定したところ、ほぼ１：１であることが確認された。そのため、本発明においては、レジストパターン１５の膜厚は、ポリイミド膜１４の膜厚と同等となるように設定することが望ましい。
【００６４】
ここで、エッチングが終了したポリイミド膜１４を電子顕微鏡で観察したところ、良好な形状、密着性を保っており、隔壁１６としての機能を十分に備えた膜であることが確認された。
本実施例の場合、ポリイミド膜１４のフッ素含有率は３５重量％であった。
【００６５】
また、フッ素化ポリイミド膜１４表面の撥インク性の評価として、水に対する接触角を測定した。
【００６６】
その結果、接触角は９０°であり、本実施例のポリイミド膜１４は、撥水性（撥インク性）に優れた膜であることが確認された。
【００６７】
一方、ＩＴＯ電極１２表面の親インク性の評価としては、ガラス基板上にＩＴＯ膜及び上述のフッ素化ポリイミド膜が全面成膜された基板のフッ素化ポリイミド膜をエッチングした後、この基板におけるＩＴＯ膜表面の水に対する接触角を測定した。
【００６８】
この場合、エッチング条件は、ＲＦパワーで５００Ｗ、反応ガス(Ｏ2）の導入量は３０ｓｃｃｍ、圧力は０．６７Ｐａ、エッチング時間は２分とした。
【００６９】
その結果、ＩＴＯ表面の水に対する接触角は５°となり、親水性（親インク性）に優れた膜であることが確認された。
【００７０】
この基板に対してインクジェット用のインクを吹き付けてインクの塗れを観察した。その結果、ＩＴＯ膜上にのみ薄膜が形成される一方でフッ素化ポリイミド膜上には薄膜が形成されず、本発明によるフッ素化ポリイミドからなる隔壁がインクジェット用インクに対する隔壁として有用であることが確認された。
【００７１】
＜実施例２＞
フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーとして、2,2′-ビス(トリフルオロメチル)-4,4′-ジアミノビフェニル(ＴＦＤＢ)を用い、酸成分モノマーとして、フッ素を含まないピロメリット酸ニ無水物（ＰＭＤＡ）を用い、実施例１と同様の条件で蒸着重合を行い、フッ素化ポリイミド膜１４を形成した。
【００７２】
本実施例のポリイミド膜１４のフッ素含有量は２３重量％であった。
また、水に対する接触角は８８°であった。
【００７３】
この結果から、本発明においては、フッ素含有量が少ないポリイミド膜１４でも撥インク性に大きな違いが見られないことが確認された。
【００７４】
＜参考例＞
実施例１で使用した６ＦＤＡとＴＦＤＢのポリアミド酸溶液をスピンコート法により成膜したものをキュア（３００℃、３０分）したものをパターニングしても同様の効果が得られた。
【００７５】
＜比較例１＞フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーとして、5-(パーフルオロノネニルオキシ)-1,3-ジアミノベンゼン(１７ＦＭＰＤ)と、上記Ｐ２ＦＤＡを用い、実施例１と同様の条件で蒸着重合を行い、フッ素化ポリイミド膜１４を形成した。
【００７６】
本比較例のポリイミド膜のフッ素含有量は４３重量％であった。
また、水に対する接触角は９０°であった。
【００７７】
比較例１の場合、ポリイミド膜におけるフッ素含有量が大きく、水に対する接触角は９０°と大きく変わらなかったが、基板との密着性に問題があるために隔壁としては適していなかった。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、少ない工程で膜質の高い隔壁を形成しうる有機ＥＬ素子の製造技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の隔壁を形成するための成膜装置の一例の概略構成図
【図２】図１に示す成膜装置の蒸着重合室の概略構成図
【図３】（ａ）〜（ｄ）：本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図（その１）
【図４】（ｅ）〜（ｇ）：本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図（その２）
【図５】（ａ）〜（ｃ）：従来の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図
【符号の説明】
１…成膜装置 １０…基板 １１…ガラス基板 １２…ＩＴＯ電極 １４…ポリイミド膜 １６…隔壁[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing technique of an organic EL element, and particularly relates to formation of a partition wall using vapor deposition polymerization.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a method for manufacturing an organic EL panel using an inkjet method has been proposed.
Conventionally, when an organic EL panel is manufactured using an ink jet method, an ink discharged from a nozzle is accurately formed on a substrate, so that an ITO electrode 102, a SiO 2 film are formed as shown in FIG. A partition wall 104 made of polyimide having a thickness of 1 to 2 μm is formed on a glass substrate 101 on which 103 is patterned.
[0003]
Then, as shown in FIG. 5B, the substrate 100 is subjected to O 2 plasma treatment for making the ITO electrode 102 have ink affinity, and as shown in FIG. There has been proposed a method of continuously performing a CF-based (for example, CF 4) plasma treatment for imparting ink repellency to the surface (for example, the 9th workshop data sponsored by the M & BE subcommittee, p. 63, 2001).
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of such a conventional method, after the partition 104 is formed, the surface of the ITO electrode 102 must be subjected to ink repellency treatment, and the partition 104 surface must be subjected to ink repellency treatment. There is a problem that the process is complicated because two consecutive surface treatments are required.
[0005]
In addition, since these treatments give contradictory functions, after the CF plasma treatment is performed to provide the ink repellency of the polyimide surface of the partition wall 104, the O 2 plasma treatment is performed to obtain the parent ink. The surface of the ITO electrode 102 subjected to the property also becomes ink repellent and water repellent.
[0006]
For this reason, in the prior art, there is a problem that the ink wettability on the surface of the ITO electrode 102 is poor, it is difficult to form a film having a uniform thickness, and the adhesion strength of the film is also lowered.
[0007]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional technology, and an object of the present invention is to provide a manufacturing technique of an organic EL element capable of forming a high-quality partition wall with a small number of steps.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention of claim 1, wherein has been made in order to achieve the above object, there is provided a method of manufacturing an organic EL element having a partition wall for separating the predetermined cathode, as a raw material monomer, a monomer having a substituent containing a fluorine And having a step of forming the partition wall by vapor deposition polymerization and a step of forming a predetermined light emitting layer by an ink-jet method .
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the partition is formed of a polyimide film .
[0010]
A third aspect of the present invention is characterized in that, in the first or second aspect of the present invention, the fluorine content in the partition walls is 20 to 40% by weight.
[0012]
In the present invention, the partition wall for separating a predetermined cathode has a fluorine-containing polymer film by vapor deposition polymerization, and this polymer film has ink repellency and water repellency. It is not necessary to perform polyimide plasma treatment using CF 4 .
[0013]
As a result, according to the present invention, it is possible to improve the wettability of the ink on the cathode surface, thereby making it possible to form a uniform film having high adhesion strength by the ink jet method.
[0014]
In addition, according to the present invention, it is not necessary to perform polyimide plasma treatment using CF 4 , so that there is an advantage that the manufacturing process can be shortened.
[0015]
In the present invention, when the fluorine-containing polymer film is a polyimide film, it is advantageous in terms of monomer evaporation characteristics and reactive insulating properties.
[0016]
Further, if the fluorine content in the polymer film is set to 20 to 40% by weight, the polymer film has sufficient water repellency (ink) with respect to the ink jet ink, and is made of, for example, SiO 2. It becomes possible to form a pattern with good adhesion to the insulating layer.
[0017]
In the present invention, if a monomer having a fluorine-containing substituent is used as a raw material monomer for vapor deposition polymerization, a partition wall having sufficient water repellency can be formed with respect to ink for inkjet.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0019]
FIG. 1 shows a schematic configuration of an example of a film forming apparatus for forming a partition wall of an organic EL element of the present invention.
As shown in FIG. 1, this film forming apparatus 1 is a multi-chamber type single wafer type apparatus, and a substrate 10 such as a Si wafer is taken in and out around a core chamber 2 in which a transfer robot (not shown) is incorporated. The charging / unloading chamber 3 for performing the vapor deposition, the vapor deposition polymerization chamber 4 for performing the vapor deposition polymerization, the heat treatment chamber 5 for performing the heat treatment, and the ICP dry etching chamber 6 for performing the etching are arranged, all of which are not shown. It is connected via a gate valve.
[0020]
Further, the core chamber 2, the charging / unloading chamber 3, the vapor deposition polymerization chamber 4, the heat treatment chamber 5, and the ICP dry etching chamber 6 are connected to a vacuum exhaust system having a vacuum pump or the like (not shown). Further, the substrate 10 can be freely transported between the preparation take-out chamber 3, the vapor deposition polymerization chamber 4, the heat treatment chamber 5, and the ICP dry etching chamber 6 by a robot disposed in the core chamber 2.
[0021]
FIG. 2 shows a schematic configuration of the vapor deposition polymerization chamber 4 of the film forming apparatus 1 shown in FIG.
As shown in FIG. 2, above the vapor deposition polymerization chamber 4, evaporation sources 40A and 40B of two kinds of raw material monomers A and B are connected via introduction pipes 41A and 41B.
[0022]
Evaporation containers 43A and 43B are provided in the housings 42A and 42B of the evaporation sources 40A and 40B, respectively. In the evaporation containers 43A and 43B, as raw material monomers A and B for forming an aromatic polyimide film containing a predetermined amount of fluorine, a diamine monomer having a fluorine-containing substituent and an acid component (anhydrous) ) Each monomer is injected.
[0023]
In the present invention, examples of the diamine monomer having a fluorine-containing substituent include 2,2′-bis (trifluoromethyl) -4,4′-diaminobiphenyl (TFDB), tetrafluoro-m-phenylenediamine ( 4FMPD) or the like can be used.
Among these, TFDB is particularly preferable from the viewpoint of evaporation characteristics.
[0024]
On the other hand, examples of the acid component monomer having a substituent containing fluorine include 1,4-difluoro-2,3,5,6-benzenetetracarboxylic dianhydride (P2FDA), 2,2′-bis (3,4 Acid dianhydrides such as -dicarboxyphenyl) hexafluoropropane dianhydride (6FDA) can be used.
Among these, 6FDA is particularly preferable from the viewpoint of evaporation characteristics.
[0025]
Moreover, in this invention, it is preferable that content of the fluorine in a polymer film is 20 to 40 weight%.
[0026]
If the fluorine content in the polymer film is less than 20% by weight, sufficient water repellency for ink jet ink cannot be expressed, and if it exceeds 40% by weight, the polymer film adheres to SiO 2. There is an inconvenience that the partition wall is peeled off during pattern formation.
[0027]
In addition, you may use the monomer which does not contain a fluorine in any of a diamine monomer or an acid component monomer.
[0028]
Examples of such a monomer include pyromellitic dianhydride (PMDA), which is a diamine monomer, and 4,4′-diaminodiphenyl ether (DDE), which is an acid component monomer.
[0029]
Heaters 44A and 44B for heating the raw material monomers A and B are provided in the vicinity of the respective evaporation containers 43A and 43B.
[0030]
On the other hand, a heater 49 is wound around each of the introduction pipes 41A and 41B so that the temperature of the raw material monomers A and B can be controlled. In addition, valves 45A and 45B for adjusting the supply amounts of the raw material monomers A and B are provided in the middle of the introduction pipes 41A and 41B. Can be controlled.
[0031]
As shown in FIG. 2, a heating hot plate 46 is provided in the lower part of the vapor deposition polymerization chamber 4, and the substrate 10 is supported on the hot plate 46. And the mixing tank 47 formed so that it may spread toward the downward direction is provided in the upper part of the vapor deposition polymerization chamber 4. FIG. A heater 48 for heating the vapors of the raw material monomers A and B is provided on the inner wall of the mixing tank 47.
[0032]
3A to 3D and FIGS. 4E to 4G are process diagrams illustrating an example of a method for manufacturing an organic EL element according to the present invention.
[0033]
First, as shown in FIG. 3A, in the present invention, a substrate 10 is prepared on which a ITO substrate 12 as an anode electrode and a pattern of an insulating layer 13 made of an SiO 2 film are formed on a glass substrate 11. .
[0034]
Then, this substrate 10 is carried into the vapor deposition polymerization chamber 4 from the preparation take-out chamber 3 of the film forming apparatus 1 in FIG. 1, and by the vapor deposition polymerization method described below, as shown in FIG. A fluorinated polyimide film 14 is formed thereon.
[0035]
In this case, first, the pressure in the vapor deposition polymerization chamber 4 is set to a high vacuum of about 3 × 10 −3 Pa with the valves 45A and 45B being closed, and the raw material monomers A and B are predetermined by the heaters 44A and 44B. Heat to the temperature of.
[0036]
Then, after each raw material monomer A, B reaches a predetermined temperature and a required evaporation amount is obtained, each valve 45A, 45B is opened, and each raw material monomer A, B is placed on the substrate 10 from above at a predetermined evaporation rate. The valves 45A and 45B are closed after the polyamic acid film is formed by vapor deposition and deposition. In this case, the evaporation rates of the raw materials monomers A and B are controlled so as to be 1: 1 in the stoichiometric ratio. Further, the temperature of the substrate 10 is controlled to a predetermined temperature by the hot plate 46.
[0037]
Thereafter, the substrate 10 is carried into the heat treatment chamber 5, and a predetermined heat treatment is performed on the polyamic acid film on the substrate 10 using the hot plate 50.
[0038]
In this case, the heating condition is such that the temperature is raised to about 300 ° C. at a rate of temperature increase of 5 ° C./min and the state is maintained for about 30 minutes. The heat treatment is performed in a vacuum, for example.
[0039]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, a resist pattern 15 is formed on the fluorinated polyimide film 14 by a photoresist process.
[0040]
Then, the substrate 10 is set in the ICP dry etching chamber 6, and the resist pattern 15 on the polyimide film 14 is removed by plasma etching using, for example, O 2 gas. Do.
[0041]
As a result, as shown in FIG. 3D, a partition wall 16 is formed for separating a cathode described later.
[0042]
Further, a hole injection material (for example, polytetrahydrothiophenylphenylene) on the ITO electrode 12 between the partition walls is applied by, for example, spin coating so that the thickness after drying becomes 50 to 200 nm.
[0043]
Then, the substrate 10 is carried into the heat treatment chamber 5 and heated to about 200 ° C. using the hot plate 50.
[0044]
As a result, a hole layer 17 made of polyphenylene vinylene is formed on the ITO electrode 12 as shown in FIG.
[0045]
Thereafter, R (red), G (green), and B (blue) light-emitting materials (for example, R: cyanopolyphenylene vinylene, G: polyphenylene vinylene, B: polyphenylene vinylene, and polyalkyl phenylene) are sequentially formed by an inkjet method. Is discharged onto the hole layer 17.
[0046]
As a result, as shown in FIG. 4F, the light emitting layers 18R, 18G, and 18B of the respective colors are formed between the partition walls 16.
[0047]
Then, the substrate 10 is carried into a vacuum vapor deposition chamber (not shown), and, for example, Mg and Ag are used as vapor deposition materials, and a cathode is formed by a co-vapor deposition method (for example, Mg: Ag = 10: 1).
[0048]
As a result, as shown in FIG. 4G, a substrate 20 is obtained in which the cathode 19 made of MgAg is formed on the partition wall 16 and the light emitting layers 18R, 18G, and 18B.
[0049]
The cathode 19 can also be formed of a laminated film made of a material such as AlLi or Li / Al.
[0050]
As described above, in the present embodiment, the partition wall 16 is made of the fluorinated polyimide film 14 by vapor deposition polymerization, and the polyimide film 14 has water repellency with respect to the ink jet ink. It is not necessary to perform a polyimide plasma treatment using CF 4 , and the ITO electrode 12 surface is modified (ink affinity) by etching.
[0051]
As a result, according to the present embodiment, it is possible to improve the wettability of the ink on the surface of the ITO electrode 12, and thereby it is possible to form a uniform film having a high adhesion strength by the ink jet method.
[0052]
Further, according to the present invention, it is not necessary to perform the CF 4 plasma treatment on the polyimide film 14 for imparting water repellency, so that the manufacturing process can be shortened and the ink affinity can be improved. Since there is no need to perform the O 2 plasma treatment, the manufacturing process can be further shortened.
[0053]
Further, if the content of fluorine in the polyimide film 14 is 20 to 40% by weight, it has sufficient ink repellency with respect to the ink for ink jetting, and for example, an insulating layer made of SiO 2. On the other hand, a pattern with good adhesion can be formed.
[0054]
In this embodiment, by using a monomer having a fluorine-containing substituent as a raw material monomer for vapor deposition polymerization, it is possible to form the partition wall 16 having sufficient water repellency with respect to ink jet ink. .
[0055]
The present invention can be applied not only when polyimide is used as a material for the polymer film of the partition wall 16 but also when polyurea or polyamide is used, but is most effective when polyimide is used. It is a thing.
[0056]
【Example】
Examples of the present invention will be described below in detail together with comparative examples.
[0057]
<Example 1>
First, a substrate (see FIG. 3A) in which the ITO electrode 12 and the SiO 2 film 13 were patterned on the glass substrate 11 described above was prepared.
[0058]
Next, using the film forming apparatus 1 shown in FIG. 1, a fluorinated polyimide film 14 was formed on the substrate 10 in the vapor deposition polymerization chamber 4.
[0059]
In this case, TFDB and 6FDA are used as the diamine monomer having a substituent containing fluorine and the acid component monomer, and the vapors of the raw material monomers A and B evaporated in the evaporation sources 40A and 40B are introduced into the vapor deposition polymerization chamber 4. A film of polyamic acid, which is a polyimide precursor, was formed on the substrate 10 held by the electrostatic chuck 46 to a thickness of 2 μm.
[0060]
After the film formation was completed, the substrate 10 was transferred to the heat treatment chamber 5 and subjected to an overheat treatment at a temperature of 300 ° C. for 30 minutes to complete the imidization reaction (see FIG. 3B).
[0061]
Thereafter, the substrate 10 was taken out, and a resist pattern 15 was formed on the polyimide film 14 by a normal resist patterning method (see FIG. 3C).
[0062]
The substrate 10 was set in the ICP dry etching chamber 6, the polyimide film 14 was etched with O 2 gas, and the resist pattern 15 was removed (see FIG. 3D).
[0063]
Incidentally, the measured selectivity of the O 2 plasma etching of the resist pattern 15 and the polyimide film 14, approximately 1: it was confirmed that 1. Therefore, in the present invention, it is desirable to set the film thickness of the resist pattern 15 to be equal to the film thickness of the polyimide film 14.
[0064]
Here, when the polyimide film 14 after the etching was observed with an electron microscope, it was confirmed that the film had a good shape and adhesiveness, and had a sufficient function as the partition wall 16.
In the case of this example, the fluorine content of the polyimide film 14 was 35% by weight.
[0065]
Further, as an evaluation of ink repellency on the surface of the fluorinated polyimide film 14, a contact angle with water was measured.
[0066]
As a result, the contact angle was 90 °, and it was confirmed that the polyimide film 14 of this example was a film excellent in water repellency (ink repellency).
[0067]
On the other hand, as an ink affinity evaluation on the surface of the ITO electrode 12, the ITO film and the fluorinated polyimide film of the substrate on which the entire surface of the fluorinated polyimide film was formed on the glass substrate were etched, and the ITO film on the substrate was then etched. The contact angle of water on the surface was measured.
[0068]
In this case, the etching conditions were 500 W in RF power, the amount of reaction gas (O 2 ) introduced was 30 sccm, the pressure was 0.67 Pa, and the etching time was 2 minutes.
[0069]
As a result, the contact angle of water on the ITO surface with water was 5 °, confirming that the film was excellent in hydrophilicity (ink affinity).
[0070]
Ink-jet ink was sprayed onto the substrate to observe ink application. As a result, a thin film is formed only on the ITO film, but no thin film is formed on the fluorinated polyimide film, and it is confirmed that the partition made of fluorinated polyimide according to the present invention is useful as a partition for ink jet ink. It was done.
[0071]
<Example 2>
2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl (TFDB) is used as a diamine monomer having a fluorine-containing substituent, and pyromellitic dianhydride containing no fluorine as an acid component monomer Using a product (PMDA), vapor deposition polymerization was performed under the same conditions as in Example 1 to form a fluorinated polyimide film 14.
[0072]
The fluorine content of the polyimide film 14 of this example was 23% by weight.
Moreover, the contact angle with respect to water was 88 degrees.
[0073]
From this result, in the present invention, it was confirmed that there is no significant difference in ink repellency even with the polyimide film 14 having a low fluorine content.
[0074]
<Reference example>
The same effect was obtained by patterning a 6FDA and TFDB polyamic acid solution used in Example 1 that had been cured (300 ° C., 30 minutes) after film formation by spin coating.
[0075]
<Comparative Example 1> As a diamine monomer having a fluorine-containing substituent, 5- (perfluorononenyloxy) -1,3-diaminobenzene (17FMPD) and the above P2FDA were used under the same conditions as in Example 1. Vapor deposition polymerization was performed to form a fluorinated polyimide film 14.
[0076]
The fluorine content of the polyimide film of this comparative example was 43% by weight.
Moreover, the contact angle with respect to water was 90 degrees.
[0077]
In the case of Comparative Example 1, although the fluorine content in the polyimide film was large and the contact angle with water was not greatly changed to 90 °, it was not suitable as a partition due to a problem in adhesion to the substrate.
[0078]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide a technique for manufacturing an organic EL element capable of forming a high-quality partition wall with a small number of steps.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an example of a film forming apparatus for forming a partition wall of an organic EL element of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a vapor deposition polymerization chamber of the film forming apparatus shown in FIG. a)-(d): Process drawing which shows an example of the manufacturing method of the organic EL element which concerns on this invention (the 1)
FIGS. 4E to 4G are process diagrams showing an example of a method for producing an organic EL element according to the present invention (part 2).
FIGS. 5A to 5C are process diagrams showing an example of a conventional method for manufacturing an organic EL element.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Film-forming apparatus 10 ... Board | substrate 11 ... Glass substrate 12 ... ITO electrode 14 ... Polyimide film 16 ... Partition

Claims (3)

所定の陰極を隔てるための隔壁を有する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用い、蒸着重合によって前記隔壁を形成する工程と、
インクジェット法によって所定の発光層を形成する工程と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。A method of manufacturing a organic EL device having partition walls for separating a predetermined cathode,
Using a monomer having a substituent containing fluorine as a raw material monomer, and forming the partition by vapor deposition polymerization ;
Forming a predetermined light-emitting layer by an inkjet method;
Method of manufacturing organic EL elements you characterized by having a. 前記隔壁が、ポリイミド膜により形成されることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。The method for manufacturing an organic EL element according to claim 1, wherein the partition wall is formed of a polyimide film. 前記隔壁のフッ素の含有量が、２０〜４０重量％であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の有機ＥＬ素子の製造方法。3. The method of manufacturing an organic EL element according to claim 1, wherein the fluorine content of the partition walls is 20 to 40% by weight.
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