JP3781647B2 - Method for manufacturing electroluminescent device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機エレクトロルミネッセント(以下ELと略称する場合がある。)層を有するEL素子であって、この有機EL層がフォトリソグラフィー法によりパターン状に形成されているEL素子の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
EL素子は、対向する電極から注入された正孔および電子が発光層内で結合し、そのエネルギーで発光層中の蛍光物質を励起し、蛍光物質に応じた色の発光を行うものであり、自発光の面状表示素子として注目されている。その中でも、有機物質を発光材料として用いた有機薄膜ELディスプレイは、印加電圧が10V弱であっても高輝度な発光が実現するなど発光効率が高く、単純な素子構造で発光が可能で、特定のパターンを発光表示させる広告その他低価格の簡易表示ディスプレイへの応用が期待されている。
【0003】
このようなEL素子を用いたディスプレイの製造にあっては、電極層や有機EL層のパターニングが通常なされている。このEL素子のパターニング方法としては、発光材料をシャドウマスクを介して蒸着する方法、インクジェットによる塗りわけ方法、紫外線照射により特定の発光色素を破壊する方法、スクリーン印刷法等がある。しかしながら、これらの方法では発光効率や光の取り出し効率の高さ、製造工程の簡便さや高精細なパターン形成の全てを実現するEL素子の製造方法を提供することはできなかった。
【0004】
このような問題点を解決する手段として、発光層をフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより形成するEL素子の製造方法が提案されている。この方法によれば、従来行われてきた蒸着によるパターニング法と比較すると、高精度のアライメント機構を備えた真空設備等が不要であることから、比較的容易にかつ安価に製造することができる。一方、インクジェット方式を用いたパターニング法と比較すると、パターニングを補助する構造物や基体に対する前処理等を行うことがない点で好ましく、さらにインクジェットヘッドの吐出精度との関係から、フォトリソグラフィー法の方がより高精細なパターンの形成に対しては好ましい方法であるといえるといった利点を有するものであった。
【0005】
このようなフォトリソグラフィー法により複数の発光部を形成する方法としては、例えば図5に示す方法が提案されている。
【0006】
まず、図5(a)に示すように基体31上にパターニングされた第1電極層32を形成し、さらにその上に、第1発光層用塗工液33を全面に塗布する。次いで、図5(b)に示すようにポジ型レジスト34を全面塗布し、図5(c)に示すように第1発光部を形成する部分のみをフォトマスク35でマスクし、その部分以外を紫外線36で露光する。
【0007】
これをレジスト現像液によって現像し、水洗することにより、図5(d)に示すように露光部のレジストが除去される。さらに発光層の溶媒によって現像すると、図5(e)に示すように剥き出しの第1発光層33が除去され、レジストとレジストに被覆された第1発光部33’が残る。
【0008】
次いで第1発光部33’の形成と同様に、図5(f)に示すように第2発光層用塗工液37を全面に塗布する。この際、図5(f)からも明らかなように、上記全面に塗布された第2発光層用塗工液37と、第1発光部33´とが接触する部分が生じる。すなわち、上述したように基体31上に残る第1発光部33´はポジ型レジストにその表面を覆われているが、発光層現像液により現像された端部aは露出された状態となっている。したがって、この上に上記第2発光層用塗工液37を塗布すると、この端部aにおいて第1発光部33´と第2発光層用塗工液とが接触するのである。この際、第1発光部が第2発光層用塗工液に溶出することにより、混色や画素細りといった不具合が発生する問題があった。
【0009】
さらに図5(g)に示すようにポジ型レジスト34を全面塗布し、図5(h)に示すように第1および第2発光部を形成する部分をフォトマスク35でマスクし、それ以外を紫外線36で露光する。
【0010】
これをレジスト現像液によって現像、水洗し、さらに発光層の溶媒によって現像すると、図5(i)に示すように剥き出しの第2発光層37のみ除去され、レジスト34に被覆された第2発光部37´が形成された。
【0011】
さらに第1および第2発光部の形成と同様に、図5(j)に示すように第3発光層用塗工液38を塗布する。この際にも、図5(j)からも明らかなように、最初に形成された第1発光部33´の端部aにおいて第1発光部と第3発光層用塗工液が接触し、さらに第2発光部37´の端部bにおいて、第2発光部と第3発光層用塗工液とが接触する。この際にも同様に、第3発光層用塗工液中に第1発光部33´および第2発光部37´が溶出し、混色、画素細り等の問題が生じる可能性がある。
【0012】
さらにポジ型レジスト34を全面に塗布し、図5(k)に示すように第1、第2および第3発光部を形成する部分をフォトマスク35でマスクし、その部分以外を紫外線36で露光する。
【0013】
これをレジスト現像液によって現像、水洗し、発光層の溶媒によって現像すると、図5(l)に示すように剥き出しの第3発光層38のみ除去され、レジストに被覆された部分が残る。さらにレジスト剥離液により剥離処理をするとレジストが形成された部分から上の層が剥離し、図5(m)に示すように、第1発光部33’、第2発光部37’、および第3発光部38’の3色の発光部が剥き出しに形成される。
【0014】
最後に図5(n)に示すようにこれらの発光部上に第2電極層39を形成すると図の下方にEL発光40を放つEL素子が製造できる。
【0015】
上述したように、このフォトリソグラフィー法によると、パターニングされた第1発光部の端部aや第2発光部の端部bがフォトレジスト層によって被覆されていないため、後の発光層用塗工液を塗布する際、その端部で、パターニングされた発光部が後に塗布する発光層用塗工液に溶出し、混色や画素細りが生じるといった問題があった。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、発光効率や取り出し効率の高さ、製造工程の簡便さや高精細なパターンの形成といったフォトリソグラフィー法による利点を有しつつ、パターン形成された発光部の端部と後に積層する異なる発光層との混色を防止し、さらに画素細りを防止するフォトリソグラフィー法によるEL素子の製造方法を提供することを主目的とするものである。
【0017】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項1に記載するように、電極層が形成された基体上に、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、上記基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法において、上記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、上記一次フォトレジスト層に対して、所定の発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、上記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより、上記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および上記一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、上記発光部表面および上記発光端部表面を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、上記発光部表面および上記発光端部表面が露出しないように、上記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する工程と、を有することを特徴とするEL素子の製造方法を提供する。
【0018】
本発明においては、パターニングされた発光部が露出しないように二次フォトレジスト層で覆うため、既に形成された発光部が後に塗布する発光層用塗工液と接触しないため、発光部と発光層用塗工液とが接触することによって生じる画素細りや混色を防止することができる。
【0019】
本発明はさらに、請求項2に記載するように、電極層が形成された基体上に、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、上記基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法において、上記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、上記一次フォトレジスト層に対して、所定の発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、上記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより上記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、上記発光部上に残存する一次フォトレジスト層を剥離して発光部を露出する工程と、上記露出された発光部が形成された基体上に上記発光部を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、上記発光部表面および上記発光端部表面が露出しないように、上記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する工程と、を有することを特徴とするEL素子の製造方法を提供する。
これは、先に形成された一次フォトレジスト層上に重ねて後の二次フォトレジストを塗布すると、二次フォトレジスト層を良好に形成することが困難である場合がある。従って予め一次フォトレジスト層を除去した後、全面にフォトレジスト層を形成するようにしたものである。
【0020】
本発明においては、請求項3に記載するように、電極層が形成された基体上に、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、上記基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法において、上記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、上記一次フォトレジスト層に対して、全ての発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、上記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより、上記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および上記一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、上記発光部表面および上記発光端部表面を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、所定の発光部表面および所定の発光端部表面が露出しないように、上記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像することにより上記所定の発光部以外の一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層を除去する工程と、上記一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層が除去されて露出している発光部を除去する工程と、を有することを特徴とするEL素子の製造方法を提供する。
【0021】
この場合も、上記請求項1に記載された発明と同様に、パターニングされた発光部が露出しないように二次フォトレジスト層で覆うため、既に形成された発光部が後に塗布する発光層用塗工液と接触しないため、発光部と発光層用塗工液とが接触することによって生じる混色を防止することができる。そして、さらにフォトレジスト層を現像する際に、常に電極層は発光部で覆われた状態となる。したがって、電極層上にバッファー層等の有機EL層が形成されていた場合でも、このような有機EL層がフォトレジスト層の現像液と接触することがないので、フォトレジスト層の溶媒や現像液に可溶な有機EL層であっても用いることができるという利点を有する。
【0022】
本発明においては、さらに請求項4に記載するように、電極層が形成された基体上に、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、上記基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法において、上記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、上記一次フォトレジスト層に対して、全ての発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、上記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより、上記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および上記一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、上記全ての発光部上に残存する上記一次フォトレジスト層を剥離して上記全ての発光部を露出する工程と、上記露出された発光部が形成された基体上に上記発光部を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、所定の発光部表面および所定の発光端部表面が露出しないように、上記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像することにより上記所定の発光部以外の二次フォトレジスト層を除去する工程と、上記二次フォトレジスト層が除去されて露出している発光部を除去する工程と、を有することを特徴とするEL素子の製造方法を提供する。
これは、上記請求項2の場合と同様に、先に形成された一次フォトレジスト層上に重ねて後の二次フォトレジストを塗布すると、二次フォトレジスト層を良好に形成することが困難であるため、良好なフォトレジスト層が形成されないことによって生じる不具合を解消できるからである。
【0023】
上記請求項1から請求項4までのいずれかに記載された発明においては、請求項5に記載するように、上記フォトレジスト層が除去されて露出している発光層または発光部を除去する工程が、ドライエッチングにより除去する工程であることが好ましい。このように発光層をドライエッチングして除去する方法を用いることにより、より高精細なパターンの形成が可能となる。
【0024】
【発明の実施の形態】
本発明のEL素子の製造方法は、大きく二つの実施態様に分けることができる。以下、本発明のEL素子の製造方法について、各実施態様に分けて詳しく説明する。
【0025】
A.第1実施態様
本発明の第1実施態様は、電極層が形成された基体上に、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、上記基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法であり、以下の各工程を少なくとも有するものである。
【0026】
(1)基体上に、発光層およびフォトレジスト層をこの順序で形成する工程(発光層および一次フォトレジスト層形成工程)
(2)上記フォトレジスト層に対して、所定の発光部に相当する部分のフォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程(一次フォトレジスト層現像工程)
(3)上記フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより表面がフォトレジスト層により覆われた発光部を形成する工程(発光層現像工程)
(4)上記基体上に上記発光部を覆うようにフォトレジスト層を形成する工程(二次フォトレジスト層形成工程)
(5)上記発光部およびその端部が露出しないように、上記フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する工程(二次フォトレジスト層現像工程)
これらの各工程について、まず図1に示す本実施態様の第1の例を用い、第1発光部の形成(図1(a)〜(e))までを簡単に説明する。
【0027】
本実施態様の第1の例においては、まず図1(a)に示すように、基体1上にパターニングされた第1電極層2およびその上に形成されたバッファー層3上に、第1発光層用塗工液をスピンコート法等を用いて全面に塗布する。全面塗布された第1発光層用塗工液を乾燥させ硬化させることにより、第1発光層4が形成される。そして、この第1発光層4上に、ポジ型フォトレジストを全面塗布して一次フォトレジスト層5を形成する(発光層および一次フォトレジスト層形成工程)。
【0028】
次いで、第1発光部に該当する部分が露光しないように、一次フォトマスク6を用い紫外線7をパターン照射する(図1(a))。そして一次フォトレジスト層5の露光した部分をフォトレジスト現像液によって現像し、水洗することにより、露光部分の一次フォトレジスト層5が除去される(一次フォトレジスト層現像工程)。
【0029】
さらに発光層現像液により現像することにより、一次フォトレジスト層5で覆われていない部分の発光層4のみ除去する(図1(b)、発光層現像工程)。
【0030】
そして、図1(c)に示すように、これらの上にさらに、ポジ型フォトレジストを重ねて全面塗布し、二次フォトレジスト層5’を形成する(二次フォトレジスト層形成工程)。
【0031】
次いで、図1(a)に示した一次フォトレジスト層をマスクした一次フォトマスク6よりも幅広の二次フォトマスク6’を用い、紫外線7により露光する(図1(d))。そして二次フォトレジスト層5の露光した部分をフォトレジスト現像液によって現像し、水洗することにより、図1(e)に示すように、第1発光部4’およびその端部aを被覆する二次フォトレジスト層5’を形成する(二次フォトレジスト層現像工程)。
【0032】
このように、一つの発光層をパターニングする際に、一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層の2回のフォトレジスト現像工程を行なうことにより、第1発光部4’の端部aがフォトレジスト層で被覆された状態で、次の第2発光部形成のための第2発光層用塗工液の塗布工程とすることができる。したがって、次の第2発光層用塗工液を塗布しても、混色等の問題が生じることがない。
【0033】
図2は、本実施態様の第2の例における第1発光部の形成まで(図2(a)〜(e))を示すものである。この例では、図1(b)の工程、すなわち一次フォトレジスト層5を現像し、第1発光層を現像する工程(発光層現像工程)までは、全く同様である(図2(b)参照)。この例では、次に現像された一次フォトレジスト層5を剥離する工程を行う(一次レジスト剥離工程、図2(c)参照)。次いで、一次フォトレジスト層が全て除去され、第1発光部4’が露出している基体上に、二次フォトレジスト層5’を全面に形成し、図1の例と同様にし二次フォトマスク6’を用いて露光することにより(図2(d))、二次フォトレジスト層5’を幅広に形成し、第1発光部4’の端部aが露出しないように二次フォトレジスト層5’で被覆された状態とする(図2(e))。
【0034】
この例の方法では、発光層現像工程と二次フォトレジスト層形成工程との間に、フォトレジスト層剥離工程という工程を余分に行う必要があるが、図1に示す例のように既に形成されているフォトレジスト層上に再度フォトレジスト層を形成することがないため、二次フォトレジスト層の形成が容易であるという利点を有する。
【0035】
次に図1に示す第1の例を用いて、第2発光部の形成について説明する(図1(f)〜(j))。第2発光部も、上記第1発光部の形成方法と同様の工程を第2発光層に対して行なうことにより形成することができ、この際、第1発光部の端部aおよび第2発光部の端部bが被覆された状態で第3発光層用塗工液を塗布することができ、混色を防止することができる。
【0036】
すなわち、まず第2発光層8を同様のスピンコート等により形成し、次いで一次フォトレジスト層5を形成する工程を行なう(発光層および一次フォトレジスト層形成工程、図1(f))。次いで、第1発光部に該当する部分および第2発光部に該当する部分をマスクする一次フォトマスク6を用いてパターン露光を行なう(図1(f))。その後、フォトレジスト現像液で一次フォトレジスト層を現像し(一次フォトレジスト層現像工程)、露出した第2発光層を現像する(発光層現像工程、図1(g))。次いで、二次フォトレジスト層5’を重ねて形成する(二次フォトレジスト層形成工程、図1(h))。そして、同様に幅広の二次フォトマスク6’を用いてパターン露光し、現像することにより、第1発光部4’の端部a、および第2発光部8’の端部bが二次フォトレジスト層5’で被覆された状態に形成される(二次フォトレジスト層現像工程、図1(j))。したがって、次に第3発光層用塗工液を塗布し第3発光層9を形成する際(図1(k))に、第1発光部および第2発光部と混色が生じることがない。
【0037】
次に、上記第2発光部の形成の第2の例について説明する(図2(f)〜(j))。第2の例では、第2発光部の形成の場合も、第1発光部の場合と同様に、発光層現像工程と二次フォトレジスト層形成工程との間に、フォトレジスト層剥離工程を行うものである。
【0038】
まず、第1の例と同様に、第2発光層8および一次フォトレジスト層5形成工程を行い(図2(f))、一次フォトレジスト層現像工程、および第2発光層現像工程を行なった状態が図2(g)である(図1(g)に相当する。)。この状態で一次フォトレジスト層5および二次フォトレジスト層5’を剥離する(フォトレジスト層剥離工程、図2(h))。次いで、二次フォトレジスト層5’を形成し、幅広の二次フォトマスク6’を用いて露光・現像を行なう(図2(i))ことにより、二次フォトレジスト層5’により端部aまで被覆された第1発光部4’および端部bまで被覆された第2発光部8’が形成される(二次フォトレジスト層形成工程、二次フォトレジスト層現像工程、図2(j))。
【0039】
図2に示す第2の例では、上記第1発光層の場合と同様に、予めフォトレジスト層剥離工程を行った後、二次フォトレジスト層形成工程を行うものであるので、図1に示すように、一次フォトレジスト層が形成されている上にさらに二次フォトレジスト層を積層することがない。したがって、二次フォトレジスト層の形成が容易であるという利点を有する。
【0040】
そして、最後に図1示す例、および図2に示す例も同様に、第3発光層9およびフォトレジスト5を形成する発光層形成工程およびフォトレジスト形成工程を行う(図1(k)、図2(k))。そして、フォトレジストの露光・現像を行ない、第3発光層現像工程を行なった後、フォトレジストを剥離することにより、第1発光部4’、第2発光部8’、および第3発光部9’が形成される(図1(l))。最後に図1(m)のように、これらの発光部上に第2電極層10を形成し、図の下方にEL発光を放つEL素子が製造できる。
【0041】
以下、このような本実施態様のEL素子の製造方法の各工程について、詳細に説明する。
1. 発光層および一次フォトレジスト層形成工程
本実施態様においては、まず発光層およびフォトレジスト層形成工程が行われる。上記図1および図2に示すように、発光層が第1発光層である場合は、通常電極層が形成された基体上に第1発光層用塗工液を塗布して第1発光層を形成する。
【0042】
上記本実施態様に用いられる基体は、このように少なくとも電極層が形成されたものが用いられるが、本実施態様においてはこれに限定されるものではなく、バッファー層等の他の有機EL層が形成されたものを用いることも可能である。
【0043】
ただし、本実施態様においては、図1(d)から図1(e)で示されるように、二次フォトレジスト層5’を現像する際に、バッファー層3が露出した状態で行なう必要がある。したがって、本実施態様において、この位置に形成されるバッファー層等の有機EL層は、フォトレジスト層の現像液や溶媒に溶出しないような有機EL層であることが好ましい。具体的には、ゾルゲル反応液、光硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用いたバッファー層を挙げることができる。すなわち、未硬化状態のゾルゲル反応液、光硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂にバッファー層として機能させるための添加剤を加えてバッファー層形成用塗工液としたものや、ゾルゲル反応液、光硬化性樹脂もしくは熱硬化性樹脂自体を変性することにより、バッファー層として機能させるようにしたバッファー層形成用塗工液を用い、このようなバッファー層形成用塗工液を硬化させることにより溶媒に不溶なバッファー層としたもの等である。
【0044】
以下、このような発光層およびフォトレジスト層形成工程に用いられる各構成について具体的に説明する。
【0045】
a.基体
本実施態様に用いられる基体は、透明性が高いものであれば特に限定されるものではなく、ガラス等の無機材料や、透明樹脂等を用いることができる。
【0046】
上記透明樹脂としては、フィルム状に成形が可能であれば特に限定されるものではないが、透明性が高く、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料が好ましい。具体的には、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフッ化ビニル(PFV)、ポリアクリレート(PA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、非晶質ポリオレフィン、またはフッ素系樹脂等が挙げられる。
【0047】
b.電極層
上記基体上には、上述したように電極層が形成されている。このような電極層としては、通常EL素子に用いられるものであれば特に限定されるものではない。なお、このように基体に先に設ける電極層を第1電極層、有機EL層形成後に設ける電極層を第2電極層と呼ぶことがある。これらの電極層は、陽極と陰極からなり、陽極と陰極のどちらか一方が、透明または、半透明であり、陽極としては、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料が好ましい。また、複数の材料を混合させてもよい。いずれの電極層も、抵抗はできるだけ小さいものが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。
【0048】
c.発光層用塗工液
本実施態様においては、上記電極層が少なくとも形成された基体上に発光層用塗工液が塗布され、乾燥されることにより基体上に発光層が形成される。
【0049】
このような発光層用塗工液としては、通常、発光材料、溶媒、およびドーピング剤等の添加剤により構成されるものである。なお、本実施態様においては、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法であることから、複数色の発光層が形成されるものである。したがって、複数種類の発光層用塗工液が用いられる。
【0050】
このような基体上への発光層用塗工液の塗布方法は、全面に塗布することができる塗布方法であれば特に限定されるものではなく、例えばスピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の塗布方法により塗布される。
【0051】
塗布された発光層用塗工液は、通常加熱等されることにより乾燥・固化されて発光層とされる。以下、これら発光層用塗工液を構成する各材料について説明する。
【0052】
I.発光材料
本実施態様に用いられる発光材料としては、蛍光を発する材料を含み発光するものであれば特に限定されず、また発光機能と正孔輸送機能や電子輸送機能をかねているものであってもよい。本実施態様においては、後述するようにフォトリソグラフィー法により発光層のパターニングを行なう関係上、発光層を形成する材料が、後述するフォトレジスト溶媒、フォトレジスト現像液、およびフォトレジスト剥離液に不溶である材料が好ましい。また、この場合は、発光層をフォトリソグラフィー法によりパターニングする際に用いられるフォトレジストが、発光層の形成に用いる溶媒に不溶の材料を用いることが好ましい。
【0053】
このような発光材料としては、色素系材料、金属錯体系材料、および高分子系材料を挙げることができる。
【0054】
▲1▼色素系材料
色素系材料としては、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
【0055】
▲2▼金属錯体系材料
金属錯体系材料としては、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be等または、Tb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
【0056】
▲3▼高分子系材料
高分子系の材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を挙げることができる。
【0057】
本実施態様においては、発光層用塗工液を用いてフォトリソグラフィー法により発光層を精度よく形成することができるという利点を活かすという観点から、発光材料として上記高分子系材料を用いたものがより好ましい。
【0058】
II.溶媒
発光層用塗工液は、上記図1および図2に示す例からも明らかなように、フォトレジスト層上に塗布される場合がある。したがって、この発光層用塗工液に用いられる溶媒としては、フォトレジストに対する溶解度が25℃、1気圧で0.001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは0.0001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましい。例えば、後述するバッファー層が水系やDMF、DMSO、アルコール等の極性溶媒に溶解し、フォトレジストが一般的なノボラック系ポジレジストの場合、ベンゼン、トルエン、キシレンの各異性体およびそれらの混合物、メシチレン、テトラリン、p−シメン、クメン、エチルベンゼン、ジエチルベンゼン、ブチルベンゼン、クロロベンゼン、ジクロロベンゼンの各異性体およびそれらの混合物等をはじめとする芳香族系溶媒、アニソール、フェネトール、ブチルフェニルエーテル、テトラヒドロフラン、2−ブタノン、1,4−ジオキサン、ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、ジフェニルエーテル、ジベンジルエーテル、ジグライム等をはじめとするエーテル系溶媒、ジクロロメタン、1,1−ジクロロエタン、1,2−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、クロロホルム、四塩化炭素、1−クロロナフタレン等のクロル系溶媒、シクロヘキサノン等が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、2種以上の混合溶媒であっても良い。
【0059】
また、後述するように溶媒に可溶なバッファー層と用いる場合、発光層の成膜の際にバッファー層と発光層材料が混合や溶解することを防ぎ、発光材料本来の発光特性を保つためにバッファー層を溶解しないことが望ましい。
【0060】
このような観点から、発光層用塗工液用の溶媒はバッファー層材料に対する溶解度が25℃、1気圧で0.001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは0.0001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましい。
【0061】
III.添加剤
本実施態様に用いられる発光層用塗工液には、上述したような発光材料および溶媒に加えて種々の添加剤を添加することが可能である。例えば、発光層中の発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピング材料が添加される場合がある。このドーピング材料としては例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。
【0062】
d.フォトレジスト
本実施態様においては、上記発光層が形成された基体に対し、フォトレジストを全面に塗布することにより、一次フォトレジスト層を形成する。
【0063】
この際のフォトレジストの塗布方法は、一般的に塗工液を全面に塗布する方法であれば特に限定されるものではなく、具体的には、スピンコーティング法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等の塗布方法が用いられる。
【0064】
本実施態様は、このように発光層上に一次フォトレジスト層を形成し、発光層をフォトリソグラフィー法によりパターニングするものである。このフォトリソグラフィー法とは、光照射により膜の光照射部の溶解性が変化することを利用して光照射パターンに応じた任意のパターンを形成する方法である。
【0065】
本実施態様において用いることができるフォトレジストは、ポジ型であってもネガ型であっても特に限定されるものではないが、発光層などの有機EL層形成に用いる溶媒に不溶であるものが好ましい。
【0066】
具体的に用いることができるフォトレジストとしては、ノボラック樹脂系、ゴム+ビスアジド系等を挙げることができる。
【0067】
e.フォトレジスト溶媒
本実施態様において、上記フォトレジストをコーティングする際に用いられるフォトレジスト溶媒としては、フォトレジスト成膜の際に発光層等の上述した有機EL層とフォトレジスト材料が混合や溶解することを防ぎ、本来の発光特性を保つために発光層材料等の有機EL材料を溶解しないものを用いることが望ましい。この点を考慮すると、本実施態様に用いることができるフォトレジスト溶媒としては、発光層形成用材料等の有機EL層形成用の材料に対する溶解度が、25℃、1気圧で0.001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましく、さらに好ましくは0.0001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましい。
【0068】
例えば、バッファー層形成材料が水系の溶媒に溶解し、発光層が芳香族系等の無極性有機溶媒に溶解する場合に用いることができるフォトレジスト溶媒としては、アセトン、メチルエチルケトンをはじめとするケトン類、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、をはじめとするセロソルブアセテート類、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテルをはじめとするセロソルブ類、メタノール、エタノール、1−ブタノール、2−ブタノール、シクロヘキサノールをはじめとするアルコール類、酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル系溶媒、シクロヘキサン、デカリン等が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能であり、2種以上の混合溶媒であっても良い。
【0069】
2.一次フォトレジスト層現像工程
次に、本実施態様においては、一次フォトレジスト層に対して、所定の発光部に相当する部分のフォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する一次フォトレジスト層現像工程が行なわれる。
【0070】
この工程においては、まずフォトマスクを介して一次フォトレジスト層が露光される。この露光方法等に関しては、従来の露光方法と同様であるので、ここでの説明は省略するが、フォトマスクは、第1発光部が形成される部分のフォトレジスト層が残存するように形成されたフォトマスクが用いられる。具体的には、図1または図2に示す例では、ポジ型のフォトレジストが用いられていることから、第1発光部に該当する部分が遮光されるようなフォトマスクが用いられ、逆にネガ型のフォトレジストを用いる場合は、上記第1発光部に該当する部分のみ露光するようなフォトマスクが用いられるのである。
【0071】
なお、例えばレーザ光等による描画によりパターン状に露光される場合も考えられるが、本実施態様はこのような場合も含むものである。
【0072】
そして、パターン露光が行なわれた後、第1フォトレジスト層の現像が行なわれ、その結果、第1発光部上に第1フォトレジスト層が残存するようにフォトレジスト層のパターニングが行なわれる。
【0073】
以下、この工程におけるフォトレジスト層のパターニングに用いられる現像液について、説明する。
【0074】
(フォトレジスト現像液)
本実施態様に用いることができるフォトレジスト現像液としては、上記発光層を形成する材料を溶解するものでなければ特に限定されるものではない。具体的には、一般的に使用されている有機アルカリ系現像液を使用できるが、そのほかに、無機アルカリ、またはフォトレジスト層の現像が可能な水溶液を使用することができる。フォトレジスト層の現像を行った後は水で洗浄するのが望ましい。
【0075】
本実施態様に用いることができる現像液としては、発光層形成用材料に対する溶解度が、25℃、1気圧で0.001(g/g現像液)以下の現像液であることが好ましく、さらに好ましくは0.0001(g/g現像液)以下の現像液を選択することである。
【0076】
3.発光層現像工程
本実施態様においては、このように一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより表面がフォトレジスト層により覆われた発光部を形成する工程が行われる。
【0077】
この発光層現像工程は、発光層を溶解する溶媒を用いる湿式法、およびドライエッチングを用いる乾式法を用いることが可能であるが、本実施態様においては、混色等の不具合の無い乾式法を用いることが好ましい。以下、それぞれの方法について説明する。
【0078】
(湿式法)
この場合の湿式法とは、フォトレジストを剥離することなく、発光層を溶解または剥離することができる溶媒を用いて発光層を溶解させて除去される方法である。この際用いることができる溶媒としては、上述した発光層用塗工液の溶媒を用いることができる他、上記条件を満たす溶媒であれば他の溶媒を選択することもできる。
【0079】
また、この溶媒を用いて除去する際に超音波浴中で行なうようにしてもよい。このように超音波浴を用いることにより、発光層のパターンの細りや発光層の流出等の不具合の無い、精度の高いパターニングが可能となるからであり、短時間で精度の高いパターニングが可能となる点で好ましい。
【0080】
本実施態様においては、この超音波浴に用いる超音波の条件は、25℃において、20〜100キロヘルツの発振周波数で、0.1〜60秒間行なうことが好ましく、このような条件とすることで、短時間で精度の高いパターニングが可能となる。
【0081】
(乾式法)
一方、乾式法とは、ドライエッチングを用いてフォトレジストが除去された部分の発光層を除去する方法である。
【0082】
通常、フォトレジスト層は、発光層よりかなり厚く成膜されることから、全体的にドライエッチングを行うことにより、発光層を除去することができるのである。
【0083】
この場合、フォトレジスト層の膜厚は、0.1〜10μmの範囲内であることが好ましく、さらに好ましくは、0.5〜5μmの範囲内である。このような膜厚とすることで、フォトレジストのレジスト機能を保ったまま、加工精度の高いドライエッチングが可能となる。
【0084】
このように、ドライエッチングを用いれば、エッチングの端部をよりシャープとすることが可能となることから、パターンの端部に存在する膜厚不均一領域の幅をより狭くすることが可能となり、その結果、より高精細なパターニングが可能となるという効果を奏する。
【0085】
本実施態様に用いられるドライエッチング法としては、ドライエッチングが、反応性イオンエッチングであることが好ましい。反応性イオンエッチングを用いることにより、有機膜が化学的に反応を受け、分子量の小さい化合物となることにより、気化・蒸発して基体上から除去することができ、エッチング精度の高い、短時間の加工が可能となるからである。
【0086】
また、本実施態様においては、上記ドライエッチングに際して、酸素単体または酸素を含むガスを用いることが好ましい。酸素単体または酸素を含むガスを用いることで有機膜の酸化反応による分解除去が可能であり、基体上から不要な有機物を除去することができ、エッチング精度の高い、短時間の加工が可能である。また、この条件では、通常用いられるITO等の酸化物透明導電膜をエッチングすることがないので、電極特性を損なうことなく、電極表面を浄化することができる点においても効果的である。
【0087】
さらに、本実施態様においては上記ドライエッチングに、大気圧プラズマを用いることが好ましい。大気圧プラズマを用いることで、通常真空装置が必要であるドライエッチングが大気圧下で行なうことができ、処理時間の短縮、およびコストの低減が可能である。この場合、エッチングはプラズマ化した大気中の酸素によって有機物が酸化分解することを利用することができるが、ガスの置換および循環によって反応雰囲気のガス組成を任意に調整してもよい。
【0088】
4.フォトレジスト層剥離工程
本実施態様においては、上記発光層現像工程を行なった後、現像された一次フォトレジスト層を剥離する工程を行ってもよい。具体的には、図2(b)から図2(c)に示すように、基体上に残る一次フォトレジスト層を剥離することにより、発光部を露出させ、その後、後述する二次フォトレジスト層形成工程を行う方法である。
【0089】
一次フォトレジスト層が残存した状態で、その上に積層して二次フォトレジスト層を形成することが難しい場合や、フォトレジスト層を積層することにより膜厚が厚くなってしまい、その後の発光層の形成に問題が生じる場合等においては、このように、一旦基体上の全てのフォトレジスト層を剥離した状態から、二次フォトレジスト層の形成を行うことが好ましい。
(フォトレジスト剥離液)
このようなフォトレジスト層の剥離を行なう場合は、フォトレジスト剥離液を用いる。本実施態様において用いることができるフォトレジスト剥離液としては、上記発光層を溶解するものではなく、フォトレジスト層を溶解することが必要であり、上述したようなフォトレジストの溶媒をそのまま使用することができる。また、ポジ型フォトレジストを用いた場合はUV露光を行った後でレジスト現像液として挙げた液を用いて剥離することも可能である。
【0090】
さらに、強アルカリ水溶液、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン等の溶媒、およびそれらの混合物、市販のレジスト剥離液を用いてもよい。レジスト剥離後は、2−プロパノール等でリンスし、さらに水でリンスしてもよい。
【0091】
5.二次フォトレジスト層形成工程
上記発光層現像工程を行なった後、上記基体上に上記発光部を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程を行う。
【0092】
ここで用いられる二次フォトレジスト層は、上記一次フォトレジスト層と同様の材料を用いることができるので、ここでの説明は省略する。
【0093】
本実施態様においては、一次フォトレジスト層と二次フォトレジスト層とが同一のフォトレジストを用いた場合であっても、異なるフォトレジストを用いた場合であってもよい。上述したフォトレジスト層剥離工程を行う場合は、一次フォトレジストと二次フォトレジストとを別々に用いるものであるので、同一のフォトレジストを用いることが工程上簡便である点等の理由から好ましい。
【0094】
一方、上記フォトレジスト層剥離工程を行わない場合は、一次フォトレジスト層上に二次フォトレジスト層を形成する必要があることから、場合によっては異なるフォトレジストを用いるようにしてもよい。
【0095】
6.二次フォトレジスト層現像工程
パターニングされた発光部の端部aは、図1(b)および図2(b)の段階では、一次フォトレジスト層によって被覆されておらず露出した状態であった。この状態からさらに次の発光層用塗工液を塗布すると、塗布された発光層用塗工液に、端部aおよびb等から発光層材料が溶出し、その結果混色や画素細りといった問題点が生じる。
【0096】
この問題点を解決するために、二次フォトレジスト層の露光・現像工程においては、一次フォトリレジストの露光・現像工程で残した一次フォトレジスト層の幅より大きな幅で発光部を覆うようにパターニングがなされる。すなわち、発光部の端部を覆うと共に、隣接する発光部にかからない程度の大きさで二次フォトレジスト層は露光・現像される。
【0097】
なお、他の点に関しては、上記一次フォトレジスト層現像工程と同様であるので、ここでの説明は省略する。
7.その他
本実施態様においては、上記1から6の工程を2回繰り返した後、上記図1の例で説明したように、再度発光層形成工程およびフォトレジスト層形成工程を行い、形成したフォトレジスト層の露光・現像工程、形成した発光層の現像工程を行なった後、フォトレジスト層の剥離工程を行うことにより、3色の発光部を形成することができる。
【0098】
その後、第2電極層や保護層を形成した後、封止することによりEL素子とすることができる。
【0099】
B.第2実施態様
次に、本発明のEL素子の製造方法における第2実施態様について説明する。
【0100】
本実施態様は、電極層が形成された基体上に、種類の異なる発光層を複数回にわたりフォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることにより、上記基体上に複数種類の発光部を形成するEL素子の製造方法であり、以下の工程を少なくとも有するものである。
(1)上記基体上に、発光層およびフォトレジスト層をこの順序で形成する工程(発光層および一次フォトレジスト層形成工程)
(2)上記フォトレジスト層に対して、全ての発光部に相当する部分のフォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程(一次フォトレジスト層現像工程)
(3)上記フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより表面がフォトレジスト層により覆われた発光部を形成する工程(発光層現像工程1)
(4)上記基体上に上記発光部を覆うようにフォトレジスト層を形成する工程(二次フォトレジスト層形成工程)
(5)所定の発光部およびその端部が露出しないように、上記フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する工程(二次フォトレジスト層現像工程)
(6)上記フォトレジスト層が除去されて露出している発光部を除去する工程(発光部現像工程2)
これらの各工程について、まず図3に示す第1の例を用い、第1発光部の形成(図3(a)〜(f))までを簡単に説明する。
【0101】
図3は、本実施態様の第1の例を示すものである。図3(a)に示すように、上記図1に示す場合と同様に、電極層2およびバッファー層3が形成された基体1上に第1発光層4および一次フォトレジスト層5を形成する(発光層および一次フォトレジスト層形成工程)。
【0102】
次いで、この一次フォトレジスト層を露光して現像する(一次フォトレジスト層現像工程)。本実施態様が、上記第1実施態様と大きく異なるのは、この一次フォトレジスト層現像工程において、本実施態様では、全ての発光部が形成される領域に一次フォトレジスト層が残存するように、フォトマスク6が形成さており(図3(a))、このようなフォトマスク6により露光された後、現像が行なわれる点にある。
【0103】
そして、全ての発光部が形成される領域に一次フォトレジスト層5が残存した状態で、露出する第1発光層4を現像する工程が行なわれる(発光層現像工程1、図3(b))。
【0104】
次いで、上記基体上の発光部を覆うように二次フォトレジスト層が形成される(二次フォトレジスト層形成工程、図3(c))。
【0105】
そして、所定の発光部のみを一次フォトマスク6より幅広に形成された二次フォトマス6’を用いてパターン露光を行ない(図3(d))、現像する(二次フォトレジスト層現像工程、図3(e))。
【0106】
最後に、他の発光部上に残存する発光層を現像することにより、第1発光部4’上にその端部aが露出しないように二次フォトレジスト層5’が形成された状態となる(発光層現像工程2、図3(f))。
【0107】
本実施態様においても、一つの発光層をパターニングする際に、一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層の2回のフォトレジスト現像工程を行なうことにより、第1発光部4’の端部aがフォトレジスト層で被覆された状態で、次の第2発光層用塗工液の塗布工程とすることができる。したがって、次の第2発光層用塗工液を塗布しても、混色等の問題が生じることがない。
【0108】
また、本実施態様の特徴は、二次フォトレジスト層現像工程において、バッファー層3が第1発光層4に覆われた状態で二次フォトレジスト層が現像される。すなわち、図3(d)においてパターン露光した後、二次フォトレジスト層を現像するのであるが、この際、バッファー層上には第1発光層4が存在し(図3(e))、直接フォトレジスト層現像液がバッファー層と接触することがない。したがって、本実施態様においては、フォトレジスト現像液に可溶な材料のバッファー層であっても用いることができるという利点を有する。
【0109】
図4は、本実施態様の第2の例における第1発光部の形成まで(図4(a)〜(f))を示すものである。この例では、図3(b)の工程、すなわち一次フォトレジスト層5を現像し、第1発光層を現像する工程(発光層現像工程1)までは、全く同様であり(図4(b)参照)、次に現像された一次フォトレジスト層5を剥離する工程を行う(一次レジスト剥離工程、図4(c)参照)点に特徴を有する。
【0110】
次いで、一次フォトレジスト層が全て除去され、第1発光部4’が露出している基体上に、二次フォトレジスト層5’を全面に形成し、図3の例と同様にして、二次フォトレジスト層5’を二次フォトマスク6’を用いて幅広に形成し、第1発光部4’の端部aが露出しないように二次フォトレジスト層5’で被覆された状態とする(図4(f))。
【0111】
第2の方法では、発光層現像1工程と二次フォトレジスト層形成工程との間に、フォトレジスト層剥離工程という工程を余分に行う必要があるが、図3に示す例のように既に形成されているフォトレジスト層上に再度フォトレジスト層を形成することがないため、二次フォトレジスト層の形成が容易であり、また膜厚が大幅に増加することがないので、発光層の均一な形成が可能となるという利点を有する。
【0112】
また、第2の方法においても、第1の方法と同様に一次フォトレジスト層を現像する際(図4(d))、発光層4が存在する(図4(e))ことから、バッファー層3が直接フォトレジスト現像液と接触することがない。したがって、フォトレジスト現像液に可溶なバッファー層であっても用いることができるという利点を有する。
【0113】
本実施態様においても、上記第1実施態様の場合と同様に、さらに同様の工程を第2発光層に行なうことにより(図3(g)〜図3(k))、第1発光部4’の端部aおよび第2発光部8’の端部bが被覆された状態で第3発光層用塗工液を塗布することができ(図3(l))、混色を防止することができる。また、上記第1発光部の形成工程と同様に、二次フォトリソグラフィ層現像工程の際にバッファー層上には第2発光層8が存在し(図3(j))、その後発光層現像工程2を行なうようになっている(図3(k))。したがって、第2発光部の形成に際しても、バッファー層3が直接フォトレジスト現像液と接触することがない。
【0114】
また、本実施態様の第2の例についても、同様にして同様の工程を第2発光層に行なうことができる(図4(g)〜(k))。
【0115】
そして、第3発光層およびフォトレジスト層を形成後、露光し(図3(l)および図4(l))、現像することにより、第1発光部4’、第2発光部8’、および第3発光部9’が形成される。そして、最後にこれらの発光部上に第2電極層を形成し、図の下方にEL発光を放つEL素子が製造される。
【0116】
以下、このような本実施態様のEL素子の製造方法の各工程について、詳細に説明する。なお、本実施態様において用いられる材料およびその形成方法等、以下の説明で特に指摘する点以外の事項に関しては、上記第1実施態様で説明したものと同様であるので、以下の各工程の説明においては省略する。
【0117】
1.発光層および一次フォトレジスト層形成工程
本実施態様においては、第1実施態様と同様に、まず基体上に、発光層およびフォトレジスト層をこの順序で形成する発光層および一次フォトレジスト層形成工程が行われる。
【0118】
なお、本実施態様においては、後述するように、上記電極層上にフォトレジスト現像液に可溶な有機EL層、例えばバッファー層であっても形成することが可能である。このようなバッファー層について説明する。
【0119】
(バッファー層)
本実施態様でいうバッファー層とは、発光層に電荷の注入が容易に行われるように、陽極と発光層との間または陰極と発光層との間に設けられ、有機物、特に有機導電体などを含む層である。例えば、発光層への正孔注入効率を高めて、電極などの凹凸を平坦化する機能を有する導電性高分子とすることができる。
【0120】
本実施態様に用いられるバッファー層は、その導電性が高い場合、素子のダイオード特性を保ち、クロストークを防ぐためにパターニングされていることが望ましい。なお、バッファー層の抵抗が高い場合等はパターニングされていなくても良い場合もあり、またバッファー層が省ける素子の場合はバッファー層を設けなくても良い場合もある。
【0121】
本実施態様において、バッファー層および発光層の両者がフォトリソグラフィー法によりパターニングされて形成される場合は、バッファー層を形成する材料が、フォトレジスト溶媒および発光層形成に用いる溶媒に不溶であるものを選択することが好ましく、より好ましくはバッファー層を形成する材料が、フォトレジスト剥離液に不溶である材料を選択した場合である。
【0122】
本実施態様に用いられるバッファー層を形成する材料としては、具体的にはポリアルキルチオフェン誘導体、ポリアニリン誘導体、トリフェニルアミン等の正孔輸送性物質の重合体、無機酸化物のゾルゲル膜、トリフルオロメタン等の有機物の重合膜、ルイス酸を含む有機化合物膜等が挙げられるが、上述したような溶解性に関する条件を満たしていれば特に限定されず、成膜後に反応、重合あるいは焼成等により上記の条件を満たしても良い。
【0123】
また、本実施態様においてバッファー層を形成する際に用いられる溶媒としては、バッファー材料が分散または溶解していればよく、特に制限されるものではないが、フルカラーのパターニング等において、複数回の成膜が必要である場合、フォトレジスト材料を溶解しないバッファー層溶媒を用いる必要があり、さらに好ましくは発光層を溶解しないバッファー層溶媒であることが好ましい。
【0124】
本実施態様に用いることができるバッファー層溶媒としては、レジスト材料の溶解度が、25℃、1気圧で0.001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択すること
が好ましく、さらに好ましくは0.0001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することである。またバッファー層溶媒としてさらに好ましくは、発光層構成材料の溶解度が、25℃、1気圧で0.001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することであり、特に0.0001(g/g溶媒)以下の溶媒を選択することが好ましい。
【0125】
具体的には、水、メタノール、エタノールをはじめとするアルコール類、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、N−メチル−2−ピロリドン等の溶媒が挙げられるが、この他でも条件を満たす溶媒であれば使用可能である。また、2種以上の溶媒を混合して用いても良い。
【0126】
2.一次フォトレジスト層現像工程
次に、形成されたフォトレジスト層に対して、全ての発光部に相当する部分のフォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する一次フォトレジスト層現像工程が行われる。
【0127】
この工程が、第1実施態様と大きく異なる工程であり、第1実施態様が、所定の発光部に相当する部分に該当する部分のフォトレジスト層が残存するように行なうのに対し、本実施態様では、全ての発光部に相当する部分のフォトレジスト層が残存するようにパターン露光がなされ、現像される。
【0128】
3.発光層現像工程1
そして、上述したようにフォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより表面がフォトレジスト層により覆われた発光部を形成する発光層現像工程1が行なわれる。
【0129】
このように、一次フォトレジスト層形成工程を行った後、発光層現像工程1を行なうことにより、一次フォトレジスト層で覆われた発光部に相当する部分の間に存在する発光層を除去することができる。
【0130】
上記2の工程およびこの工程では、このように発光部、すなわちバッファー層が存在する部分に発光層を残しながら、その間に存在する発光層を除去することにより、発光部の端部を次工程で形成される二次フォトレジスト層で覆うようにすると同時に、その後の二次フォトレジスト層現像工程において、バッファー層を発光層で保護できるようにしたものである。
【0131】
4.フォトレジスト層剥離工程
本実施態様においても、第1実施態様と同様に、上記発光層現像工程を行なった後、現像された一次フォトレジスト層を剥離する工程を行ってもよい。一次フォトレジスト層が残存した状態で、その上に積層して二次フォトレジスト層を形成することが難しい場合や、フォトレジスト層を積層することにより膜厚が厚くなってしまい、その後の発光層の形成に問題が生じる場合等においては、このように、一旦基体上の全てのフォトレジスト層を剥離した状態から、二次フォトレジスト層の形成を行うことが好ましい。
【0132】
5.二次フォトレジスト層形成工程
次に、上記基体上に上記発光部を覆うようにフォトレジスト層を形成する二次フォトレジスト層形成工程が行われる。これにより、上述したように発光部端部が二次フォトレジスト層により覆われる。
【0133】
6.二次フォトレジスト層現像工程
そして、所定の発光部およびその端部が露出しないように、上記フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する二次フォトレジスト層現像工程が行なわれる。本工程において、二次フォトレジスト層を現像するに際しては、電極層上、すなわち発光部が形成される領域に位置するバッファー層は、発光層で覆われていることから、直接この二次フォトレジスト層現像工程に用いられるフォトレジスト層現像液に接触することがない。したがって、本実施態様においては、上述したようなフォトレジスト層の現像液等に可溶なバッファー層を用いることが可能となる。
【0134】
7.発光層現像工程2
次いで、上記フォトレジスト層が除去されて露出している発光部を除去する発光部現像工程2が行なわれる。
【0135】
本実施態様においては、このように発光層現像工程を2回に分けて行なうことにより、フォトレジスト層の現像工程において、バッファー層が発光層に覆われて露出しないようにしたものである。
【0136】
本実施態様は、第1実施態様と比較すると、確かに発光層現像工程を1回余分に行なうものである。しかしながら、発光効率を向上させる等のために、溶媒に可溶なバッファー層を形成せざるをえない場合もあり、本実施態様はそのような場合に有用な態様であるといえる。
【0137】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。
【0138】
【実施例】
以下に実施例を示し、本発明をさらに説明する。
【0139】
[実施例]
(バッファー層の成膜)
6インチ□、板厚1.1mmのパターニングされたITO基板を洗浄し、基体および第1電極層とした。バッファー層塗布液(バイエル社製;BaytronP、以下の化学式(1)に示す。)基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。2500rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は800オングストロームとなった。
【0140】
【化1】
【0141】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製;OFPR−800)を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。500rpmで10秒間保持し、その後、2000rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約1μmとなった。80℃で30分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、バッファー層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製;NMD−3)で20秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層および、バッファー層を除去した。120℃で30分間ポストベークした後、アセトンでフォトレジスト層を全て除去し、アセトンに不溶のバッファー層を任意のパターンに形成した。
【0142】
(発光層の成膜)
第1の発光層としてバッファー層がパターニングされた基体上にポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子MEH−PPV(以下の化学式(2)に示す。)の1wt%キシレン溶液を、を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。2000rpmで10秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は800オングストロームとなった。
【0143】
【化2】
【0144】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製;OFPR−800)を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。500rpmで10秒間保持し、その後、2000rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約1μmとなった。80℃で30分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第1発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製;NMD−3)で20秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層を除去した。120℃で30分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジスト層が除去された部分の発光層を除去した。アセトンでフォトレジストを除去した後、再度、ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製;OFPR−800)を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。500rpmで10秒間保持し、その後、2000rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約1μmとなった。80℃で30分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第1発光部の幅よりも10μずつ大きい幅のフォトレジスト層を残すように紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製;NMD−3)で20秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジスト層を除去した。120℃で30分間ポストベークし、第1発光部が第1発光部の幅よりも10μずつ大きい幅を有するフォトレジスト層で保護された基体を得た。
【0145】
第2発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子MEH−PPVの1wt%キシレン溶液を、を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。2000rpmで10秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は800オングストロームとなった。
【0146】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製;OFPR−800)を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。500rpmで10秒間保持し、その後、2000rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約1μmとなった。80℃で30分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第1発光部と第2発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製;NMD−3)で20秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。120℃で30分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去した。アセトンでフォトレジストを除去した後、再度、ポジ型フォトレジスト液(東京応化製OFPR−800)を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。500rpmで10秒間保持し、その後、2000rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約1μmとなった。80℃で30分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第1発光部および第2発光部の幅よりも10μずつ大きい幅でフォトレジスト層が残るように紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製;NMD−3)で20秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。120℃で30分間ポストベークし、第1発光部および第2発光部の幅よりも10μずつ大きい幅を有するフォトレジストで保護された基体を得た。
【0147】
第3発光層としてポリパラフェニレンビニレン誘導体発光高分子MEH−PPVの1wt%キシレン溶液を、を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。2000rpmで10秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は800オングストロームとなった。
【0148】
ポジ型フォトレジスト液(東京応化社製;OFPR−800)を2mlとり、基体の中心部に滴下して、スピンコーティングを行った。500rpmで10秒間保持し、その後、2000rpmで20秒間保持して層形成した。この結果、膜厚は約1μmとなった。80℃で30分間プリベークを行った。その後、アライメント露光機に露光マスクと共にセットし、第1発光部、第2発光部、および第3発光部以外の発光層を除去したい部分に紫外線露光した。レジスト現像液(東京応化社製;NMD−3)で20秒間現像後、水洗し、露光部のフォトレジストを除去した。120℃で30分間ポストベークした後、トルエンでフォトレジストが除去された部分の発光層を除去し、第1発光部、第2発光部、および第3発光部がフォトレジストで保護された基体を得た。その後、アセトンでフォトレジストをすべて除去し、パターニングされた発光層を露出させた。
100℃で1時間乾燥した後、次いで、得られた基体上に、第2電極層(上部電極)としてCaを500オングストロームの厚みで蒸着し、さらに保護層としてAgを2500オングストロームの厚みで蒸着し、EL素子を作製した。
【0149】
(EL素子の発光特性の評価)
ITO電極側を正極、Ag電極側を負極に接続し、ソースメーターにより、直流電流を印加した。10V印加時に第1発光部、第2発光部、および第3発光部それぞれより発光が認められた。
【0150】
[比較例]
第1発光層および第2発光層の現像工程の後、フォトレジスト層の剥離工程と二次フォトレジスト層の形成、露光、および現像工程による発光層の再保護を行わなかったこと以外は実施例1と同様にEL素子を作製した。第2発光層および第3発光層の現像時に、すでにパターニングされている発光層が溶出し、画素細りを生じた。
【0151】
【発明の効果】
本発明によれば、パターニングされた発光部が露出しないようにフォトレジスト層で覆うため、既に形成された発光部が後に塗布する発光層用塗工液と接触しないことから、発光部と発光層用塗工液とが接触することによって生じる混色や画素細りを防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のEL素子の製造方法における第1実施態様の第1の例を示す工程図である。
【図2】本発明のEL素子の製造方法における第1実施態様の第2の例を示す工程図である。
【図3】本発明のEL素子の製造方法における第2実施態様の第1の例を示す工程図である。
【図4】本発明のEL素子の製造方法における第2実施態様の第2の例を示す工程図である。
【図5】従来のEL素子の製造方法を示す工程図である。
【符号の説明】
1 … 基体
2 … 電極層
3 … バッファー層
4 … 第1発光層
4’ … 第1発光部
5 … 一次フォトレジスト層
5’ … 二次フォトレジスト層
8 … 第2発光層
8’ … 第2発光部
9 … 第3発光層
9’ … 第3発光部
a … 第1発光部の端部
b … 第2発光部の端部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an EL element having an organic electroluminescent (hereinafter sometimes abbreviated as EL) layer, wherein the organic EL layer is formed in a pattern by a photolithography method. It is about.
[0002]
[Prior art]
In the EL element, holes and electrons injected from opposing electrodes are combined in the light emitting layer, and the fluorescent material in the light emitting layer is excited with the energy to emit light of a color corresponding to the fluorescent material. It attracts attention as a self-luminous planar display element. Among them, organic thin-film EL displays using organic substances as light-emitting materials have high light-emission efficiency such as high-luminance light emission even when the applied voltage is less than 10 V, and can emit light with a simple element structure. It is expected to be applied to advertisements that display these patterns in light emission and other simple display displays at low cost.
[0003]
In manufacturing a display using such an EL element, patterning of an electrode layer or an organic EL layer is usually performed. As a patterning method of this EL element, there are a method of evaporating a luminescent material through a shadow mask, a method of coating by ink jet, a method of destroying a specific luminescent dye by ultraviolet irradiation, a screen printing method and the like. However, these methods cannot provide an EL element manufacturing method that realizes all of light emission efficiency, high light extraction efficiency, simple manufacturing process, and high-definition pattern formation.
[0004]
As means for solving such a problem, a method for manufacturing an EL element in which a light emitting layer is formed by patterning using a photolithography method has been proposed. According to this method, as compared with the conventional patterning method by vapor deposition, a vacuum facility equipped with a highly accurate alignment mechanism or the like is unnecessary, so that it can be manufactured relatively easily and inexpensively. On the other hand, compared to the patterning method using the inkjet method, it is preferable in that it does not perform a pretreatment for a structure or a substrate that assists patterning, and the photolithography method is more preferable because of the discharge accuracy of the inkjet head. However, this method has an advantage that it can be said to be a preferable method for forming a finer pattern.
[0005]
As a method for forming a plurality of light emitting portions by such a photolithography method, for example, a method shown in FIG. 5 has been proposed.
[0006]
First, as shown in FIG. 5A, a patterned
[0007]
This is developed with a resist developer and washed with water, whereby the resist in the exposed portion is removed as shown in FIG. Further development with the solvent of the light emitting layer removes the exposed first
[0008]
Next, as in the formation of the first
[0009]
Further, as shown in FIG. 5 (g), a
[0010]
When this is developed with a resist developer, washed with water, and further developed with the solvent of the light emitting layer, only the exposed second
[0011]
Further, as in the formation of the first and second light emitting portions, a third light emitting
[0012]
Further, a
[0013]
When this is developed with a resist developer, washed with water, and developed with the solvent of the light emitting layer, only the exposed third
[0014]
Finally, as shown in FIG. 5 (n), when the
[0015]
As described above, according to this photolithography method, the patterned end portion a of the first light emitting portion and the end portion b of the second light emitting portion are not covered with the photoresist layer. When the liquid is applied, there is a problem in that the patterned light-emitting portion elutes into the light-emitting layer coating solution to be applied later, resulting in color mixing and pixel thinning.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and has the advantages of the photolithographic method such as high luminous efficiency and high extraction efficiency, simple manufacturing process, and high-definition pattern formation, and pattern formation. It is a main object of the present invention to provide a method for manufacturing an EL element by a photolithography method that prevents color mixing between an end portion of a light emitting portion and a different light emitting layer to be laminated later, and further prevents pixel thinning.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, as described in
[0018]
In the present invention, the patterned light emitting part is not exposed.secondarySince it is covered with a photoresist layer, the already formed light emitting part does not come into contact with the light emitting layer coating liquid to be applied later, thereby preventing pixel thinning and color mixing caused by contact between the light emitting part and the light emitting layer coating liquid. can do.
[0019]
The present invention further includesAs described in
This was formed earlieronceOn top of the photoresist layersecondaryAfter applying the photoresist,secondaryIt may be difficult to form a photoresist layer well. Therefore in advanceonceAfter removing the photoresist layer, a photoresist layer is formed on the entire surface.
[0020]
In the present invention, a plurality of types of light-emitting layers are patterned on a substrate on which an electrode layer is formed by using a photolithography method a plurality of times on the substrate. In the method for manufacturing an EL element for forming a light emitting part of the above, a light emitting layer and a light emitting layer on the substrateonceForming the photoresist layer in this order; andonceThe portion corresponding to all the light emitting portions with respect to the photoresist layeronceA step of developing after pattern exposure so that the photoresist layer remains; andonceBy removing the exposed light emitting layer by removing the photoresist layer,Forming a light emitting portion surface covered with the primary photoresist layer and an exposed light emitting end surface not covered with the primary photoresist layer;the aboveLight emitting part surface and light emitting end surfaceTo coversecondaryA step of forming a photoresist layer and a predetermined light emitting portion;surfaceAnd givenLight emissionedgesurfaceTo prevent exposuresecondaryDevelop after pattern exposure of photoresist layerTo remove the primary photoresist layer and the secondary photoresist layer other than the predetermined light emitting portion.The primary photoresist layer andsecondaryAnd a step of removing the exposed light-emitting portion by removing the photoresist layer.
[0021]
Also in this case, similarly to the invention described in
[0022]
In the present invention, as further described in
This was formed earlier as in the case of
[0023]
In the invention described in any one of
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The EL device manufacturing method of the present invention can be roughly divided into two embodiments. Hereinafter, the EL device manufacturing method of the present invention will be described in detail for each embodiment.
[0025]
A. First embodiment
In the first embodiment of the present invention, a plurality of types of light emitting portions are formed on the substrate by patterning a plurality of types of light emitting layers on the substrate on which the electrode layer is formed, using a photolithography method multiple times. The method of manufacturing an EL element that includes at least the following steps.
[0026]
(1) Step of forming a light emitting layer and a photoresist layer in this order on a substrate (light emitting layer and primary photoresist layer forming step)
(2) Step of developing after pattern exposure so that a portion of the photoresist layer corresponding to the predetermined light emitting portion remains on the photoresist layer (primary photoresist layer developing step)
(3) A step of forming a light emitting part whose surface is covered with a photoresist layer by removing the exposed light emitting layer after removing the photoresist layer (light emitting layer developing step)
(4) Step of forming a photoresist layer on the substrate so as to cover the light emitting portion (secondary photoresist layer forming step)
(5) A step of developing the photoresist layer after pattern exposure so that the light emitting portion and the end thereof are not exposed (secondary photoresist layer developing step)
For each of these steps, first, the first example of the present embodiment shown in FIG. 1 will be used to briefly explain the formation of the first light emitting portion (FIGS. 1A to 1E).
[0027]
In the first example of this embodiment, first, as shown in FIG. 1A, the first light emission is performed on the
[0028]
Next, the
[0029]
Further, by developing with a light emitting layer developer, only the portion of the
[0030]
Then, as shown in FIG. 1 (c), a positive photoresist is further applied over the entire surface so as to form a secondary photoresist layer 5 '(secondary photoresist layer forming step).
[0031]
Next, exposure is performed with
[0032]
As described above, when patterning one light emitting layer, the photoresist portion of the first
[0033]
FIG. 2 shows the process up to the formation of the first light emitting portion in the second example of the present embodiment (FIGS. 2A to 2E). In this example, the process of FIG. 1B, that is, the process of developing the
[0034]
In the method of this example, it is necessary to perform an extra step of the photoresist layer peeling step between the light emitting layer developing step and the secondary photoresist layer forming step, but it has already been formed as in the example shown in FIG. Since the photoresist layer is not formed again on the existing photoresist layer, the secondary photoresist layer can be easily formed.
[0035]
Next, formation of the second light-emitting portion will be described using the first example shown in FIG. 1 (FIGS. 1 (f) to (j)). The second light emitting part can also be formed by performing the same process as the method for forming the first light emitting part on the second light emitting layer. At this time, the end a of the first light emitting part and the second light emitting part are formed. The third light emitting layer coating solution can be applied in a state where the end b of the part is covered, and color mixing can be prevented.
[0036]
That is, first, the second
[0037]
Next, a second example of the formation of the second light emitting unit will be described (FIGS. 2 (f) to (j)). In the second example, in the case of forming the second light emitting part, a photoresist layer peeling process is performed between the light emitting layer developing process and the secondary photoresist layer forming process, as in the case of the first light emitting part. Is.
[0038]
First, similarly to the first example, the second
[0039]
In the second example shown in FIG. 2, as in the case of the first light emitting layer, the photoresist layer peeling step is performed in advance and then the secondary photoresist layer forming step is performed. As described above, the secondary photoresist layer is not further laminated on the primary photoresist layer. Therefore, there is an advantage that the secondary photoresist layer can be easily formed.
[0040]
Finally, in the example shown in FIG. 1 and the example shown in FIG. 2 as well, the light emitting layer forming step and the photoresist forming step for forming the third
[0041]
Hereafter, each process of the manufacturing method of such an EL element of this embodiment is demonstrated in detail.
1. Light emitting layer and primary photoresist layer forming process
In this embodiment, first, a light emitting layer and photoresist layer forming step is performed. As shown in FIG. 1 and FIG. 2, when the light emitting layer is the first light emitting layer, the first light emitting layer is applied by applying the first light emitting layer coating liquid onto the substrate on which the normal electrode layer is formed. Form.
[0042]
The substrate used in the present embodiment is such that at least the electrode layer is formed as described above, but in the present embodiment, the substrate is not limited to this, and other organic EL layers such as a buffer layer may be used. It is also possible to use the formed one.
[0043]
However, in this embodiment, as shown in FIGS. 1D to 1E, when developing the
[0044]
Hereinafter, each structure used for such a light emitting layer and a photoresist layer formation process is demonstrated concretely.
[0045]
a. Substrate
The substrate used in this embodiment is not particularly limited as long as it has high transparency, and an inorganic material such as glass, a transparent resin, or the like can be used.
[0046]
The transparent resin is not particularly limited as long as it can be formed into a film, but a polymer material having high transparency, relatively high solvent resistance and heat resistance is preferable. Specifically, polyethersulfone, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl fluoride (PFV), polyacrylate (PA), polypropylene (PP), polyethylene (PE) , Amorphous polyolefin, or fluorine-based resin.
[0047]
b. Electrode layer
An electrode layer is formed on the substrate as described above. Such an electrode layer is not particularly limited as long as it is usually used for an EL element. In addition, the electrode layer provided in advance on the substrate may be referred to as a first electrode layer, and the electrode layer provided after the organic EL layer is formed may be referred to as a second electrode layer. These electrode layers are composed of an anode and a cathode, and either the anode or the cathode is transparent or translucent, and the anode is preferably a conductive material having a large work function so that holes can be easily injected. . A plurality of materials may be mixed. Each of the electrode layers preferably has a resistance as small as possible. Generally, a metal material is used, but an organic material or an inorganic compound may be used.
[0048]
c. Luminescent layer coating solution
In this embodiment, the light emitting layer is formed on the substrate by applying a coating solution for the light emitting layer on the substrate on which the electrode layer is formed at least and drying it.
[0049]
Such a light emitting layer coating solution is usually composed of a light emitting material, a solvent, and additives such as a doping agent. In this embodiment, since the EL element manufacturing method forms a plurality of types of light emitting portions on a substrate by patterning different types of light emitting layers using a photolithography method a plurality of times, a plurality of types are used. A color light emitting layer is formed. Therefore, a plurality of types of light emitting layer coating liquids are used.
[0050]
The method for applying the light emitting layer coating solution onto the substrate is not particularly limited as long as it can be applied to the entire surface. For example, spin coating, casting, dipping, bar It is applied by a coating method such as a coating method, a blade coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, or a spray coating method.
[0051]
The applied light emitting layer coating solution is dried and solidified by heating or the like to form a light emitting layer. Hereinafter, each material which comprises these light emitting layer coating liquids is demonstrated.
[0052]
I. Luminescent material
The light emitting material used in this embodiment is not particularly limited as long as it contains a material that emits fluorescence and emits light, and may also have a light emitting function, a hole transport function, and an electron transport function. In the present embodiment, the material for forming the light emitting layer is insoluble in a photoresist solvent, a photoresist developer, and a photoresist stripper, which will be described later, because the light emitting layer is patterned by photolithography as described later. Some materials are preferred. In this case, it is preferable to use a material insoluble in the solvent used for forming the light emitting layer as the photoresist used when the light emitting layer is patterned by a photolithography method.
[0053]
Examples of such a light emitting material include a dye material, a metal complex material, and a polymer material.
[0054]
(1) Dye-based materials
Examples of dye-based materials include cyclopentamine derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazol derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, thiophene ring compounds, pyridine rings Examples thereof include compounds, perinone derivatives, perylene derivatives, oligothiophene derivatives, trifumanylamine derivatives, oxadiazole dimers, pyrazoline dimers, and the like.
[0055]
(2) Metal complex materials
Examples of metal complex materials include aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethyl zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, etc. Examples thereof include a metal complex having a rare earth metal such as Tb, Eu, or Dy and having a oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, quinoline structure, or the like as a ligand.
[0056]
(3) Polymeric material
Polymer materials include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, the above dye bodies, and metal complex light emitting materials. Can be mentioned.
[0057]
In this embodiment, from the viewpoint of taking advantage of the ability to accurately form a light emitting layer by a photolithography method using a light emitting layer coating solution, a material using the above polymer material as a light emitting material is used. More preferred.
[0058]
II. solvent
As is apparent from the examples shown in FIGS. 1 and 2, the light emitting layer coating solution may be applied onto the photoresist layer. Therefore, it is preferable to select a solvent having a solubility in a photoresist at 25 ° C. and 1 atm of 0.001 (g / g solvent) or less as the solvent used in the light emitting layer coating solution, and more preferably 0 It is preferable to select a solvent of 0.0001 (g / g solvent) or less. For example, when a buffer layer described later is dissolved in a polar solvent such as water or DMF, DMSO, or alcohol, and the photoresist is a general novolac positive resist, isomers of benzene, toluene, xylene and mixtures thereof, mesitylene , Tetralin, p-cymene, cumene, ethylbenzene, diethylbenzene, butylbenzene, chlorobenzene, dichlorobenzene isomers and mixtures thereof, anisole, phenetol, butylphenyl ether, tetrahydrofuran, 2- Ether solvents such as butanone, 1,4-dioxane, diethyl ether, diisopropyl ether, diphenyl ether, dibenzyl ether, diglyme, dichloromethane, 1,1-dichloroethane, 1,2-diethyl Examples include chloro-based solvents such as chloroethane, trichloroethylene, tetrachloroethylene, chloroform, carbon tetrachloride, 1-chloronaphthalene, cyclohexanone, etc., but other solvents that satisfy the conditions can be used. It may be.
[0059]
In addition, when used with a buffer layer that is soluble in a solvent as described later, in order to prevent the buffer layer and the light emitting layer material from being mixed or dissolved during the formation of the light emitting layer, the original light emitting characteristics of the light emitting material are maintained It is desirable not to dissolve the buffer layer.
[0060]
From such a viewpoint, it is preferable to select a solvent for the light emitting layer coating solution having a solubility in the buffer layer material of 25 ° C. or less and 0.001 (g / g solvent) or less at 1 atm. It is preferable to select a solvent of 0.0001 (g / g solvent) or less.
[0061]
III. Additive
In addition to the light emitting material and the solvent as described above, various additives can be added to the light emitting layer coating solution used in this embodiment. For example, a doping material may be added for the purpose of improving the light emission efficiency in the light emitting layer or changing the light emission wavelength. Examples of the doping material include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrene derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, decacyclene, phenoxazone, and the like.
[0062]
d. Photo resist
In this embodiment, a primary photoresist layer is formed by applying a photoresist to the entire surface of the substrate on which the light emitting layer is formed.
[0063]
In this case, the method for applying the photoresist is not particularly limited as long as it is generally a method for applying the coating liquid to the entire surface. Specifically, the spin coating method, the casting method, the dipping method, the bar coating, and the like. Coating methods such as a method, a blade coating method, a roll coating method, a gravure coating method, a flexographic printing method, and a spray coating method are used.
[0064]
In this embodiment, the primary photoresist layer is thus formed on the light emitting layer, and the light emitting layer is patterned by a photolithography method. This photolithography method is a method of forming an arbitrary pattern according to the light irradiation pattern by utilizing the change in solubility of the light irradiation portion of the film by light irradiation.
[0065]
The photoresist that can be used in this embodiment is not particularly limited, whether it is a positive type or a negative type, but one that is insoluble in a solvent used for forming an organic EL layer such as a light-emitting layer. preferable.
[0066]
Specific examples of the photoresist that can be used include novolak resin-based, rubber + bisazide-based, and the like.
[0067]
e. Photoresist solvent
In this embodiment, as the photoresist solvent used when coating the photoresist, the above-described organic EL layer such as the light emitting layer and the photoresist material are prevented from being mixed or dissolved during the photoresist film formation, In order to maintain the original light emission characteristics, it is desirable to use a material that does not dissolve the organic EL material such as the light emitting layer material. Considering this point, the photoresist solvent that can be used in this embodiment has a solubility in an organic EL layer forming material such as a light emitting layer forming material of 0.001 (g / g at 25 ° C. and 1 atm). g solvent) The following solvent is preferably selected, more preferably 0.0001 (g / g solvent) or less is selected.
[0068]
For example, as a photoresist solvent that can be used when the buffer layer forming material is dissolved in an aqueous solvent and the light emitting layer is dissolved in an aromatic non-polar organic solvent, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone are used. Cellosolve acetates such as propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether Cellosolves such as ethylene glycol monoethyl ether, methanol, ethanol, 1-butanol, 2-butanol , Alcohols such as cyclohexanol, ester solvents such as ethyl acetate and butyl acetate, cyclohexane, decalin and the like can be used. It may be a solvent.
[0069]
2. Primary photoresist layer development process
Next, in the present embodiment, a primary photoresist layer developing step is performed in which pattern exposure is performed and development is performed so that a portion of the photoresist layer corresponding to a predetermined light emitting portion remains on the primary photoresist layer. It is.
[0070]
In this step, the primary photoresist layer is first exposed through a photomask. Since this exposure method and the like are the same as the conventional exposure method, description thereof is omitted here, but the photomask is formed so that the photoresist layer of the portion where the first light emitting portion is formed remains. A photomask is used. Specifically, in the example shown in FIG. 1 or FIG. 2, since a positive type photoresist is used, a photomask that shields light from a portion corresponding to the first light emitting portion is used. When a negative photoresist is used, a photomask that exposes only the portion corresponding to the first light emitting portion is used.
[0071]
In addition, although the case where it exposes in pattern shape by drawing with a laser beam etc., for example is considered, this embodiment includes such a case.
[0072]
Then, after the pattern exposure is performed, the first photoresist layer is developed, and as a result, the photoresist layer is patterned so that the first photoresist layer remains on the first light emitting portion.
[0073]
Hereinafter, the developer used for patterning the photoresist layer in this step will be described.
[0074]
(Photoresist developer)
The photoresist developer that can be used in this embodiment is not particularly limited as long as it does not dissolve the material for forming the light emitting layer. Specifically, a commonly used organic alkaline developer can be used, but in addition, an inorganic alkali or an aqueous solution capable of developing a photoresist layer can be used. It is desirable to wash with water after developing the photoresist layer.
[0075]
The developer that can be used in this embodiment is preferably a developer having a solubility in the light emitting layer forming material of 0.001 (g / g developer) or less at 25 ° C. and 1 atm. Is to select a developing solution of 0.0001 (g / g developing solution) or less.
[0076]
3. Light emitting layer development process
In this embodiment, the step of forming a light emitting part whose surface is covered with the photoresist layer is performed by removing the exposed light emitting layer by removing the primary photoresist layer in this way.
[0077]
In this light emitting layer development step, a wet method using a solvent that dissolves the light emitting layer and a dry method using dry etching can be used, but in this embodiment, a dry method free from problems such as color mixing is used. It is preferable. Hereinafter, each method will be described.
[0078]
(Wet method)
In this case, the wet method is a method in which the light emitting layer is dissolved and removed using a solvent capable of dissolving or peeling the light emitting layer without removing the photoresist. As the solvent that can be used in this case, the solvent of the light emitting layer coating solution described above can be used, and other solvents can be selected as long as they satisfy the above conditions.
[0079]
Moreover, you may make it carry out in an ultrasonic bath, when removing using this solvent. By using an ultrasonic bath in this way, it is possible to perform patterning with high accuracy without causing defects such as thinning of the pattern of the light emitting layer and outflow of the light emitting layer, and it is possible to perform patterning with high accuracy in a short time. This is preferable.
[0080]
In this embodiment, it is preferable that the ultrasonic conditions used in the ultrasonic bath be set at 25 ° C. and at an oscillation frequency of 20 to 100 kilohertz for 0.1 to 60 seconds. Highly accurate patterning is possible in a short time.
[0081]
(Dry method)
On the other hand, the dry method is a method of removing a portion of the light emitting layer where the photoresist is removed by dry etching.
[0082]
Usually, since the photoresist layer is formed much thicker than the light emitting layer, the light emitting layer can be removed by dry etching as a whole.
[0083]
In this case, the thickness of the photoresist layer is preferably in the range of 0.1 to 10 μm, and more preferably in the range of 0.5 to 5 μm. With such a film thickness, dry etching with high processing accuracy can be performed while maintaining the resist function of the photoresist.
[0084]
Thus, if dry etching is used, it becomes possible to make the edge of etching more sharp, so it becomes possible to narrow the width of the film thickness non-uniform region existing at the edge of the pattern, As a result, there is an effect that patterning with higher definition becomes possible.
[0085]
As the dry etching method used in this embodiment, it is preferable that the dry etching is reactive ion etching. By using reactive ion etching, the organic film undergoes a chemical reaction and becomes a compound having a low molecular weight, so that it can be vaporized and evaporated to be removed from the substrate. This is because processing becomes possible.
[0086]
In this embodiment, it is preferable to use oxygen alone or a gas containing oxygen in the dry etching. By using oxygen alone or a gas containing oxygen, the organic film can be decomposed and removed by oxidation reaction, unnecessary organic substances can be removed from the substrate, and processing with high etching accuracy and short time is possible. . Further, under this condition, the normally used oxide transparent conductive film such as ITO is not etched, and therefore, it is effective in that the electrode surface can be purified without impairing the electrode characteristics.
[0087]
Furthermore, in this embodiment, it is preferable to use atmospheric pressure plasma for the dry etching. By using atmospheric pressure plasma, dry etching, which normally requires a vacuum apparatus, can be performed under atmospheric pressure, and the processing time and cost can be reduced. In this case, the etching can utilize the fact that the organic substance is oxidatively decomposed by oxygen in the atmosphere converted into plasma, but the gas composition of the reaction atmosphere may be arbitrarily adjusted by gas replacement and circulation.
[0088]
4). Photoresist layer peeling process
In this embodiment, after performing the light emitting layer developing step, a step of peeling the developed primary photoresist layer may be performed. Specifically, as shown in FIGS. 2 (b) to 2 (c), the primary photoresist layer remaining on the substrate is peeled to expose the light emitting portion, and then a secondary photoresist layer described later. It is a method of performing a formation process.
[0089]
In the state where the primary photoresist layer remains, it is difficult to form a secondary photoresist layer by laminating it, or by laminating the photoresist layer, the film thickness increases, and the subsequent light emitting layer In the case where a problem arises in the formation of the second photoresist layer, it is preferable to form the secondary photoresist layer from the state where all the photoresist layers on the substrate have been once peeled.
(Photoresist stripper)
When stripping such a photoresist layer, a photoresist stripping solution is used. The photoresist stripping solution that can be used in this embodiment does not dissolve the light emitting layer, but it is necessary to dissolve the photoresist layer, and the photoresist solvent as described above is used as it is. Can do. In addition, when a positive photoresist is used, it can be peeled off using the solution mentioned as the resist developer after UV exposure.
[0090]
Further, a strong alkaline aqueous solution, a solvent such as dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, a mixture thereof, or a commercially available resist stripping solution may be used. After the resist is peeled off, it may be rinsed with 2-propanol or the like and further rinsed with water.
[0091]
5). Secondary photoresist layer formation process
After performing the light emitting layer developing step, a step of forming a secondary photoresist layer on the substrate so as to cover the light emitting portion is performed.
[0092]
Since the secondary photoresist layer used here can be made of the same material as the primary photoresist layer, description thereof is omitted here.
[0093]
In this embodiment, the primary photoresist layer and the secondary photoresist layer may use the same photoresist or may use different photoresists. When performing the above-described photoresist layer peeling step, the primary photoresist and the secondary photoresist are used separately, and therefore it is preferable to use the same photoresist for reasons such as simple process.
[0094]
On the other hand, when the photoresist layer peeling step is not performed, it is necessary to form a secondary photoresist layer on the primary photoresist layer. Therefore, a different photoresist may be used depending on circumstances.
[0095]
6). Secondary photoresist layer development process
At the stage of FIGS. 1 (b) and 2 (b), the patterned light emitting portion end a was not covered with the primary photoresist layer and was exposed. When the next light emitting layer coating solution is further applied from this state, the light emitting layer material is eluted from the ends a and b into the applied light emitting layer coating solution, resulting in problems such as color mixing and pixel thinning. Occurs.
[0096]
In order to solve this problem, in the exposure / development process of the secondary photoresist layer, patterning is performed so as to cover the light emitting part with a width larger than the width of the primary photoresist layer left in the exposure / development process of the primary photoresist. Is made. That is, the secondary photoresist layer is exposed and developed with a size that covers the end of the light emitting portion and does not cover the adjacent light emitting portion.
[0097]
Since the other points are the same as those in the primary photoresist layer developing step, description thereof is omitted here.
7). Other
In this embodiment, after repeating the
[0098]
Then, after forming a 2nd electrode layer and a protective layer, it can be set as an EL element by sealing.
[0099]
B. Second embodiment
Next, a second embodiment of the EL device manufacturing method of the present invention will be described.
[0100]
In this embodiment, an EL element in which a plurality of types of light-emitting portions are formed on the substrate by patterning a plurality of types of light-emitting layers a plurality of times on the substrate on which the electrode layer is formed using a photolithography method. It is a manufacturing method and has at least the following steps.
(1) A step of forming a light emitting layer and a photoresist layer in this order on the substrate (light emitting layer and primary photoresist layer forming step)
(2) Step of developing after pattern exposure so that a portion of the photoresist layer corresponding to all light emitting portions remains on the photoresist layer (primary photoresist layer developing step)
(3) A step of forming a light emitting portion whose surface is covered with a photoresist layer by removing the exposed light emitting layer after removing the photoresist layer (light emitting layer developing step 1)
(4) Step of forming a photoresist layer on the substrate so as to cover the light emitting portion (secondary photoresist layer forming step)
(5) Step of developing the photoresist layer after pattern exposure so that the predetermined light emitting portion and its end are not exposed (secondary photoresist layer developing step)
(6) Step of removing the light emitting portion exposed by removing the photoresist layer (light emitting portion developing step 2)
First, the formation of the first light emitting part (FIGS. 3A to 3F) will be briefly described with reference to the first example shown in FIG.
[0101]
FIG. 3 shows a first example of this embodiment. As shown in FIG. 3A, the first
[0102]
Next, the primary photoresist layer is exposed and developed (primary photoresist layer developing step). This embodiment is greatly different from the first embodiment, in this primary photoresist layer development step, in this embodiment, in this embodiment, the primary photoresist layer remains in the region where all the light emitting portions are formed. A
[0103]
Then, a process of developing the exposed first
[0104]
Next, a secondary photoresist layer is formed so as to cover the light emitting portion on the substrate (secondary photoresist layer forming step, FIG. 3C).
[0105]
Then, only a predetermined light emitting portion is subjected to pattern exposure using a
[0106]
Finally, by developing the light emitting layer remaining on the other light emitting portion, the
[0107]
Also in this embodiment, when patterning one light emitting layer, by performing the photoresist development process twice of the primary photoresist layer and the secondary photoresist layer, the end a of the first
[0108]
In addition, the feature of this embodiment is that the secondary photoresist layer is developed in a state where the
[0109]
FIG. 4 shows the process up to the formation of the first light emitting section in the second example of the present embodiment (FIGS. 4A to 4F). In this example, the process up to the step of FIG. 3B, that is, the step of developing the
[0110]
Next, a
[0111]
In the second method, it is necessary to carry out an extra step called a photoresist layer peeling step between the light emitting
[0112]
Also in the second method, when the primary photoresist layer is developed as in the first method (FIG. 4D), the
[0113]
Also in this embodiment, as in the case of the first embodiment, the same process is performed on the second light emitting layer (FIG. 3 (g) to FIG. 3 (k)), whereby the first
[0114]
In the second example of the present embodiment, the same process can be performed on the second light emitting layer in the same manner (FIGS. 4G to 4K).
[0115]
Then, after forming the third light emitting layer and the photoresist layer, exposure (FIG. 3 (l) and FIG. 4 (l)) and development are performed, so that the first
[0116]
Hereafter, each process of the manufacturing method of such an EL element of this embodiment is demonstrated in detail. Note that the materials used in the present embodiment and the method for forming the same are the same as those described in the first embodiment, except for the points particularly pointed out in the following description. Is omitted.
[0117]
1. Light emitting layer and primary photoresist layer forming process
In this embodiment, as in the first embodiment, first, a light emitting layer and primary photoresist layer forming step for forming a light emitting layer and a photoresist layer in this order on a substrate is performed.
[0118]
In this embodiment, as will be described later, an organic EL layer soluble in a photoresist developer, such as a buffer layer, can be formed on the electrode layer. Such a buffer layer will be described.
[0119]
(Buffer layer)
The buffer layer in the present embodiment is provided between the anode and the light emitting layer or between the cathode and the light emitting layer so that charge can be easily injected into the light emitting layer, and is an organic substance, particularly an organic conductor, etc. It is a layer containing. For example, it is possible to increase the efficiency of hole injection into the light-emitting layer and to form a conductive polymer having a function of flattening irregularities such as electrodes.
[0120]
When the conductivity of the buffer layer used in this embodiment is high, it is desirable that the buffer layer be patterned in order to maintain the diode characteristics of the device and prevent crosstalk. If the resistance of the buffer layer is high, the patterning may not be necessary. In the case of an element that can omit the buffer layer, the buffer layer may not be provided.
[0121]
In this embodiment, when both the buffer layer and the light emitting layer are formed by patterning by photolithography, the material forming the buffer layer is insoluble in the photoresist solvent and the solvent used for forming the light emitting layer. It is preferable to select, and more preferably, the material for forming the buffer layer is a material that is insoluble in the photoresist stripping solution.
[0122]
Specific examples of the material for forming the buffer layer used in this embodiment include polyalkylthiophene derivatives, polyaniline derivatives, polymers of hole transporting substances such as triphenylamine, sol-gel films of inorganic oxides, trifluoromethane Examples include organic polymer films such as Lewis acid-containing organic compound films, etc., but are not particularly limited as long as the above-described solubility conditions are satisfied. The condition may be satisfied.
[0123]
In addition, the solvent used in forming the buffer layer in the present embodiment is not particularly limited as long as the buffer material is dispersed or dissolved. When a film is required, it is necessary to use a buffer layer solvent that does not dissolve the photoresist material, and more preferably a buffer layer solvent that does not dissolve the light emitting layer.
[0124]
As the buffer layer solvent that can be used in this embodiment, a solvent having a resist material solubility of 0.001 (g / g solvent) or less at 25 ° C. and 1 atm is selected.
It is preferable to select a solvent of 0.0001 (g / g solvent) or less. Further, it is more preferable to select a solvent having a solubility of the light-emitting layer constituting material of 0.001 (g / g solvent) or less at 25 ° C. and 1 atm, particularly 0.0001 (g / g) as the buffer layer solvent. Solvent) The following solvents are preferably selected.
[0125]
Specific examples include water, methanol, ethanol and other alcohols, dimethylformamide, dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, N-methyl-2-pyrrolidone, and other solvents that satisfy the conditions. Can be used. Two or more solvents may be mixed and used.
[0126]
2. Primary photoresist layer development process
Next, a primary photoresist layer developing step is performed in which the photoresist layer is subjected to pattern exposure and developed so that a portion of the photoresist layer corresponding to all light emitting portions remains on the formed photoresist layer.
[0127]
This step is significantly different from the first embodiment, and the first embodiment is performed so that the portion of the photoresist layer corresponding to the portion corresponding to the predetermined light emitting portion remains. Then, pattern exposure is performed and developed so that portions of the photoresist layer corresponding to all the light emitting portions remain.
[0128]
3. Light emitting
Then, as described above, the light emitting
[0129]
In this way, after the primary photoresist layer forming step is performed, the light emitting layer existing between the portions corresponding to the light emitting portions covered with the primary photoresist layer is removed by performing the light emitting
[0130]
In the
[0131]
4). Photoresist layer peeling process
In this embodiment, as in the first embodiment, after the light emitting layer developing step is performed, a step of peeling the developed primary photoresist layer may be performed. In the state where the primary photoresist layer remains, it is difficult to form a secondary photoresist layer by laminating it, or by laminating the photoresist layer, the film thickness increases, and the subsequent light emitting layer In the case where a problem arises in the formation of the second photoresist layer, it is preferable to form the secondary photoresist layer from the state where all the photoresist layers on the substrate have been once peeled.
[0132]
5). Secondary photoresist layer formation process
Next, a secondary photoresist layer forming step of forming a photoresist layer on the substrate so as to cover the light emitting portion is performed. Thereby, as described above, the light emitting portion end is covered with the secondary photoresist layer.
[0133]
6). Secondary photoresist layer development process
Then, a secondary photoresist layer developing step is performed in which the photoresist layer is subjected to pattern exposure and then developed so that a predetermined light emitting portion and its end portion are not exposed. In this step, when developing the secondary photoresist layer, the buffer layer located on the electrode layer, that is, in the region where the light emitting portion is formed is covered with the light emitting layer. There is no contact with the photoresist layer developer used in the layer development step. Therefore, in the present embodiment, it is possible to use a buffer layer that is soluble in the photoresist layer developer as described above.
[0134]
7). Light emitting
Next, a light emitting
[0135]
In this embodiment, the light emitting layer developing step is performed in two steps in this manner, so that the buffer layer is covered with the light emitting layer and not exposed in the photoresist layer developing step.
[0136]
In this embodiment, as compared with the first embodiment, the light emitting layer developing process is certainly performed once more. However, in some cases, a buffer layer soluble in a solvent must be formed in order to improve luminous efficiency, and this embodiment can be said to be a useful embodiment in such a case.
[0137]
The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.
[0138]
【Example】
The following examples further illustrate the invention.
[0139]
[Example]
(Buffer layer deposition)
A patterned ITO substrate having a size of 6 inches and a thickness of 1.1 mm was washed to obtain a substrate and a first electrode layer. A buffer layer coating solution (manufactured by Bayer; BaytronP, represented by the following chemical formula (1)) was dropped onto the center of the substrate to perform spin coating. The layer was formed by holding at 2500 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was 800 angstroms.
[0140]
[Chemical 1]
[0141]
2 ml of a positive photoresist solution (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; OFPR-800) was taken and dropped onto the center of the substrate for spin coating. The layer was formed by holding at 500 rpm for 10 seconds and then holding at 2000 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was about 1 μm. Pre-baking was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Then, it set with the exposure mask to the alignment exposure machine, and ultraviolet-exposed to the part which wants to remove a buffer layer. After developing with a resist developer (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd .; NMD-3) for 20 seconds, it was washed with water to remove the photoresist layer and the buffer layer in the exposed area. After post-baking at 120 ° C. for 30 minutes, the photoresist layer was completely removed with acetone, and a buffer layer insoluble in acetone was formed into an arbitrary pattern.
[0142]
(Light-emitting layer deposition)
2 ml of 1 wt% xylene solution of polyparaphenylene vinylene derivative light emitting polymer MEH-PPV (shown in the following chemical formula (2)) is taken on a substrate having a buffer layer patterned as a first light emitting layer, It was dripped at the center and spin coating was performed. The layer was formed by holding at 2000 rpm for 10 seconds. As a result, the film thickness was 800 angstroms.
[0143]
[Chemical formula 2]
[0144]
2 ml of a positive photoresist solution (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; OFPR-800) was taken and dropped onto the center of the substrate for spin coating. The layer was formed by holding at 500 rpm for 10 seconds and then holding at 2000 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was about 1 μm. Pre-baking was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Then, it set to the alignment exposure machine with the exposure mask, and exposed the ultraviolet-ray to the part which wants to remove light emitting layers other than a 1st light emission part. After developing with a resist developer (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd .; NMD-3) for 20 seconds, it was washed with water to remove the exposed photoresist layer. After post-baking at 120 ° C. for 30 minutes, the light emitting layer where the photoresist layer was removed was removed with toluene. After removing the photoresist with acetone, 2 ml of a positive photoresist solution (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; OFPR-800) was again taken and dropped onto the center of the substrate to perform spin coating. The layer was formed by holding at 500 rpm for 10 seconds and then holding at 2000 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was about 1 μm. Pre-baking was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Then, it set to the alignment exposure machine with the exposure mask, and exposed to ultraviolet rays so as to leave a photoresist layer having a
[0145]
As the second light emitting layer, 2 ml of 1 wt% xylene solution of polyparaphenylene vinylene derivative light emitting polymer MEH-PPV was taken and dropped on the center of the substrate to perform spin coating. The layer was formed by holding at 2000 rpm for 10 seconds. As a result, the film thickness was 800 angstroms.
[0146]
2 ml of a positive photoresist solution (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; OFPR-800) was taken and dropped onto the center of the substrate for spin coating. The layer was formed by holding at 500 rpm for 10 seconds and then holding at 2000 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was about 1 μm. Pre-baking was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Then, it set to the alignment exposure machine with the exposure mask, and exposed the ultraviolet-ray to the part which wants to remove light emitting layers other than a 1st light emission part and a 2nd light emission part. After developing with a resist developer (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd .; NMD-3) for 20 seconds, it was washed with water to remove the photoresist in the exposed area. After post-baking at 120 ° C. for 30 minutes, the light emitting layer where the photoresist was removed with toluene was removed. After removing the photoresist with acetone, 2 ml of a positive photoresist solution (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was again taken and dropped onto the center of the substrate to perform spin coating. The layer was formed by holding at 500 rpm for 10 seconds and then holding at 2000 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was about 1 μm. Pre-baking was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Then, it set to the alignment exposure machine with the exposure mask, and ultraviolet-ray-exposed so that a photoresist layer might remain in the width |
[0147]
As a third light emitting layer, 2 ml of 1 wt% xylene solution of polyparaphenylene vinylene derivative light emitting polymer MEH-PPV was taken and dropped on the center of the substrate to perform spin coating. The layer was formed by holding at 2000 rpm for 10 seconds. As a result, the film thickness was 800 angstroms.
[0148]
2 ml of a positive photoresist solution (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd .; OFPR-800) was taken and dropped onto the center of the substrate for spin coating. The layer was formed by holding at 500 rpm for 10 seconds and then holding at 2000 rpm for 20 seconds. As a result, the film thickness was about 1 μm. Pre-baking was performed at 80 ° C. for 30 minutes. Then, it set to the alignment exposure machine with the exposure mask, and exposed the ultraviolet-ray to the part which wants to remove light emitting layers other than a 1st light emission part, a 2nd light emission part, and a 3rd light emission part. After developing with a resist developer (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd .; NMD-3) for 20 seconds, it was washed with water to remove the photoresist in the exposed area. After post-baking at 120 ° C. for 30 minutes, the light emitting layer where the photoresist has been removed with toluene is removed, and the first light emitting unit, the second light emitting unit, and the third light emitting unit are protected with a photoresist. Obtained. Thereafter, all of the photoresist was removed with acetone to expose the patterned light emitting layer.
After drying at 100 ° C. for 1 hour, Ca was deposited as a second electrode layer (upper electrode) with a thickness of 500 Å on the obtained substrate, and Ag was further deposited as a protective layer with a thickness of 2500 Å. An EL element was produced.
[0149]
(Evaluation of light emission characteristics of EL element)
The ITO electrode side was connected to the positive electrode, the Ag electrode side was connected to the negative electrode, and a direct current was applied by a source meter. Light emission was recognized from each of the first light-emitting part, the second light-emitting part, and the third light-emitting part when 10 V was applied.
[0150]
[Comparative example]
Example, except that after the development process of the first light emitting layer and the second light emitting layer, the photoresist layer was peeled off and the secondary photoresist layer was formed, exposed, and re-protected by the development process. An EL element was produced in the same manner as in 1. During the development of the second light emitting layer and the third light emitting layer, the already patterned light emitting layer was eluted, resulting in pixel thinning.
[0151]
【The invention's effect】
According to the present invention, since the patterned light emitting portion is covered with the photoresist layer so as not to be exposed, the already formed light emitting portion is not in contact with the light emitting layer coating liquid to be applied later. There is an effect that it is possible to prevent color mixture and pixel thinning caused by contact with the coating liquid for use.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a first example of a first embodiment in a method for producing an EL element of the present invention.
FIG. 2 is a process diagram showing a second example of the first embodiment in the method for producing an EL element of the present invention.
FIG. 3 is a process diagram showing a first example of a second embodiment in the method for manufacturing an EL element of the present invention.
FIG. 4 is a process diagram showing a second example of the second embodiment in the method for manufacturing an EL element of the present invention.
FIG. 5 is a process diagram showing a conventional method of manufacturing an EL element.
[Explanation of symbols]
1 ... Base
2… Electrode layer
3 ... Buffer layer
4 ... 1st light emitting layer
4 '... 1st light emission part
5 ... Primary photoresist layer
5 '... Secondary photoresist layer
8 ... 2nd light emitting layer
8 '... 2nd light emission part
9: Third light emitting layer
9 '... 3rd light emission part
a: End of first light emitting unit
b: End of second light emitting unit
Claims (5)
前記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、
前記一次フォトレジスト層に対して、所定の発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、
前記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより、前記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および前記一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、
前記発光部表面および前記発光端部表面を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、
前記発光部表面および前記発光端部表面が露出しないように、前記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する工程と、
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。A method for manufacturing an electroluminescent element, wherein a plurality of types of light emitting portions are formed on the substrate by patterning a plurality of types of light emitting layers a plurality of times on the substrate on which the electrode layer is formed using a photolithography method. In
Forming a light emitting layer and a primary photoresist layer in this order on the substrate;
Relative to the primary photoresist layer, as a primary photoresist layer in a portion corresponding to a predetermined light emitting portion is left, after the pattern exposure, a step of developing,
By removing the light emitting layer in which the primary photoresist layer is exposed by removing the primary photoresist layer by covered with the light emitting portion surface and the exposed light emitting end surface which is not covered with the primary photoresist layer Forming a step;
Forming a secondary photoresist layer so as to cover the light emitting portion surface and the light emitting end surface ;
Developing the secondary photoresist layer after pattern exposure so that the light emitting portion surface and the light emitting end surface are not exposed; and
A method for producing an electroluminescent device, comprising:
前記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、 Forming a light emitting layer and a primary photoresist layer in this order on the substrate;
前記一次フォトレジスト層に対して、所定の発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、 A step of developing after pattern exposure so that a portion of the primary photoresist layer corresponding to a predetermined light emitting portion remains with respect to the primary photoresist layer; and
前記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより、前記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、 By removing the light emitting layer exposed by removing the primary photoresist layer, the light emitting portion surface covered by the primary photoresist layer and the exposed light emitting end surface not covered by the primary photoresist layer are formed. Forming, and
前記発光部上に残存する一次フォトレジスト層を剥離して発光部を露出する工程と、 Peeling the primary photoresist layer remaining on the light emitting part to expose the light emitting part;
前記露出された発光部が形成された基体上に前記発光部を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、 Forming a secondary photoresist layer on the substrate on which the exposed light emitting part is formed so as to cover the light emitting part;
前記発光部表面および前記発光端部表面が露出しないように、前記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像する工程と、 Developing the secondary photoresist layer after pattern exposure so that the light emitting portion surface and the light emitting end surface are not exposed; and
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。A method for producing an electroluminescent device, comprising:
前記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、
前記一次フォトレジスト層に対して、全ての発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、
前記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより、前記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および前記一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、
前記発光部表面および前記発光端部表面を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、
所定の発光部表面および所定の発光端部表面が露出しないように、前記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像することにより前記所定の発光部以外の一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層を除去する工程と、
前記一次フォトレジスト層および二次フォトレジスト層が除去されて露出している発光部を除去する工程と、
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。A method for manufacturing an electroluminescent element, wherein a plurality of types of light emitting portions are formed on the substrate by patterning a plurality of types of light emitting layers a plurality of times on the substrate on which the electrode layer is formed using a photolithography method. In
Forming a light emitting layer and a primary photoresist layer in this order on the substrate;
Relative to the primary photoresist layer, so that the primary photoresist layer portion corresponding to all the light-emitting portion remaining after pattern exposure, a step of developing,
By removing the light emitting layer in which the primary photoresist layer is exposed by removing the primary photoresist layer by covered with the light emitting portion surface and the exposed light emitting end surface which is not covered with the primary photoresist layer Forming a step;
Forming a secondary photoresist layer so as to cover the light emitting portion surface and the light emitting end surface ;
A primary photoresist layer and a secondary photoresist other than the predetermined light emitting portion are developed by pattern exposure of the secondary photoresist layer so that the predetermined light emitting portion surface and the predetermined light emitting end surface are not exposed. and the more engineering to remove the layers,
Removing the light emitting part exposed by removing the primary photoresist layer and the secondary photoresist layer; and
A method for producing an electroluminescent device, comprising:
前記基体上に、発光層および一次フォトレジスト層をこの順序で形成する工程と、 Forming a light emitting layer and a primary photoresist layer in this order on the substrate;
前記一次フォトレジスト層に対して、全ての発光部に相当する部分の一次フォトレジスト層が残存するように、パターン露光した後、現像する工程と、 A step of developing after pattern exposure so that a portion of the primary photoresist layer corresponding to all light emitting portions remains with respect to the primary photoresist layer, and developing.
前記一次フォトレジスト層が除去されて露出している発光層を除去することにより前記一次フォトレジスト層により覆われた発光部表面および前記一次フォトレジスト層に覆われていない露出した発光端部表面を形成する工程と、 By removing the exposed light emitting layer after removing the primary photoresist layer, the light emitting portion surface covered with the primary photoresist layer and the exposed light emitting end surface not covered with the primary photoresist layer are formed. Forming, and
前記全ての発光部上に残存する前記一次フォトレジスト層を剥離して前記全ての発光部を露出する工程と、 Peeling the primary photoresist layer remaining on all of the light emitting parts to expose all of the light emitting parts;
前記露出された発光部が形成された基体上に前記発光部を覆うように二次フォトレジスト層を形成する工程と、 Forming a secondary photoresist layer on the substrate on which the exposed light emitting part is formed so as to cover the light emitting part;
所定の発光部表面および所定の発光端部表面が露出しないように、前記二次フォトレジスト層をパターン露光した後、現像することにより前記所定の発光部以外の二次フォトレジスト層を除去する工程と、 A step of removing the secondary photoresist layer other than the predetermined light emitting portion by pattern exposure of the secondary photoresist layer and developing so that the predetermined light emitting portion surface and the predetermined light emitting end surface are not exposed. When,
前記二次フォトレジスト層が除去されて露出している発光部を除去する工程と、 Removing the light emitting portion exposed by removing the secondary photoresist layer;
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