JP2010282899A - Organic EL device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】フォトリソグラフィ法でバンクを形成する場合であっても、均一な膜厚の有機層を有し、開口率の高い有機ELデバイスを提供すること。
【解決手段】本発明の有機ELデバイスは、基板と、前記基板上に配置された画素電極と、前記画素電極上に配置された有機層と、前記画素電極の一部を覆い、前記有機層の配置領域を規定する順テーパ状のバンクと、前記有機層上に配置された対向電極と、を有する。前記バンクのテーパ面の下端のテーパ角度をαとし、前記有機層よりも前記対向電極側の前記バンクのテーパ角度の最大値をβとしたとき、β<αである。
【選択図】図3An organic EL device having an organic layer with a uniform film thickness and a high aperture ratio even when a bank is formed by photolithography.
An organic EL device of the present invention covers a substrate, a pixel electrode disposed on the substrate, an organic layer disposed on the pixel electrode, a part of the pixel electrode, and the organic layer. A forward-tapered bank that defines an arrangement region of the first electrode and a counter electrode disposed on the organic layer. When the taper angle at the lower end of the taper surface of the bank is α and the maximum taper angle of the bank closer to the counter electrode than the organic layer is β, β <α.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、有機ELデバイスおよびその製造方法に関する。 The present invention relates to an organic EL device and a manufacturing method thereof.
有機ELデバイスは、陽極および負極、ならびに両電極の間に配置された電界発光する有機層を有する。電界発光する有機層の材料は、低分子有機化合物の組み合わせ(ホスト材料とドーパント材料)と、高分子有機化合物とに大別されうる。電界発光する高分子有機化合物の例には、PPVと称されるポリフェニレンビニレンやその誘導体などが含まれる。 The organic EL device has an anode and a negative electrode, and an organic layer that emits light between the electrodes. Electroluminescent organic layer materials can be broadly classified into combinations of low-molecular organic compounds (host material and dopant material) and high-molecular organic compounds. Examples of the polymer organic compound that emits electroluminescence include polyphenylene vinylene called PPV and derivatives thereof.
有機化合物を材料とした有機層は、比較的低電圧で駆動でき、消費電力が少なく、ディスプレイパネルの大画面化に対応しやすいことから、現在積極的に研究がなされている。また、有機化合物を材料とした有機層はインクジェット法などの塗布法による作製が可能である。 An organic layer made of an organic compound can be driven at a relatively low voltage, consumes little power, and is easy to cope with a large display panel. An organic layer using an organic compound as a material can be manufactured by a coating method such as an inkjet method.
有機層をインクジェット法などの塗布法によって作製する場合、隣接する他の色の光を発する画素にインクが浸入しないようにする必要がある。 When the organic layer is formed by a coating method such as an ink jet method, it is necessary to prevent ink from penetrating into adjacent pixels that emit light of other colors.
隣接する他の色の光を発する画素にインクが浸入しないようにするため、隔壁(バンク)を形成し、バンクによって規定された領域内に有機EL材料を含むインクを滴下する技術が知られている。バンクによって規定された領域内に、正確にインクを塗布することで、隣接する他の色の光を発する画素へのインクの浸入を防止することができる。 In order to prevent ink from penetrating into adjacent pixels that emit light of other colors, a technique is known in which a partition (bank) is formed and ink containing an organic EL material is dropped in a region defined by the bank. Yes. By accurately applying the ink in the area defined by the bank, it is possible to prevent the ink from entering the adjacent pixels that emit light of other colors.
このようなバンクは、フォトリソグラフィ法によって形成されうる。フォトリソグラフィ法でバンクを形成する方法は、基板上に感光性樹脂膜を形成するステップ、感光性樹脂膜を露光および現像するステップ、および現像した樹脂膜を焼成するステップを有する(例えば特許文献1参照)。 Such a bank can be formed by photolithography. A method for forming a bank by photolithography includes a step of forming a photosensitive resin film on a substrate, a step of exposing and developing the photosensitive resin film, and a step of baking the developed resin film (for example, Patent Document 1). reference).
すでに提案されている有機ELデバイス(例えば特許文献1参照)の断面を図1に示す。図1に示されるように特許文献1に開示された有機ELデバイス10は、基板11と、基板11上に配置された陽極13と、陽極13上に配置された有機層15と、陽極13の一部を覆い、有機層15の配置領域を規定するバンク17と、を有する。バンク17はフォトリソグラフィ法によって形成されたバンクである。
FIG. 1 shows a cross section of an organic EL device that has already been proposed (see, for example, Patent Document 1). As shown in FIG. 1, an
図1に示されるように、バンク17をフォトリソグラフィ法で形成した場合、バンク17は順テーパ状になる。また、バンク17をフォトリソグラフィ法で形成した場合、焼成工程時にバンク17を構成する樹脂の弾性率が高温によって低下し、バンク17の裾が陽極13上に広がることがあった。特に、ガラス転移温度および弾性率が低い樹脂(例えばフッ素含有樹脂)でバンクを形成した場合、バンクの裾は、陽極上に広がりやすい。
As shown in FIG. 1, when the
しかしながら、図1に示されたように、バンクの裾が陽極上に広がると、バンクのテーパ面下端のテーパ角度が小さくなる。バンクのテーパ面下端のテーパ角度が小さくなると、陽極上に塗布形成される有機層の膜厚が不均一になることがあった(比較例1および比較例2参照)。有機層の膜厚が不均一になると、有機ELデバイスに発光ムラが生じたり、有機ELデバイスの寿命が縮まることがある。 However, as shown in FIG. 1, when the skirt of the bank spreads on the anode, the taper angle at the lower end of the taper surface of the bank becomes small. When the taper angle at the lower end of the taper surface of the bank is decreased, the film thickness of the organic layer applied and formed on the anode may become non-uniform (see Comparative Examples 1 and 2). If the thickness of the organic layer is not uniform, uneven light emission may occur in the organic EL device or the life of the organic EL device may be shortened.
また、バンクの裾が陽極上に広がると、発光面積(開口率)が縮小することがあった(図4参照)。 Further, when the bank skirt spreads on the anode, the light emission area (aperture ratio) may be reduced (see FIG. 4).
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、フォトリソグラフィ法でバンクを形成する場合であっても、均一な膜厚の有機層を有し、開口率の高い有機ELデバイスを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and provides an organic EL device having an organic layer with a uniform film thickness and a high aperture ratio even when a bank is formed by photolithography. With the goal.
本発明者は、現像後の樹脂膜を再度露光することで、フォトリソグラフィ法における焼成プルセス時にバンクの裾が陽極上に広がることを防止できることを見出し、さらに検討を加え発明を完成させた。 The present inventor has found that it is possible to prevent the bottom of the bank from spreading on the anode during the baking process in the photolithography method by re-exposing the developed resin film, and has further studied and completed the invention.
すなわち本発明の第1は、以下に示す有機ELデバイスに関する。
[1]基板と、前記基板上に配置された画素電極と、前記画素電極上に配置された有機層と、前記画素電極の一部を覆い、前記有機層の配置領域を規定する順テーパ状のバンクと、前記有機層上に配置された対向電極と、を有する有機ELデバイスであって、前記バンクのテーパ面の下端のテーパ角度をαとし、前記有機層よりも前記対向電極側の前記バンクのテーパ角度の最大値をβとしたとき、β<αである、有機ELデバイス。
[2]前記バンクは、フッ素含有樹脂を含む、[1]に記載の有機ELデバイス。
[3]前記バンクのガラス転移温度は、130〜170℃である、[1]または[2]に記載の有機ELデバイス。
[4]前記αは、40〜60°である、[1]〜[3]のいずれか一つに記載の有機ELデバイス。
That is, the first of the present invention relates to the following organic EL device.
[1] A substrate, a pixel electrode disposed on the substrate, an organic layer disposed on the pixel electrode, a forward tapered shape that covers a part of the pixel electrode and defines a region in which the organic layer is disposed A counter electrode disposed on the organic layer, wherein the taper angle of the lower end of the taper surface of the bank is α, and the counter electrode side of the organic layer is closer to the counter electrode side. An organic EL device in which β <α, where β is the maximum bank taper angle.
[2] The organic EL device according to [1], wherein the bank includes a fluorine-containing resin.
[3] The organic EL device according to [1] or [2], wherein the bank has a glass transition temperature of 130 to 170 ° C.
[4] The organic EL device according to any one of [1] to [3], wherein α is 40 to 60 °.
本発明の第2は、以下に示す有機ELデバイスの製造方法に関する。
[5]画素電極が配置された基板を準備するステップと、前記基板上に、ネガ型の感光性樹脂膜を形成するステップと、前記感光性樹脂膜を露光および現像して、前記画素電極の少なくとも一部を露出させるステップと、前記現像した樹脂膜を再度露光するステップと、前記再度露光された樹脂膜を焼成して、バンクを形成するステップと、前記バンクによって規定された領域内に有機層の材料を含むインクを塗布して、有機層を形成するステップと、を有する有機ELデバイスの製造方法。
[6]前記再度露光する前の樹脂膜のガラス転移温度は、100〜120℃であり、前記再度露光した後の樹脂膜のガラス転移温度は、130〜170℃である、[5]に記載の有機ELデバイスの製造方法。
[7]前記焼成は、200〜240℃で50〜70分行われる、[5]または[6]に記載の有機ELデバイスの製造方法。
2nd of this invention is related with the manufacturing method of the organic EL device shown below.
[5] preparing a substrate on which the pixel electrode is disposed; forming a negative photosensitive resin film on the substrate; exposing and developing the photosensitive resin film; Exposing at least a portion; re-exposing the developed resin film; baking the re-exposed resin film to form a bank; and forming an organic layer in a region defined by the bank. Applying an ink containing a layer material to form an organic layer, and a method of manufacturing an organic EL device.
[6] The glass transition temperature of the resin film before the re-exposure is 100 to 120 ° C., and the glass transition temperature of the resin film after the re-exposure is 130 to 170 ° C. Manufacturing method of organic EL device.
[7] The method for producing an organic EL device according to [5] or [6], wherein the baking is performed at 200 to 240 ° C. for 50 to 70 minutes.
本発明によれば、バンクの形状を制御することにより、バンクによって規定された領域内に形成される有機層の膜厚を均一にすることができ、発光面積が大きく、寿命の長い有機ELデバイスを提供することができる。 According to the present invention, by controlling the shape of the bank, the thickness of the organic layer formed in the region defined by the bank can be made uniform, the organic EL device having a large light emitting area and a long lifetime. Can be provided.
1.本発明の有機ELデバイスについて
本発明の有機ELデバイスは、基板と、基板上に配置された画素電極と、画素電極上に配置された有機層と、画素電極の一部を覆い、有機層の配置領域を規定するバンクと、を有する。
1. About the organic EL device of the present invention The organic EL device of the present invention covers a substrate, a pixel electrode disposed on the substrate, an organic layer disposed on the pixel electrode, a part of the pixel electrode, And a bank that defines an arrangement area.
本発明の有機ELデバイスは、バンクの形状に特徴を有するが、本発明の有機ELデバイスの他の構成は、本発明の効果を損なわない限り公知の有機ELデバイスと同じであってよい。 The organic EL device of the present invention is characterized by the shape of the bank, but other configurations of the organic EL device of the present invention may be the same as those of known organic EL devices as long as the effects of the present invention are not impaired.
例えば、本発明の有機ELデバイスは、ボトムエミッション型(光を画素電極および基板を通して取り出すタイプ)でも、トップエミッション型(光を対向電極および封止膜を通して取り出すタイプ)の何れでもよい。 For example, the organic EL device of the present invention may be either a bottom emission type (a type in which light is extracted through a pixel electrode and a substrate) or a top emission type (a type in which light is extracted through a counter electrode and a sealing film).
基板の材料は、本発明の有機ELデバイスが、ボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ELデバイスがボトムエミッション型の場合には、基板が透明であることが求められるので、基板の材料の例には、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPEN(ポリエチレンナフタレート)、PI(ポリイミド)などの透明樹脂やガラスなどが含まれる。
一方、有機ELデバイスがトップエミッション型の場合には、基板が透明である必要はないので、基板の材料は絶縁体であれば任意である。
The material of the substrate differs depending on whether the organic EL device of the present invention is a bottom emission type or a top emission type. Since the substrate is required to be transparent when the organic EL device is a bottom emission type, examples of the substrate material include PET (polyethylene terephthalate), PEN (polyethylene naphthalate), and PI (polyimide). Transparent resin and glass are included.
On the other hand, when the organic EL device is a top emission type, the substrate does not need to be transparent, and therefore the material of the substrate is arbitrary as long as it is an insulator.
画素電極は基板上に配置される導電性部材である。有機ELディスプレイパネルでは、画素電極は通常、陽極として機能するが、陰極としても機能しうる。画素電極の材料は、本発明の有機ELデバイスが、ボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ELデバイスがボトムエミッション型の場合には、画素電極が透明であることが求められるので、画素電極の材料の例には、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)、酸化スズなどが含まれる。
一方、有機ELデバイスがトップエミッション型の場合には、画素電極に光反射性が求められるので、画素電極の材料の例には、APC合金(銀、パラジウム、銅の合金)やARA(銀、ルビジウム、金の合金)、MoCr(モリブデンとクロムの合金)、NiCr(ニッケルとクロムの合金)などが含まれる。画素電極の厚さは、通常、100〜500nmであり、約150nmでありうる。
The pixel electrode is a conductive member disposed on the substrate. In an organic EL display panel, the pixel electrode normally functions as an anode, but can also function as a cathode. The material of the pixel electrode differs depending on whether the organic EL device of the present invention is a bottom emission type or a top emission type. When the organic EL device is a bottom emission type, the pixel electrode is required to be transparent. Examples of the pixel electrode material include ITO (Indium Tin Oxide), IZO (Indium Zinc Oxide), and tin oxide. Is included.
On the other hand, when the organic EL device is a top emission type, the pixel electrode is required to have light reflectivity, and examples of the material of the pixel electrode include APC alloy (silver, palladium, copper alloy) and ARA (silver, Rubidium, gold alloy), MoCr (molybdenum and chromium alloy), NiCr (nickel and chromium alloy), and the like. The thickness of the pixel electrode is typically 100-500 nm and can be about 150 nm.
また画素電極は駆動TFTのドレイン電極と接続されていてもよい。本発明の有機ELデバイスがボトムエミッション型の場合、駆動TFTと有機ELデバイスとは、通常、同一平面上に配置される。一方、本発明の有機ELデバイスがトップエミッション型の場合、有機ELデバイスは、通常、駆動TFTの上に配置される。 The pixel electrode may be connected to the drain electrode of the driving TFT. When the organic EL device of the present invention is a bottom emission type, the drive TFT and the organic EL device are usually arranged on the same plane. On the other hand, when the organic EL device of the present invention is a top emission type, the organic EL device is usually disposed on the driving TFT.
有機層は、少なくとも有機発光層を含み、後述するバンクによって規定された領域内に塗布形成される層である。有機層の厚さは約60〜300nm(例えば200nm)であることが好ましい。ここで有機層の厚さとは、画素電極上の有機層の底面から、画素電極上の有機層の上面までの距離を意味する。 The organic layer is a layer that includes at least an organic light emitting layer and is applied and formed in a region defined by a bank described later. The thickness of the organic layer is preferably about 60 to 300 nm (for example, 200 nm). Here, the thickness of the organic layer means the distance from the bottom surface of the organic layer on the pixel electrode to the top surface of the organic layer on the pixel electrode.
有機発光層に含まれる有機発光材料は低分子有機発光材料であっても、高分子有機発光材料であってもよいが、高分子有機発光材料であることが好ましい。高分子有機発光材料を含む有機発光層は、塗布形成しやすいからである。高分子有機発光材料の例には、ポリフェニレンビニレンおよびその誘導体、ポリアセチレン(Poly acetylene)およびその誘導体、ポリフェニレン(Poly phenylene)およびその誘導体、ポリパラフェニレンエチレン(Poly para phenylene ethylene)およびその誘導体、ポリ3−ヘキシルチオフェン(Poly 3−hexyl thiophene(P3HT))およびその誘導体、ポリフルオレン(Poly fluorene (PF))およびその誘導体などが含まれる。 The organic light emitting material contained in the organic light emitting layer may be a low molecular organic light emitting material or a polymer organic light emitting material, but is preferably a polymer organic light emitting material. This is because an organic light emitting layer containing a polymer organic light emitting material is easy to form by coating. Examples of the polymer organic light-emitting material include polyphenylene vinylene and derivatives thereof, polyacetylene and derivatives thereof, polyphenylene and derivatives thereof, polyparaphenylene ethylene and derivatives thereof, poly 3 -Hexylthiophene (Poly 3-hexyl thiophene (P3HT)) and derivatives thereof, polyfluorene (Polyfluorene (PF)) and derivatives thereof, and the like are included.
有機層は、さらに電子ブロック層、電子輸送層などを有していてもよい。また、画素電極と有機層との間には、正孔注入層が配置されていてもよい。 The organic layer may further have an electron block layer, an electron transport layer, and the like. A hole injection layer may be disposed between the pixel electrode and the organic layer.
電子ブロック層は、正孔注入層への電子の浸入をブロックする役割や、有機発光層に正孔を効率よく運ぶ役割などを有し、例えばポリアニリン系の材料からなる層である。電子ブロック層の厚さは通常、5nm以上150nm以下であり、好ましくは10nm以上50nm以下(例えば約20nm)である。 The electron blocking layer has a role of blocking the penetration of electrons into the hole injection layer and a role of efficiently transporting holes to the organic light emitting layer, and is a layer made of, for example, a polyaniline material. The thickness of the electron blocking layer is usually 5 nm or more and 150 nm or less, preferably 10 nm or more and 50 nm or less (for example, about 20 nm).
また、画素電極から有機発光層へ効率的に正孔を輸送できる限り、正孔注入層および電子ブロック層は省略されてもよい。 In addition, the hole injection layer and the electron blocking layer may be omitted as long as holes can be efficiently transported from the pixel electrode to the organic light emitting layer.
バンクは有機層の配置領域を規定する障壁である。バンクの高さ(バンクの底面とバンクの上面との距離)は、0.1μm〜2μmであり、特に0.8μm〜1.2μmであることが好ましい。バンクの高さが2μm以上であった場合、後述する対向電極がバンクによって分断される恐れがある。また、バンクの高さが0.8μm以下であった場合、バンクによって規定された領域内に塗布されたインクがバンクから漏れ出すおそれがある。 The bank is a barrier that defines the arrangement area of the organic layer. The height of the bank (distance between the bottom surface of the bank and the top surface of the bank) is 0.1 μm to 2 μm, and particularly preferably 0.8 μm to 1.2 μm. When the bank height is 2 μm or more, a counter electrode described later may be divided by the bank. Further, when the height of the bank is 0.8 μm or less, there is a possibility that ink applied in an area defined by the bank leaks from the bank.
本発明のバンクは、順テーパ状であることが好ましい。さらに本発明は、バンクのテーパ面の形状に特徴を有するが、バンクのテーパ面の形状については、後述する「3.バンクの形状について」で詳細に説明する。 The bank of the present invention is preferably forward tapered. Further, the present invention is characterized by the shape of the taper surface of the bank. The shape of the taper surface of the bank will be described in detail in “3.
本発明におけるバンクは、樹脂を含む。バンクに含まれる樹脂の例には、クレゾール−ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂およびこれらの組み合わせが含まれる。またバンクは、上述したように有機発光材料を含むインクが塗布される領域を規定することから、濡れ性が低いことが好ましい。バンクの濡れ性を低くするには、バンクをフッ素ガスでプラズマ処理してもよいし、バンクの樹脂原料に撥液剤を含有させればよい。プラズマ処理は有機ELデバイスの部材に悪影響を与えることがあるので、バンクの樹脂原料に撥液剤を含有させるほうが好ましい場合がある。 The bank in the present invention contains a resin. Examples of the resin included in the bank include cresol-novolak resin, polyvinylphenol resin, acrylic resin, methacrylic resin, and combinations thereof. Further, since the bank defines a region to which the ink containing the organic light emitting material is applied as described above, it is preferable that the bank has low wettability. In order to reduce the wettability of the bank, the bank may be plasma-treated with fluorine gas, or a liquid repellent may be contained in the resin material of the bank. Since the plasma treatment may adversely affect the members of the organic EL device, it may be preferable to include a liquid repellent in the resin material of the bank.
撥液剤の例には、フッ化ビニリデン、フッ化ビニル、三フッ化エチレンなどのフッ素化合物や、フッ素含有ポリマーなどが含まれる。 Examples of the liquid repellent include fluorine compounds such as vinylidene fluoride, vinyl fluoride, and ethylene trifluoride, and fluorine-containing polymers.
バンクの樹脂材料の例として、特開2005−166645に記載のネガ型感光性樹脂組成物があげられ、具体的にはフッ素含有ポリマーと、アルカリ可溶の感光性樹脂と、架橋剤と、ラジカル開始剤と、光吸収剤とを含む。ここでフッ素含有ポリマーは式1で表される基とエチレン性二重結合を有しており;かつアルカリ可溶の感光性樹脂も、架橋剤もエチレン性二重結合を有しているので、光硬化される。
−CFXRf ・・・式1(式1において、Xは水素原子又はフッ素原子を示し、Rfはフッ素原子又は水素原子の少なくとも1つがフッ素原子に置換された炭素数20以下のアルキル基を示す。)
Examples of the resin material of the bank include a negative photosensitive resin composition described in JP-A No. 2005-166645, specifically, a fluorine-containing polymer, an alkali-soluble photosensitive resin, a crosslinking agent, a radical An initiator and a light absorber are included. Here, the fluorine-containing polymer has a group represented by
-CFXR f ... Formula 1 (In
フォトリソグラフィで作製した樹脂バンクは、一般的に焼成される必要がある。焼成によって現像工程で使用したリンス液を除去し、バンクの形状を順テーパ状にするためである。焼成温度は約200℃よりも高温であることが多く、バンクを構成する樹脂のガラス転移温度が過剰に低いと、焼成においてバンクの形状変化が大きくなり(例えば「バンクの裾が広がったりする」)ので、所望のバンク形状が得られないことがある。 A resin bank manufactured by photolithography generally needs to be fired. This is because the rinsing liquid used in the development process is removed by baking, and the shape of the bank becomes a forward taper. The firing temperature is often higher than about 200 ° C., and if the glass transition temperature of the resin constituting the bank is excessively low, the shape change of the bank during firing becomes large (for example, “the skirt of the bank widens”). Therefore, a desired bank shape may not be obtained.
そこで、バンクのガラス転移温度(バンクを構成する樹脂のガラス転移温度)は、例えば130℃以上であることが好ましく、上限は特に制限されないが、180℃以下であることが好ましい。また、バンクを構成する樹脂の高温時(例えば200℃)における弾性率は、高いことが好ましい。バンクの形状が、焼成プロセスにおいて「バンクの裾が広がる」ことを防止するためである。バンクのガラス転移温度および弾性率は、例えばRPT−3000w(A&D社製)などの剛体振り子型物性試験装置を用いることで測定することができる。 Therefore, the glass transition temperature of the bank (the glass transition temperature of the resin constituting the bank) is preferably, for example, 130 ° C. or higher, and the upper limit is not particularly limited, but is preferably 180 ° C. or lower. Moreover, it is preferable that the elastic modulus at the time of high temperature (for example, 200 degreeC) of resin which comprises a bank is high. This is because the shape of the bank prevents “the skirt of the bank from spreading” in the firing process. The glass transition temperature and elastic modulus of the bank can be measured by using a rigid pendulum type physical property test apparatus such as RPT-3000w (manufactured by A & D).
前記の通り、本発明のバンクはフォトリソグラフィによって作製されうる。本発明者は、フォトリソグラフィによってパターニングされた樹脂は、十分に高温のガラス転移温度を有していないこと;そのパターニングされた樹脂を焼成してしまうと、所望のバンク形状が得られない場合があること、例えばバンクの裾が広がること、を見いだした。特に、バンクを構成する樹脂がフッ素化合物またはフッ素含有ポリマーを含む樹脂(以下単に「フッ素系樹脂とも称する」)であると、この問題が顕著になりやすい。一般的にフッ素系樹脂のガラス転移温度は、非フッ素系樹脂のガラス転移温度よりも低くなることが多いためである。 As described above, the bank of the present invention can be manufactured by photolithography. The present inventor has found that the resin patterned by photolithography does not have a sufficiently high glass transition temperature; if the patterned resin is baked, a desired bank shape may not be obtained. I found some things, for example, the bank's skirt expanded. In particular, if the resin constituting the bank is a resin containing a fluorine compound or a fluorine-containing polymer (hereinafter also simply referred to as “fluorine-based resin”), this problem tends to become significant. This is because the glass transition temperature of a fluororesin is generally lower than the glass transition temperature of a non-fluorine resin.
そこで後述(2.本発明の有機ELデバイスの製造方法)のように、フォトリソグラフィによってパターニングされた樹脂を再度露光してから焼成して、バンクを得ることが好ましい。 Therefore, as described later (2. Manufacturing method of organic EL device of the present invention), it is preferable that the resin patterned by photolithography is exposed again and then baked to obtain a bank.
本発明の有機ELデバイスは、有機層上に対向電極を有する。対向電極とは、有機層上に配置された導電性部材である。有機ELディスプレイパネルでは、対向電極は通常、陰極として機能するが、陽極としても機能しうる。対向電極の材料は、有機ELデバイスがボトムエミッション型か、トップエミッション型かによって異なる。有機ELデバイスがトップエミッション型の場合には、対向電極が透明である必要があるので、対向電極の材料はITO電極やIZO電極などであることが好ましい。 The organic EL device of the present invention has a counter electrode on the organic layer. The counter electrode is a conductive member disposed on the organic layer. In the organic EL display panel, the counter electrode normally functions as a cathode, but can also function as an anode. The material of the counter electrode differs depending on whether the organic EL device is a bottom emission type or a top emission type. When the organic EL device is a top emission type, the counter electrode needs to be transparent. Therefore, the material of the counter electrode is preferably an ITO electrode or an IZO electrode.
一方、有機ELデバイスがボトムエミッション型の場合には対向電極が透明である必要はない。したがって対向電極の材料は、導電性であれば特に限定されず、例えばバリウム(Ba)や酸化バリウム(BaO)、アルミニウム(Al)などを含む。 On the other hand, when the organic EL device is a bottom emission type, the counter electrode does not need to be transparent. Therefore, the material of the counter electrode is not particularly limited as long as it is conductive, and includes, for example, barium (Ba), barium oxide (BaO), aluminum (Al), and the like.
対向電極と有機層との間には例えば、バリウム(Ba)、フッ化リチウム(LiF)などからなる電子注入層が配置されていてもよい。 For example, an electron injection layer made of barium (Ba), lithium fluoride (LiF), or the like may be disposed between the counter electrode and the organic layer.
対向電極上に更にカバー材(封止材)を設けて有機ELデバイスを封止してもよい。カバー材により水分や酸素の浸入を抑制する。 A cover material (sealing material) may be further provided on the counter electrode to seal the organic EL device. The cover material prevents entry of moisture and oxygen.
本発明の有機ELデバイスは、有機ELディスプレイパネルの有機EL素子として機能しうる。したがって、本発明の有機ELデバイスをマトリクス状に配置することで有機ELディスプレイパネルを構成することができる。本発明の有機ELデバイスをマトリクス状に配置することで構成された有機ELディスプレイパネルは、アクティブマトリクス型であることが好ましい。アクティブマトリックス型の有機ELディスプレイパネルでは、バンクによって隔てられた複数の有機EL素子(好ましくは全ての有機EL素子)が、一つの対向電極を共用する。本発明のバンクは、(スパッタリング法などにより形成される)対向電極を分断するおそれが少なく、有機ELディスプレイパネルの全ての有機EL素子が共有する対向電極を作製しやすいからである(後述)。 The organic EL device of the present invention can function as an organic EL element of an organic EL display panel. Therefore, an organic EL display panel can be configured by arranging the organic EL devices of the present invention in a matrix. The organic EL display panel configured by arranging the organic EL devices of the present invention in a matrix is preferably an active matrix type. In an active matrix type organic EL display panel, a plurality of organic EL elements (preferably all organic EL elements) separated by a bank share one counter electrode. This is because the bank of the present invention is less likely to divide the counter electrode (formed by a sputtering method or the like), and easily produces a counter electrode shared by all organic EL elements of the organic EL display panel (described later).
2.本発明の有機ELデバイスの製造方法
本発明の有機ELディスプレイパネルは、本発明の効果を損なわない限り、任意の方法で製造され得る。
2. Production Method of Organic EL Device of the Present Invention The organic EL display panel of the present invention can be produced by any method as long as the effects of the present invention are not impaired.
好ましい製造方法の一例は、
1)画素電極が配置された基板を準備する第1ステップと、
2)基板上に、ネガ型の感光性樹脂膜を形成する第2ステップと、
3)感光性樹脂膜を露光および現像する第3ステップと、
4)現像された樹脂膜を再度露光する第4ステップと、
5)再度露光された樹脂膜を焼成する第5ステップと、
6)バンクによって規定された領域内に有機層の材料を含むインクを塗布して、有機層を形成する第6ステップと、
7)有機層上に対向電極を形成する第7ステップと、を有する。
An example of a preferred production method is
1) a first step of preparing a substrate on which pixel electrodes are arranged;
2) a second step of forming a negative photosensitive resin film on the substrate;
3) a third step of exposing and developing the photosensitive resin film;
4) a fourth step of exposing the developed resin film again;
5) a fifth step of baking the exposed resin film again;
6) A sixth step of forming an organic layer by applying an ink containing an organic layer material in an area defined by the bank;
And 7) a seventh step of forming a counter electrode on the organic layer.
本発明の有機ELデバイスの製造方法は、従来の有機ELデバイスの製造方法とは異なり、4)現像された樹脂膜を再度露光する第4ステップを有することを特徴とする。以下、それぞれのステップについて詳細に説明する。 Unlike the conventional organic EL device manufacturing method, the organic EL device manufacturing method of the present invention includes 4) a fourth step of exposing the developed resin film again. Hereinafter, each step will be described in detail.
1)第1ステップでは、画素電極が配置された基板を準備する。基板上に画素電極を形成するには、画素電極の電極材料を蒸着したり、スパッタリングしたりすればよい。また、画素電極上には正孔注入層がパターニングされていてもよい。 1) In the first step, a substrate on which pixel electrodes are arranged is prepared. In order to form a pixel electrode on a substrate, an electrode material for the pixel electrode may be deposited or sputtered. A hole injection layer may be patterned on the pixel electrode.
2)第2ステップでは、基板上にネガ型の感光性樹脂膜を形成する。例えば、ネガ型の感光性樹脂組成物をスピンコートなどの塗布法で基板上に塗布した後、80〜120℃で、1〜3分間ベークして、樹脂膜を成膜する。 2) In the second step, a negative photosensitive resin film is formed on the substrate. For example, a negative photosensitive resin composition is applied onto a substrate by a coating method such as spin coating, and then baked at 80 to 120 ° C. for 1 to 3 minutes to form a resin film.
感光性樹脂組成物には、バインダー樹脂、モノマー、光重合開始剤などが含まれ、上述した撥液剤などを含んでいてもよい。 The photosensitive resin composition includes a binder resin, a monomer, a photopolymerization initiator, and the like, and may include the liquid repellent described above.
バインダー樹脂の例には、フェノール−ノボラック樹脂、ポリビニルフェノール樹脂、アクリル樹脂およびメタクリル樹脂が含まれる。 Examples of the binder resin include phenol-novolak resin, polyvinyl phenol resin, acrylic resin, and methacrylic resin.
モノマーの例には、(メタ)アクリル酸およびその塩、(メタ)アクリル酸、エステル類、(メタ)アクリルアミド類、無水マレイン酸、マレイン酸エステル、イタコン酸エステル、スチレン類、ビニルエーテル類、ビニルエステル類、N−ビニル複素環類、アリルエーテル類、アリルエステル類、およびこれらの誘導体が含まれる。 Examples of monomers include (meth) acrylic acid and its salts, (meth) acrylic acid, esters, (meth) acrylamides, maleic anhydride, maleic acid esters, itaconic acid esters, styrenes, vinyl ethers, vinyl esters , N-vinyl heterocycles, allyl ethers, allyl esters, and derivatives thereof.
光重合開始剤の例には、ベンゾフェノンや4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン化合物;1−ヒドロキシシクロヘキシルアセトフェノンや2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オンなどのアセトフェノン誘導体;チオキサントンや2,4−ジエチルチオキサントン、2−イソプロピルチオキサントン、2−クロロチオキサントンなどのチオキサントン誘導体;2−メチルアントラキノンや2−エチルアントラキノン、2−t−ブチルアントラキノン、クロロアントラキノンなどのアントラキノン誘導体;ベンゾインメチルエーテルやベンゾインエチルエーテル、ベンゾインフェニルエーテルなどのベンゾインエーテル誘導体;フェニルビス−(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フォスフィンオキシドのアシルフォスフィン誘導体;2−(o−クロロフェニル)−4,5−ビス(4’−メチルフェニル)イミダゾリル二量体等のロフィン量体;N−フェニルグリシンなどのN− アリールグリシン類;4,4’−ジアジドカルコンなどの有機アジド類;3,3’,4,4’−テトラ(tert−ブチルペルオキシカルボキシ)ベンゾフェノン;キノンジアジド基含有化合物が含まれる。 Examples of photopolymerization initiators include benzophenone compounds such as benzophenone, 4,4′-bis (dimethylamino) benzophenone, and 4,4′-bis (diethylamino) benzophenone; 1-hydroxycyclohexylacetophenone and 2,2-dimethoxy- Acetophenone derivatives such as 2-phenylacetophenone and 2-methyl-1- [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one; thioxanthone, 2,4-diethylthioxanthone, 2-isopropylthioxanthone, 2- Thioxanthone derivatives such as chlorothioxanthone; anthraquinone derivatives such as 2-methylanthraquinone, 2-ethylanthraquinone, 2-t-butylanthraquinone, chloroanthraquinone; benzoin methyl ether and benzoin ethyl Benzoin ether derivatives such as ether and benzoin phenyl ether; acyl phosphine derivatives of phenyl bis- (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phosphine oxide; 2- (o-chlorophenyl) -4,5-bis (4 ′ Lophine isomers such as -methylphenyl) imidazolyl dimer; N-aryl glycines such as N-phenylglycine; Organic azides such as 4,4'-diazidochalcone; 3,3 ', 4,4'- Tetra (tert-butylperoxycarboxy) benzophenone; quinonediazide group-containing compounds are included.
3)第3ステップでは、感光性樹脂膜を露光および現像する。感光性樹脂膜を現像することで、画素電極の一部を露出させる。第3ステップでは、感光性樹脂膜のうち、残したい領域にマスクなどを用いて選択的に光を照射し、光を照射していない領域の感光性樹脂膜を、TMAHなどの現像液を用いて除去すればよい。これにより、基板上に配置された画素電極(または正孔注入層)を露出させる。 3) In the third step, the photosensitive resin film is exposed and developed. A part of the pixel electrode is exposed by developing the photosensitive resin film. In the third step, the photosensitive resin film is selectively irradiated with light using a mask or the like in the region to be left, and the photosensitive resin film in the region not irradiated with light is developed with a developer such as TMAH. Can be removed. Thereby, the pixel electrode (or hole injection layer) arranged on the substrate is exposed.
第3ステップにおける露光量は、感光性樹脂の組成によって適宜選択されるが、例えば50〜300mJ/cm2である。第3ステップにおける露光時間も、感光性樹脂の組成によって適宜選択されるが、例えば、ランプの照度が20mW/cm2である場合、2.5〜15秒である。 The exposure amount in the third step is appropriately selected depending on the composition of the photosensitive resin, and is, for example, 50 to 300 mJ / cm 2 . The exposure time in the third step is also appropriately selected depending on the composition of the photosensitive resin. For example, when the illuminance of the lamp is 20 mW / cm 2, it is 2.5 to 15 seconds.
露光および現像した後の樹脂膜は、十分に高温なガラス転移温度を有していないことがある。例えば、現像後の樹脂膜のガラス転移温度は120℃以下であることがある。ガラス転移温度の低い樹脂膜を焼成すると、焼成プロセス(焼成温度は、例えば200℃)において弾性が低下して、バンクの裾が広がることがある。 The resin film after exposure and development may not have a sufficiently high glass transition temperature. For example, the glass transition temperature of the resin film after development may be 120 ° C. or lower. When a resin film having a low glass transition temperature is baked, elasticity may be lowered in a baking process (baking temperature is 200 ° C., for example), and the bottom of the bank may be widened.
しかしながら、本発明は後述の第4ステップにおいて現像後の樹脂膜を再度露光するので、現像後の樹脂膜のガラス転移温度は低くても構わず、例えば100〜120℃であってもよく;樹脂膜の焼成温度(例えば200℃)における弾性率も低くても構わない。そのため本発明の感光性樹脂組成物を、ガラス転移温度が低下しがちであるフッ素系樹脂とすることができる。 However, since the present invention exposes the developed resin film again in the fourth step described later, the glass transition temperature of the developed resin film may be low, for example, 100 to 120 ° C .; The elastic modulus at the film baking temperature (for example, 200 ° C.) may also be low. Therefore, the photosensitive resin composition of the present invention can be a fluororesin that tends to decrease the glass transition temperature.
4)第4ステップでは、現像された樹脂膜を再度露光する。このように本発明は、感光性樹脂膜を現像した後に再度露光(以下単に「再露光」とも称する)することを特徴とする。第3ステップとは異なり、本ステップの露光ではマスクを必要しない。第4ステップで樹脂膜を再露光することで、樹脂膜のガラス転移温度および弾性率を向上させることができる。そのメカニズムは必ずしも明らかでないが、第3ステップの露光において十分に光重合および光硬化しなかった樹脂材料が、第4ステップにおいて、さらに光重合および光硬化するためである。 4) In the fourth step, the developed resin film is exposed again. As described above, the present invention is characterized in that the photosensitive resin film is developed and then exposed again (hereinafter also simply referred to as “re-exposure”). Unlike the third step, no mask is required for the exposure in this step. By reexposing the resin film in the fourth step, the glass transition temperature and the elastic modulus of the resin film can be improved. Although the mechanism is not necessarily clear, the resin material that has not been sufficiently photopolymerized and photocured in the exposure in the third step is further photopolymerized and photocured in the fourth step.
本ステップの再露光によって樹脂膜のガラス転移温度を、130〜170℃まで上昇させることが好ましく;かつ200℃における弾性率も上昇させることが好ましい。具体的には、第4ステップにおける露光量は50〜400mJ/cm2であり、露光時間は、例えばランプ照度が20mW/cm2である場合、2.5〜20秒である。 The glass transition temperature of the resin film is preferably increased to 130 to 170 ° C. by re-exposure in this step; and the elastic modulus at 200 ° C. is also preferably increased. Specifically, the exposure amount in the fourth step is 50 to 400 mJ / cm 2 , and the exposure time is 2.5 to 20 seconds when the lamp illuminance is 20 mW / cm 2 , for example.
従来のフォトリソグラフィ法によるバンクの形成方法では、現像後のガラス転移温度および弾性率が低い状態の樹脂膜を焼成するため、形成されるバンクの形状の制御が困難で、バンクの裾が画素電極上に広がるという問題があった。しかしながら本発明では、焼成(第5ステップ)前の再露光によって樹脂膜のガラス転移温度および弾性率を上昇させるので、バンクの形状を制御することができ、形成されたバンクの裾が画素電極上に広がることを防止することができる(図3参照)。 In the conventional bank formation method by photolithography, a resin film having a low glass transition temperature and a low elastic modulus after baking is baked, so that it is difficult to control the shape of the bank to be formed, and the bank base is a pixel electrode. There was a problem of spreading up. However, in the present invention, the glass transition temperature and elastic modulus of the resin film are increased by re-exposure before baking (fifth step), so that the shape of the bank can be controlled, and the skirt of the formed bank is placed on the pixel electrode. Can be prevented (see FIG. 3).
5)第5ステップでは再露光された樹脂膜を焼成して、バンクを形成する。焼成によって現像工程で使用したリンス液が除去され、バンクの形状が順テーパ状になる。焼成温度は、例えば200〜240℃であり;焼成時間は、例えば50〜70分である。 5) In the fifth step, the reexposed resin film is baked to form a bank. The rinse liquid used in the development process is removed by baking, and the shape of the bank becomes a forward tapered shape. The firing temperature is, for example, 200-240 ° C .; the firing time is, for example, 50-70 minutes.
本発明では、第4ステップで樹脂膜を再露光し、樹脂膜のガラス転移温度および200℃における弾性率を上昇させたことから、焼成ステップにおいてバンクの裾が画素電極上に広がらない。これにより本発明では、順テーパ状で、下部のテーパ角度が比較的大きいバンクが得られる(図3参照)。また、本発明では、バンク上部のテーパ角度が比較的小さくなる(図3参照)。バンクの形状については「3.バンクの形状について」で詳細に説明する。 In the present invention, since the resin film is re-exposed in the fourth step and the glass transition temperature and the elastic modulus at 200 ° C. of the resin film are increased, the skirt of the bank does not spread on the pixel electrode in the baking step. Thereby, in the present invention, a bank having a forward taper shape and a relatively large taper angle at the bottom is obtained (see FIG. 3). In the present invention, the taper angle at the top of the bank is relatively small (see FIG. 3). The bank shape will be described in detail in “3. Bank shape”.
6)第6ステップでは、第5ステップで形成されたバンクによって規定された領域内に、有機発光材料などの有機層の材料を含むインクを塗布して有機層を形成する。上述のように、下部のテーパ角度が比較的大きいバンクによって規定された領域内に塗布されたインクを乾燥することで形成された有機層は、均一な膜厚を有する(実施例1参照)。 6) In the sixth step, an organic layer is formed by applying ink containing an organic layer material such as an organic light-emitting material in the region defined by the bank formed in the fifth step. As described above, the organic layer formed by drying the ink applied in the region defined by the bank having a relatively large taper angle at the bottom has a uniform thickness (see Example 1).
7)第7ステップでは、有機層上に対向電極を形成する。対向電極はスパッタリング法などによって形成されることが好ましい。上述のように本発明では、バンクの上部のテーパ角度が小さいので、対向電極がバンクによって分断されにくい。このため本発明は、全ての有機EL素子が一つの対向電極を共有するアクティブマトリクス型有機ELディスプレイパネルの製造に有利である。 7) In the seventh step, a counter electrode is formed on the organic layer. The counter electrode is preferably formed by a sputtering method or the like. As described above, in the present invention, since the taper angle of the upper part of the bank is small, the counter electrode is not easily divided by the bank. Therefore, the present invention is advantageous for manufacturing an active matrix organic EL display panel in which all organic EL elements share one counter electrode.
このように、本発明の有機ELデバイスの製造方法によれば、ガラス転移温度および弾性率が低い樹脂(例えばフッ素系樹脂)からバンクを形成する場合であっても、バンクの形状を制御することにより、バンクによって規定された領域内に形成される有機層の膜厚を均一にすることができ、発光面積が大きく、寿命の長い有機ELデバイスを製造することができる。 Thus, according to the method for manufacturing an organic EL device of the present invention, the shape of the bank can be controlled even when the bank is formed from a resin having a low glass transition temperature and a low elastic modulus (for example, a fluororesin). Accordingly, the film thickness of the organic layer formed in the region defined by the bank can be made uniform, and an organic EL device having a large light emitting area and a long lifetime can be manufactured.
3.バンクの形状について
上述のように本発明では、バンクは順テーパ状である。さらに本発明は、バンクの下部のテーパ角度は比較的大きく;バンクの上部のテーパ角度は比較的小さいことを特徴とする。ここで、「バンクの下部のテーパ角度」とは、バンクとテーパ面の下端のテーパ角度を意味し、「バンクの上部のテーパ角度」とは、有機層よりもの対向電極側のバンクのテーパ角度の最大値を意味する。したがって、バンクの下部のテーパ角度をαとし、バンクの上部のテーパ角度をβとしたとき、次の関係式 「β<α」 が成り立つことを特徴とする。
3. As described above, in the present invention, the bank has a forward tapered shape. Furthermore, the present invention is characterized in that the taper angle at the bottom of the bank is relatively large; the taper angle at the top of the bank is relatively small. Here, the “taper angle at the bottom of the bank” means the taper angle at the lower end of the bank and the taper surface, and the “taper angle at the top of the bank” means the taper angle of the bank on the counter electrode side from the organic layer. Means the maximum value of. Therefore, when the taper angle at the bottom of the bank is α and the taper angle at the top of the bank is β, the following relational expression “β <α” is satisfied.
バンクの下部のテーパ角度αは40〜60°であることが好ましい。バンクの下部のテーパ角度αを大きくすることで、塗布形成する有機層の膜厚を均一にすることができる(実施例1参照)。また、バンクの裾(バンクの下端)が画素電極上に広がらないことから、有機ELデバイスの開口率が高まる(図3参照)。 The taper angle α at the bottom of the bank is preferably 40 to 60 °. By increasing the taper angle α at the bottom of the bank, the thickness of the organic layer to be applied can be made uniform (see Example 1). In addition, since the bottom of the bank (the lower end of the bank) does not spread on the pixel electrode, the aperture ratio of the organic EL device is increased (see FIG. 3).
一方、バンクの上部のテーパ角度βは10〜40°であることが好ましい。バンクの上部のテーパ角度βを比較的小さくすることで、スパッタリング法や蒸着法によって形成される対向電極がバンクによって切断されることを防止することができるためである。 On the other hand, the taper angle β at the top of the bank is preferably 10 to 40 °. This is because the counter electrode formed by sputtering or vapor deposition can be prevented from being cut by the bank by making the taper angle β at the top of the bank relatively small.
以下本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図2は本発明の有機ELデバイスの製造方法のフローを示す図である。図2に示されるように、本発明の有機ELデバイスの製造方法は、
1)画素電極103が配置された基板101を準備する第1ステップと(図2A)、
2)基板上に、ネガ型の感光性樹脂膜106を形成する第2ステップと(図2B)、
3)感光性樹脂膜106をマスク110を介して露光し、現像する第3ステップと(図2C、図2D)、
4)現像した樹脂膜106を再度露光する第4ステップと(図2E)、
5)再度露光された樹脂膜106を焼成して、バンク107を形成する第5ステップと(図2F)、
6)バンク107によって規定された領域内に有機層の材料を含むインク104を塗布して、有機層105を形成する第6ステップと(図2G)、
7)有機層105上に対向電極109を形成する第7ステップと(図2H)を有する。
FIG. 2 is a diagram showing a flow of a method for manufacturing an organic EL device of the present invention. As shown in FIG. 2, the manufacturing method of the organic EL device of the present invention is as follows.
1) a first step of preparing a
2) a second step of forming a negative
3) a third step of exposing and developing the
4) a fourth step of exposing the developed
5) A fifth step of baking the exposed
6) A sixth step of forming the
7) A seventh step of forming the
図3Aは、図2に示される製造方法によって製造された有機ELデバイスの断面図を示す。図3Aに示されるように本発明の有機ELデバイス100は、基板101、画素電極103、有機層105、バンク107および対向電極109を有する。
FIG. 3A shows a cross-sectional view of an organic EL device manufactured by the manufacturing method shown in FIG. As shown in FIG. 3A, the
有機ELデバイス100は、バンク107の形状に特徴を有する。以下、バンク107の形状について主に説明する。
The
図3Bは、図3Aの四角Xの拡大図である。図3に示されるように、バンク107の下部のテーパ角度は比較的大きく;バンク107の上部のテーパ角度は、比較的小さい。より具体的には、バンク107のテーパ面下端のテーパ角度αは、有機層105よりも対向電極109側のバンク107の最大テーパ角度βよりも大きい。αは40〜60°であることが好ましく、βは10〜40°であることが好ましい。
FIG. 3B is an enlarged view of the square X in FIG. 3A. As shown in FIG. 3, the taper angle at the bottom of the
このように、本発明では、バンクの下部のテーパ角度が大きいことから、均一な膜厚の有機層を得られる。また、バンクの上部のテーパ角度が小さいことから、対向電極がバンク107によって分断されることが防止される。さらに、バンクの裾が画素電極上に広がることを防止することで、有機ELデバイス100の開口率Aを高くすることができる。
Thus, in the present invention, since the taper angle at the bottom of the bank is large, an organic layer having a uniform thickness can be obtained. Further, since the taper angle at the top of the bank is small, the counter electrode is prevented from being divided by the
一方、図4に示されるような従来の有機ELデバイス200では、バンク207の下部のテーパ角度が小さいことから、バンク207によって規定された領域内にインクを塗布することで形成された有機層の膜厚は不均一になる。また、バンク207の上部のテーパ角度が大きくなることから、図4に示すように蒸着法で形成される対向電極109’が分断されることがある。さらにバンク207の裾は画素電極103上に広がっていることから、有機ELデバイス200の開口率A’は低くなる。
On the other hand, in the conventional
[実験例1]
実験例1〜5では、再露光によって樹脂膜のガラス転移温度および弾性率が上昇することを示すため以下の実験を行った。
[Experimental Example 1]
In Experimental Examples 1 to 5, the following experiment was performed to show that the glass transition temperature and the elastic modulus of the resin film are increased by re-exposure.
(サンプルの準備)
実験例1では、3つの測定用サンプル樹脂を準備した。それぞれのサンプルは以下の工程で準備した。
(Sample preparation)
In Experimental Example 1, three sample resins for measurement were prepared. Each sample was prepared in the following steps.
25mm×25mmのガラス基板上に、ネガ型の感光性樹脂(フッ素化合物を含むアクリル系樹脂)をスピンコートして、スピンコートされた樹脂組成物を100°で2分間ベーク処理して、感光性樹脂膜(厚さ:1.3μm)を形成した。 A negative photosensitive resin (an acrylic resin containing a fluorine compound) is spin-coated on a glass substrate of 25 mm × 25 mm, and the spin-coated resin composition is baked at 100 ° for 2 minutes to be photosensitive. A resin film (thickness: 1.3 μm) was formed.
次に、樹脂膜を露光した。露光の照度を20mW/cm2とし;露光量を200mJ/cm2とし;露光時間を10秒とした。 Next, the resin film was exposed. The exposure illuminance was 20 mW / cm 2 ; the exposure dose was 200 mJ / cm 2 ; and the exposure time was 10 seconds.
さらに、樹脂膜を再露光し測定用サンプル樹脂を準備した。再露光の照度を20mW/cm2とし;露光量を100mJ/cm2とし;露光時間を5秒とした。 Furthermore, the resin film was re-exposed to prepare a sample resin for measurement. The illuminance for re-exposure was 20 mW / cm 2 ; the exposure amount was 100 mJ / cm 2 ; and the exposure time was 5 seconds.
[実験例2]
再露光における露光量を300mJ/cm2とした以外は、実験例1と同じ方法で測定用サンプル樹脂を準備した。
[Experiment 2]
A sample resin for measurement was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the exposure amount in re-exposure was 300 mJ / cm 2 .
[実験例3]
再露光における露光量を500mJ/cm2とした以外は、実験例1と同じ方法で測定用サンプル樹脂を準備した。
[実験例4]
再露光における露光量を1000mJ/cm2とした以外は、実験例1と同じ方法で測定用サンプル樹脂を準備した。
[Experiment 3]
A sample resin for measurement was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the exposure amount in re-exposure was 500 mJ / cm 2 .
[Experimental Example 4]
A sample resin for measurement was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the exposure amount in the re-exposure was 1000 mJ / cm 2 .
[実験例5]
再露光をするステップを省略したこと以外は、実験例1と同じ方法で測定用サンプル樹脂を準備した。
[Experimental Example 5]
A measurement sample resin was prepared in the same manner as in Experimental Example 1 except that the step of re-exposure was omitted.
(測定)
準備したサンプル樹脂のガラス転移温度を測定した。ガラス転移温度の測定には、剛体振り子型物性試験装置であるRPT−3000w(A&D社製)を用いた。振り子にはFRB100を用い、パイプにはRBP040を用いた。測定温度は、室温〜300℃とし、昇温速度は5℃/minとした。実験例1で準備したサンプルの測定結果を図5Aに、実験例2で準備したサンプルの測定結果を図5Bに、実験例3で準備したサンプルの測定結果を図5Cに、実験例4で準備したサンプルの測定結果を図6Aに、そして実験例5で準備したサンプルの測定結果を図6Bに示す。
(Measurement)
The glass transition temperature of the prepared sample resin was measured. For the measurement of the glass transition temperature, RPT-3000w (manufactured by A & D), which is a rigid pendulum type physical property test apparatus, was used. FRB100 was used for the pendulum, and RBP040 was used for the pipe. The measurement temperature was room temperature to 300 ° C., and the rate of temperature increase was 5 ° C./min. The measurement result of the sample prepared in Experimental Example 1 is shown in FIG. 5A, the measurement result of the sample prepared in Experimental Example 2 is shown in FIG. 5B, the measurement result of the sample prepared in Experimental Example 3 is shown in FIG. The measurement result of the sample prepared is shown in FIG. 6A, and the measurement result of the sample prepared in Experimental Example 5 is shown in FIG. 6B.
図5および図6に示されたグラフの横軸は、温度を示し、縦軸は、対数減衰率を示す。対数減衰率のピークにおける温度Tgは、サンプル樹脂のガラス転移温度を示す。また、対数減衰率の大きさは、加熱時におけるサンプル樹脂の粘性(弾性率)の低下の度合いを表す。したがって、樹脂の対数減衰率が大きいことは、加熱時に樹脂の弾性率が低くなることを意味する。一方、樹脂の対数減衰率が小さいことは、樹脂の弾性率が加熱時でもあまり低下しないことを意味する。図5および図6に記載のグラフから導き出された実験例1〜5で準備したサンプル樹脂のガラス転移温度Tgおよび対数減衰率の最大値Pを表1に示す。 The horizontal axis of the graphs shown in FIGS. 5 and 6 indicates temperature, and the vertical axis indicates logarithmic decay rate. The temperature Tg at the peak of the logarithmic decay rate indicates the glass transition temperature of the sample resin. The magnitude of the logarithmic decay rate represents the degree of decrease in the viscosity (elastic modulus) of the sample resin during heating. Therefore, a large logarithmic decay rate of the resin means that the elastic modulus of the resin is lowered during heating. On the other hand, a low logarithmic decay rate of the resin means that the elastic modulus of the resin does not decrease much even during heating. Table 1 shows the glass transition temperature Tg and the maximum value P of the logarithmic decay rate of the sample resins prepared in Experimental Examples 1 to 5 derived from the graphs shown in FIGS. 5 and 6.
表1に示すように、再露光ステップのない実験例5と比較して、再露光ステップを有する実験例1〜4では、樹脂膜のガラス転移温度が高かった。また、再露光における露光量が増加するほど、対数減衰率の最大値が減少した。すなわち、再露光における露光量が多い樹脂サンプルほど、加熱時に弾性率あまり低下せず、加熱時における弾性率が高くなった。
この結果は、フォトリソグラフィ法によるバンクの形成法において、感光性樹脂膜の現像後に、樹脂膜を再度露光することによって樹脂膜のガラス転移温度を高くできることを示唆する。また、上述したように対数減衰率は、サンプル樹脂の弾性率の低下を表すことから、再露光によって、対数減衰率の最大値が減少した結果は、再露光によって樹脂膜の高温時における弾性率を高められることを示唆する。
As shown in Table 1, the glass transition temperature of the resin film was higher in Experimental Examples 1 to 4 having the re-exposure step than in Experimental Example 5 having no re-exposure step. Moreover, the maximum value of the logarithmic decay rate decreased as the exposure amount in re-exposure increased. That is, as the resin sample with a larger exposure amount in re-exposure, the elastic modulus did not decrease much during heating, and the elastic modulus during heating increased.
This result suggests that the glass transition temperature of the resin film can be increased by exposing the resin film again after the development of the photosensitive resin film in the bank forming method by the photolithography method. In addition, as described above, the logarithmic decay rate represents a decrease in the elastic modulus of the sample resin. Therefore, the maximum value of the logarithmic decay rate is reduced by re-exposure. Suggests that
以下、実施例を参照して本発明の有機ELデバイスについて説明する。また、以下の実施例は、本発明の範囲を限定するものではない。 Hereinafter, the organic EL device of the present invention will be described with reference to examples. Also, the following examples do not limit the scope of the present invention.
[実施例1]
実施例1では、本発明の有機ELデバイスにおける有機層の膜厚が均一になることを示すため以下の実験を行った。
[Example 1]
In Example 1, the following experiment was conducted to show that the film thickness of the organic layer in the organic EL device of the present invention is uniform.
φ6インチのガラス基板上に、厚さ150nmのAl合金膜をスパッタリングにより成膜し、エッチングすることで反射画素電極をパターニングした。その後反射画素電極上に、厚さ50nmのタングステンオキサイド膜をスパッタリングにより成膜し、エッチングすることで正孔注入層をパターニングした。 A reflective pixel electrode was patterned by forming a 150 nm thick Al alloy film on a 6-inch glass substrate by sputtering and etching. Thereafter, a tungsten oxide film having a thickness of 50 nm was formed on the reflective pixel electrode by sputtering, and the hole injection layer was patterned by etching.
その後、反射画素電極および正孔注入層がパターニングされたガラス基板上に、ネガ型感光性の樹脂組成物(フッ素化合物を含むアクリル系樹脂)をスピンコートし、スピンコートされた樹脂組成物を100°で2分間ベーク処理して、感光性樹脂膜(厚さ:1.3μm)を形成した。 Thereafter, a negative photosensitive resin composition (an acrylic resin containing a fluorine compound) is spin-coated on a glass substrate on which the reflective pixel electrode and the hole injection layer are patterned, and the spin-coated resin composition is 100%. A photosensitive resin film (thickness: 1.3 μm) was formed by baking at 2 ° C. for 2 minutes.
次に、感光性樹脂膜をマスクを介して露光および現像して、樹脂膜をパターニングした。露光の照度は、20mW/cm2とし;露光量を200mJ/cm2とし;露光時間を10秒とした。露光した樹脂膜を0.2%TMAHに40秒間浸し、その後純水で60秒間すすいで現像して、パターニングされた樹脂膜を得た。 Next, the photosensitive resin film was exposed and developed through a mask to pattern the resin film. The illuminance for exposure was 20 mW / cm 2 ; the exposure dose was 200 mJ / cm 2 ; and the exposure time was 10 seconds. The exposed resin film was immersed in 0.2% TMAH for 40 seconds, then rinsed with pure water for 60 seconds and developed to obtain a patterned resin film.
次に、現像した樹脂膜をさらに再露光した。再露光の照度を20mW/cm2とし;露光量を100mJ/cm2とし;露光時間を5秒とした。 Next, the developed resin film was further reexposed. The illuminance for re-exposure was 20 mW / cm 2 ; the exposure amount was 100 mJ / cm 2 ; and the exposure time was 5 seconds.
最後に再露光した樹脂膜を焼成し、バンクを形成した。焼成の温度は、220℃とし、ベーク時間は1時間とした。このような方法によって形成されたバンク107の形状を図7Aに示す。図7Aに示されるように、実施例1の方法で形成されたバンク107では、裾が画素電極上に広がっておらず、バンク下部のテーパ角度が大きく、バンク上部のテーパ角度が小さい。
Finally, the reexposed resin film was baked to form a bank. The firing temperature was 220 ° C., and the baking time was 1 hour. The shape of the
続いて、ポリアニリン誘導体およびアニソールを含む電子ブロック層の材料液をバンクによって規定された塗布領域にインクジェット法で滴下し、乾燥・焼成することで、電子ブロック層(厚さ20〜50nm)を形成した。そして最後に、電子ブロック層上に、ポリフルオレン誘導体およびアニソールを含む有機発光層の材料液をインクジェット法で滴下し、乾燥・焼成することで、有機発光層(厚さ50〜150nm)を形成し、本発明の有機ELデバイスのモデルを作製した。
Subsequently, an electron block layer (
[比較例1]
再露光をするステップを省略したこと以外は、実施例1と同じ方法で、有機ELデバイスのモデルを作製した。比較例1の方法で形成されたバンク207の形状を図8Aに示す。図8Aに示されるように、比較例1の方法で形成されたバンク207の裾は、画素電極103上に広がっており、バンクの下部のテーパ角度は小さく、バンク上部のテーパ角度は大きい。
[Comparative Example 1]
A model of an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the step of performing re-exposure was omitted. The shape of the
[比較例2]
再露光をするステップを省略し、現像工程における露光量を300mJ/cm2とした以外は、実施例1と同じ方法で、有機ELデバイスのモデルを作製した。比較例2の方法で形成されたバンク307の形状を図9Aに示す。図9Aに示されるように、比較例2の方法で形成されたバンク307の裾は、実施例1のバンク107の裾と比較して画素電極103上に広がっているが、比較例1のバンク207の裾と比較して広がっていない。これは、比較例2では、比較例1よりも感光性樹脂膜の露光量が多かったため、焼成前の樹脂膜のガラス転移温度が上昇したことに起因すると考えられる。
[Comparative Example 2]
A model of an organic EL device was produced in the same manner as in Example 1 except that the step of re-exposure was omitted and the exposure amount in the development process was set to 300 mJ / cm 2 . The shape of the
実施例1、比較例1および比較例2のモデルの有機発光層の膜厚分布を測定した。膜厚分布の測定にはタカノ株式会社製の原子間力顕微鏡(AFM)装置 AS−7B−W(AUTO)を用いた。実施例1の測定結果を図7Bに、比較例1の測定結果を図8Bに、比較例2の測定結果を図9Bに示す。 The film thickness distribution of the organic light emitting layer of the models of Example 1, Comparative Example 1 and Comparative Example 2 was measured. For measurement of the film thickness distribution, an atomic force microscope (AFM) apparatus AS-7B-W (AUTO) manufactured by Takano Corporation was used. FIG. 7B shows the measurement result of Example 1, FIG. 8B shows the measurement result of Comparative Example 1, and FIG. 9B shows the measurement result of Comparative Example 2.
[バンクの形状に関する考察]
再露光の工程を有する実施例1では、バンクの下部のテーパ角度が大きくなり、バンクの上部のテーパ角度が小さくなった。一方、再露光の工程を有さない比較例1では、バンクの裾が広がり、バンクの下部のテーパ角度が小さくなり、バンクの上部のテーパ角度が大きくなった。また、再露光の工程を有さず、現像時における露光量を増加させた比較例2でも、実施例1と比較して、バンクの下部のテーパ角度が小さくなり、バンクの上部のテーパ角度が大きくなった。この結果は、現像時における露光量を増やすよりも、再露光の工程を追加することで、バンクの形状を制御できることを示唆する。すなわち再露光によって、バンクの下部のテーパ角度を大きくし、バンクの上部のテーパ角度を小さくすることができることを示唆する。
[Study on bank shape]
In Example 1 including the re-exposure step, the taper angle at the lower part of the bank was increased, and the taper angle at the upper part of the bank was decreased. On the other hand, in Comparative Example 1 having no re-exposure step, the bottom of the bank was widened, the taper angle at the lower part of the bank was reduced, and the taper angle at the upper part of the bank was increased. Further, in Comparative Example 2 that does not have a re-exposure step and the exposure amount during development is increased, the taper angle at the lower part of the bank is smaller than that in Example 1, and the taper angle at the upper part of the bank is smaller. It became bigger. This result suggests that the shape of the bank can be controlled by adding a re-exposure step rather than increasing the exposure amount during development. That is, it is suggested that the taper angle at the lower part of the bank can be increased and the taper angle at the upper part of the bank can be reduced by re-exposure.
[有機層の膜厚に関する考察]
図8Bに示すように、比較例1の有機層の膜厚は、25〜125μmの範囲でばらついた。また、比較例2の有機層の膜厚は、図9Bに示されるように、50〜125μmの範囲でばらついた。さらに、実施例1の有機層の膜厚は、図7Bに示されるように100〜110μmの範囲でばらついた。このように、バンクの下部のテーパ角度が大きくなるほど、有機層の膜厚の均一性が向上した。この結果は、バンクの下部のテーパ角度を大きくすることで、均一な膜厚を有する有機層を形成することができることを示唆する。
[Consideration of organic layer thickness]
As shown in FIG. 8B, the film thickness of the organic layer of Comparative Example 1 varied in the range of 25 to 125 μm. Moreover, the film thickness of the organic layer of Comparative Example 2 varied in the range of 50 to 125 μm as shown in FIG. 9B. Furthermore, the film thickness of the organic layer of Example 1 varied in the range of 100 to 110 μm as shown in FIG. 7B. Thus, the greater the taper angle at the bottom of the bank, the more uniform the film thickness of the organic layer. This result suggests that an organic layer having a uniform film thickness can be formed by increasing the taper angle at the bottom of the bank.
本発明の有機ELデバイスは、例えば、有機ELディスプレイ(大画面テレビ、携帯電話などの情報機器端末のモニタなど)に適用可能である。 The organic EL device of the present invention can be applied to, for example, an organic EL display (such as a monitor of an information equipment terminal such as a large-screen TV and a mobile phone).
100,200 有機ELデバイス
101 基板
103 画素電極
104 インク
105 有機層
107、207、307 バンク
109 対向電極
110 マスク
100, 200
Claims (7)
前記バンクのテーパ面の下端のテーパ角度をαとし、
前記有機層よりも前記対向電極側の前記バンクのテーパ角度の最大値をβとしたとき、
β<αである、有機ELデバイス。 A substrate, a pixel electrode disposed on the substrate, an organic layer disposed on the pixel electrode, a forward tapered bank covering a part of the pixel electrode and defining a region in which the organic layer is disposed; An organic EL device having a counter electrode disposed on the organic layer,
The taper angle of the lower end of the taper surface of the bank is α,
When the maximum taper angle of the bank closer to the counter electrode than the organic layer is β,
An organic EL device in which β <α.
前記基板上に、ネガ型の感光性樹脂膜を形成するステップと、
前記感光性樹脂膜を露光および現像して、前記画素電極の少なくとも一部を露出させるステップと、
前記現像した樹脂膜を再度露光するステップと、
前記再度露光された樹脂膜を焼成して、バンクを形成するステップと、
前記バンクによって規定された領域内に有機層の材料を含むインクを塗布して、有機層を形成するステップと、
を有する有機ELデバイスの製造方法。 Preparing a substrate on which pixel electrodes are disposed;
Forming a negative photosensitive resin film on the substrate;
Exposing and developing the photosensitive resin film to expose at least a portion of the pixel electrode;
Re-exposing the developed resin film;
Firing the re-exposed resin film to form a bank;
Applying an ink containing an organic layer material in a region defined by the bank to form an organic layer;
The manufacturing method of the organic EL device which has this.
前記再度露光した後の脂組膜のガラス転移温度は、130〜170℃である、請求項5に記載の有機ELデバイスの製造方法。 The glass transition temperature of the resin film before re-exposure is 100 to 120 ° C.,
The method for producing an organic EL device according to claim 5, wherein a glass transition temperature of the repellent film after the re-exposure is 130 to 170 ° C.
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