(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の陰極を隔てるための隔壁を有する有機ＥＬ素子の製造方法であって、
原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用い、蒸着重合によって前記隔壁を形成する工程と、
インクジェット法によって所定の発光層を形成する工程と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記隔壁が、ポリイミド膜により形成されることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
前記隔壁のフッ素の含有量が、２０〜４０重量％であることを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造技術に関するものであり、特に蒸着重合を利用した隔壁の形成に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、インクジェット法を用いて有機ＥＬパネルを製造する方法が提案されている。
従来、インクジェット法を用いて有機ＥＬパネルの製造する際には、ノズルから吐き出したインクを精度よく基板上へ成膜するため、図５（ａ）に示すように、ＩＴＯ電極１０２、ＳiＯ2膜１０３がパターニングされたガラス基板１０１上へ厚さ１〜２μｍのポリイミドからなる隔壁１０４を形成するようにしている。
【０００３】
そして、この基板１００に対し、図５（ｂ）に示すように、ＩＴＯ電極１０２に対して親インク性を持たせるためのＯ2プラズマ処理と、図５（ｃ）に示すように、隔壁１０４表面に撥インク性を持たせるためのＣＦ系（例えばＣＦ4)プラズマ処理を連続で行う方法が提案されている（例えば、Ｍ＆ＢＥ分科会主催第９回講習会資料、ｐ．６３，２００１）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の方法の場合、隔壁１０４を形成した後にＩＴＯ電極１０２表面に対して親インク性処理を行うとともに、隔壁１０４表面に対しては撥インク性処理を行わなければならず、２回の連続した表面処理が必要になり工程が複雑になるという問題がある。
【０００５】
しかも、これらの処理は、相反する機能を付与するものであるため、隔壁１０４のポリイミド表面の撥インク性を持たせるためＣＦ系プラズマ処理を施した後では、Ｏ2プラズマ処理をして親インク性を施したＩＴＯ電極１０２表面も撥インク、撥水性になってしまう。
【０００６】
このため、従来技術では、ＩＴＯ電極１０２表面におけるインクの濡れ性が悪く、均一な厚さの膜を形成することが困難となり、膜の密着強度も落ちてしまうという課題があった。
【０００７】
本発明は、このような従来の技術の課題を解決するためになされたもので、少ない工程で膜質の高い隔壁を形成しうる有機ＥＬ素子の製造技術を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するためになされた請求項１記載の発明は、所定の陰極を隔てるための隔壁を有する有機ＥＬ素子の製造方法であって、原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用い、蒸着重合によって前記隔壁を形成する工程と、インクジェット法によって所定の発光層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記隔壁が、ポリイミド膜により形成されることを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２のいずれか１項記載の発明において、前記隔壁のフッ素の含有量が、２０〜４０重量％であることを特徴とする。
【００１２】
本発明においては、所定の陰極を隔てるための隔壁が、蒸着重合によるフッ素含有高分子膜を有し、この高分子膜は撥インク性及び撥水性を有していることから、従来技術のようなＣＦ4を用いたポリイミドプラズマ処理を施す必要がなくなる。
【００１３】
その結果、本発明によれば、陰極表面上におけるインクの濡れ性を向上させることができ、これによりインクジェット法によって均一で密着強度の大きい膜を形成することが可能になる。
【００１４】
また、本発明によれば、ＣＦ4を用いたポリイミドプラズマ処理を施す必要がなくなるため、製造工程を短縮することができるというメリットもある。
【００１５】
本発明においては、フッ素含有高分子膜が、ポリイミド膜である場合には、モノマーの蒸発特性及び反応性の絶縁性の点で有利である。
【００１６】
また、高分子膜中のフッ素の含有量が２０〜４０重量％となるように構成すれば、インクジェット用のインクに対して十分な撥水（インク）性を有するとともに、例えば、ＳiＯ2からなる絶縁層に対して密着性の良好なパターン形成を行うことが可能になる。
【００１７】
本発明にあっては、蒸着重合の原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用いれば、インクジェット用のインクに対して十分な撥水性を有する隔壁を形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の有機ＥＬ素子の隔壁を形成するための成膜装置の一例の概略構成を示すものである。
図１に示すように、この成膜装置１は、マルチチャンバー方式の枚葉式の装置であり、図示しない搬送ロボットが組み込まれているコア室２の周囲に、Ｓｉウェハー等の基板１０の出し入れを行うための仕込み取出室３と、蒸着重合を行うための蒸着重合室４と、加熱処理を行う加熱処理室５と、エッチングを行うＩＣＰドライエッチング室６とが配置され、これらはすべて図示しないゲートバルブを介して連結されている。
【００２０】
また、これらコア室２、仕込み取出室３、蒸着重合室４、加熱処理室５、ＩＣＰドライエッチング室６は、図示しない真空ポンプ等を有する真空排気系に連結されている。さらに、基板１０は、コア室２内に配置されるロボットによって仕込み取出室３と蒸着重合室４、加熱処理室５、ＩＣＰドライエッチング室６との間を自由に搬送できるようになっている。
【００２１】
図２は、図１に示す成膜装置１の蒸着重合室４の概略構成を示すものである。
図２に示すように、蒸着重合室４の上方には、２種類の原料モノマーＡ、Ｂの蒸発源４０Ａ、４０Ｂが導入管４１Ａ、４１Ｂを介して接続されている。
【００２２】
各蒸発源４０Ａ、４０Ｂのハウジング４２Ａ、４２Ｂには、それぞれ蒸発用容器４３Ａ、４３Ｂが設けられる。そして、蒸発用容器４３Ａ、４３Ｂの内部には、所定量のフッ素を含有する芳香族ポリイミド膜を形成するための原料モノマーＡ、Ｂとして、フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーと酸成分（無水物）モノマーがそれぞれ注入されている。
【００２３】
本発明の場合、フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーとしては、例えば、2,2′-ビス(トリフルオロメチル)-4,4′-ジアミノビフェニル(ＴＦＤＢ)、テトラフルオロ-ｍ-フェニレンジアミン(４ＦＭＰＤ）等を用いることができる。
これらのうちでも、ＴＦＤＢは、蒸発特性の点から特に好ましいものである。
【００２４】
一方、フッ素を含む置換基を有する酸成分モノマーとしては、1,4-ジフルオロ-2,3,5,6-ベンゼンテトラカルボン酸二無水物(Ｐ２ＦＤＡ)、2,2′-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物(６ＦＤＡ)等の酸二無水物を用いることができる。
これらのうちでも、６ＦＤＡは、蒸発特性の点から特に好ましいものである。
【００２５】
また、本発明においては、高分子膜中のフッ素の含有量が、２０〜４０重量％であることが好ましい。
【００２６】
高分子膜中のフッ素の含有量が、２０重量％より少ないと、インクジェット用のインクに対する十分な撥水性を発現することができず、４０重量％より多いと、ＳiＯ2に対する高分子膜の密着性が悪くなり、パターン形成の際に隔壁が剥離してしまうという不都合がある。
【００２７】
なお、ジアミンモノマー又は酸成分モノマーのいずれかにフッ素を含有しないモノマーを用いてもよい。
【００２８】
このようなモノマーとしては、例えば、ジアミンモノマーであるピロメリット酸ニ無水物（ＰＭＤＡ）や、酸成分モノマーである4,4′-ジアミノジフェニルエーテル（ＤＤＥ）等があげられる。
【００２９】
各蒸発用容器４３Ａ、４３Ｂの近傍には、各原料モノマーＡ、Ｂを加熱するためのヒーター４４Ａ、４４Ｂが設けられている。
【００３０】
一方、各導入管４１Ａ、４１Ｂの周囲にはヒーター４９が巻き付けられ、これによって原料モノマーＡ、Ｂの温度を制御できるように構成されている。また、各導入管４１Ａ、４１Ｂの途中には、各原料モノマーＡ、Ｂの供給量を調整するためのバルブ４５Ａ、４５Ｂが設けられ、これらを開閉することにより、蒸着重合膜の形成時に膜厚を制御できるようになっている。
【００３１】
図２に示すように、蒸着重合室４内の下部には加熱用のホットプレート４６が設けられ、このホットプレート４６上に基板１０が支持される。そして、蒸着重合室４の上部には、下方に向って広がるように形成された混合槽４７が設けられている。この混合槽４７の内壁には、原料モノマーＡ、Ｂの蒸気を加熱するためのヒーター４８が設けられている。
【００３２】
図３（ａ）〜（ｄ）及び図４（ｅ）〜（ｇ）は、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図である。
【００３３】
まず、図３（ａ）に示すように、本発明においては、ガラス基板１１上に、アノード電極であるＩＴＯ電極１２と、ＳiＯ2膜による絶縁層１３のパターンが形成された基板１０を用意する。
【００３４】
そして、この基板１０を、図１の成膜装置１の仕込み取出室３から蒸着重合室４内に搬入し、以下に説明する蒸着重合法により、図３（ｂ）に示すように、基板１０上にフッ素化ポリイミド膜１４を形成する。
【００３５】
この場合、まず、各バルブ４５Ａ、４５Ｂを閉じた状態で蒸着重合室４内の圧力を３×１０-3Ｐａ程度の高真空に設定し、ヒーター４４Ａ、４４Ｂによって各原料モノマーＡ、Ｂを所定の温度に加熱する。
【００３６】
そして、各原料モノマーＡ、Ｂが所定の温度に達して所要の蒸発量が得られた後に、各バルブ４５Ａ、４５Ｂを開き、所定の蒸発速度で各原料モノマーＡ、Ｂを上方から基板１０上に蒸着、堆積させ、ポリアミド酸膜を形成した後に各バルブ４５Ａ、４５Ｂを閉じる。この場合、原料モノマーＡ、Ｂの蒸発速度は、化学量論比で１：１となるように制御する。また、ホットプレート４６によって基板１０の温度を所定の温度に制御する。
【００３７】
その後、基板１０を加熱処理室５内に搬入し、基板１０上のポリアミド酸膜に対し、ホットプレート５０を用いて所定の加熱処理を行う。
【００３８】
この場合、加熱条件は、昇温速度５℃／ｍｉｎで３００℃程度まで加熱し、その状態を３０分間程度保持するようにする。また、この加熱処理は例えば真空中で行う。
【００３９】
その後、図３（ｃ）に示すように、フォトレジスト工程により、フッ素化ポリイミド膜１４上にレジストパターン１５を形成する。
【００４０】
そして、基板１０をＩＣＰドライエッチング室６内にセットし、例えばＯ2ガスを用い、プラズマエッチングによってポリイミド膜１４上のレジストパターン１５を除去するとともに、ＩＴＯ電極１２の表面に対して親インク処理を行う。
【００４１】
これにより、図３（ｄ）に示すように、後述する陰極を隔てるための隔壁１６が形成される。
【００４２】
さらに、例えばスピンコート法により、隔壁間のＩＴＯ電極１２上ホール注入材料（例えば、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレン等）を乾燥後の厚さが５０〜２００ｎｍとなるように塗布する。
【００４３】
そして、基板１０を加熱処理室５内に搬入し、ホットプレート５０を用いて２００℃程度の加熱を行う。
【００４４】
これにより、図４（ｅ）に示すように、ＩＴＯ電極１２上にポリフェニレンビニレンからなるホール層１７が形成される。
【００４５】
その後、インクジェット法により、順次、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各発光材料（例えば、Ｒ：シアノポリフェニレンビニレン、Ｇ：ポリフェニレンビニレン、Ｂ：ポリフェニレンビニレン及びポリアルキルフェニレン等）をホール層１７上に吐出する。
【００４６】
これにより、図４（ｆ）に示すように、各隔壁１６の間に各色の発光層１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂが形成される。
【００４７】
そして、基板１０を真空蒸着室（図示せず）に搬入し、蒸着材料として例えばＭｇとＡｇを用い、共蒸着法により（例えば、Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）、陰極の成膜を行う。
【００４８】
これにより、図４（ｇ）に示すように、隔壁１６及び各発光層１８Ｒ、１８Ｇ、１８Ｂ上にＭｇＡｇからなる陰極１９が形成された基板２０を得る。
【００４９】
なお、陰極１９は、ＡｌＬｉ、Ｌｉ／Ａｌ等の材料からなる積層膜により形成することもできる。
【００５０】
以上述べたように本実施の形態においては、隔壁１６が、蒸着重合によるフッ素化ポリイミド膜１４からなり、このポリイミド膜１４はインクジェット用インクに対する撥水性を有していることから、従来技術のようなＣＦ4を用いたポリイミドプラズマ処理を施す必要がなく、また、エッチングでＩＴＯ電極１２表面の改質（親インク性）が行われる。
【００５１】
その結果、本実施の形態によれば、ＩＴＯ電極１２表面におけるインクの濡れ性を向上させることができ、これによりインクジェット法によって均一で密着強度の大きい膜を形成することが可能になる。
【００５２】
また、本発明によれば、撥水性を持たせるための上記ポリイミド膜１４上のＣＦ4プラズマ処理を施す必要がなくなるため、製造工程を短縮することができ、かつ、親インク性の改質を行うＯ2プラズマ処理を施す必要もなくなるので、さらに製造工程を短縮することができる。
【００５３】
また、ポリイミド膜１４中のフッ素の含有量が２０〜４０重量％となるように構成すれば、インクジェット用のインクに対して十分な撥インク性を有するとともに、例えば、ＳiＯ2からなる絶縁層に対して密着性の良好なパターン形成を行うことができる。
【００５４】
本実施の形態にあっては、蒸着重合の原料モノマーとして、フッ素を含む置換基を有するモノマーを用いることにより、インクジェット用のインクに対して十分な撥水性を有する隔壁１６を形成することができる。
【００５５】
なお、本発明は、隔壁１６の高分子膜の材料としてポリイミドを用いた場合のみならず、ポリ尿素、ポリアミドを用いた場合にも適用しうるものであるが、ポリイミドを用いた場合に最も有効なものである。
【００５６】
【実施例】
以下、本発明の実施例を比較例とともに詳細に説明する。
【００５７】
＜実施例１＞
まず、上述のガラス基板１１上へＩＴＯ電極１２とＳiＯ2膜１３がパターニングされた基板（図３（ａ）参照）を用意した。
【００５８】
次いで、図１に示す成膜装置１を用い、蒸着重合室４において基板１０上にフッ素化ポリイミド膜１４を形成した。
【００５９】
この場合、フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマー及び酸成分モノマーとして、ＴＦＤＢと６ＦＤＡを用い、蒸発源４０Ａ、４０Ｂにおいて蒸発させた各原料モノマーＡ、Ｂの蒸気を蒸着重合室４に導入して、静電チャック４６によって保持された基板１０上へポリイミドの前駆体であるポリアミド酸の膜を厚さ２μｍ形成した。
【００６０】
成膜終了後、基板１０を加熱処理室５へ搬送して、温度３００℃、３０分の過熱処理を行いイミド化反応を完結させた（図３（ｂ）参照）。
【００６１】
その後、基板１０を取り出し、通常のレジストパターニング法によりポリイミド膜１４上にレジストパターン１５を形成した（図３（ｃ）参照）。
【００６２】
この基板１０をＩＣＰドライエッチング室６にセットして、Ｏ2ガスによりポリイミド膜１４をエッチングするとともにレジストパターン１５を除去した（図３（ｄ）参照）。
【００６３】
なお、レジストパターン１５とポリイミド膜１４のＯ2プラズマエッチングにおける選択比を測定したところ、ほぼ１：１であることが確認された。そのため、本発明においては、レジストパターン１５の膜厚は、ポリイミド膜１４の膜厚と同等となるように設定することが望ましい。
【００６４】
ここで、エッチングが終了したポリイミド膜１４を電子顕微鏡で観察したところ、良好な形状、密着性を保っており、隔壁１６としての機能を十分に備えた膜であることが確認された。
本実施例の場合、ポリイミド膜１４のフッ素含有率は３５重量％であった。
【００６５】
また、フッ素化ポリイミド膜１４表面の撥インク性の評価として、水に対する接触角を測定した。
【００６６】
その結果、接触角は９０°であり、本実施例のポリイミド膜１４は、撥水性（撥インク性）に優れた膜であることが確認された。
【００６７】
一方、ＩＴＯ電極１２表面の親インク性の評価としては、ガラス基板上にＩＴＯ膜及び上述のフッ素化ポリイミド膜が全面成膜された基板のフッ素化ポリイミド膜をエッチングした後、この基板におけるＩＴＯ膜表面の水に対する接触角を測定した。
【００６８】
この場合、エッチング条件は、ＲＦパワーで５００Ｗ、反応ガス(Ｏ2）の導入量は３０ｓｃｃｍ、圧力は０．６７Ｐａ、エッチング時間は２分とした。
【００６９】
その結果、ＩＴＯ表面の水に対する接触角は５°となり、親水性（親インク性）に優れた膜であることが確認された。
【００７０】
この基板に対してインクジェット用のインクを吹き付けてインクの塗れを観察した。その結果、ＩＴＯ膜上にのみ薄膜が形成される一方でフッ素化ポリイミド膜上には薄膜が形成されず、本発明によるフッ素化ポリイミドからなる隔壁がインクジェット用インクに対する隔壁として有用であることが確認された。
【００７１】
＜実施例２＞
フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーとして、2,2′-ビス(トリフルオロメチル)-4,4′-ジアミノビフェニル(ＴＦＤＢ)を用い、酸成分モノマーとして、フッ素を含まないピロメリット酸ニ無水物（ＰＭＤＡ）を用い、実施例１と同様の条件で蒸着重合を行い、フッ素化ポリイミド膜１４を形成した。
【００７２】
本実施例のポリイミド膜１４のフッ素含有量は２３重量％であった。
また、水に対する接触角は８８°であった。
【００７３】
この結果から、本発明においては、フッ素含有量が少ないポリイミド膜１４でも撥インク性に大きな違いが見られないことが確認された。
【００７４】
＜参考例＞
実施例１で使用した６ＦＤＡとＴＦＤＢのポリアミド酸溶液をスピンコート法により成膜したものをキュア（３００℃、３０分）したものをパターニングしても同様の効果が得られた。
【００７５】
＜比較例１＞フッ素を含む置換基を有するジアミンモノマーとして、5-(パーフルオロノネニルオキシ)-1,3-ジアミノベンゼン(１７ＦＭＰＤ)と、上記Ｐ２ＦＤＡを用い、実施例１と同様の条件で蒸着重合を行い、フッ素化ポリイミド膜１４を形成した。
【００７６】
本比較例のポリイミド膜のフッ素含有量は４３重量％であった。
また、水に対する接触角は９０°であった。
【００７７】
比較例１の場合、ポリイミド膜におけるフッ素含有量が大きく、水に対する接触角は９０°と大きく変わらなかったが、基板との密着性に問題があるために隔壁としては適していなかった。
【００７８】
【発明の効果】
以上述べたように本発明によれば、少ない工程で膜質の高い隔壁を形成しうる有機ＥＬ素子の製造技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の隔壁を形成するための成膜装置の一例の概略構成図
【図２】図１に示す成膜装置の蒸着重合室の概略構成図
【図３】（ａ）〜（ｄ）：本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図（その１）
【図４】（ｅ）〜（ｇ）：本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図（その２）
【図５】（ａ）〜（ｃ）：従来の有機ＥＬ素子の製造方法の一例を示す工程図
【符号の説明】
１…成膜装置  １０…基板  １１…ガラス基板  １２…ＩＴＯ電極  １４…ポリイミド膜  １６…隔壁
【図１】
0004598326.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004598326.tif 000004
【図４】
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【図５】
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