JP5818441B2 - Manufacturing method of organic EL element for illumination - Google Patents
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Description
本発明は、照明に適した大面積の有機EL素子およびその製造方法に関し、特に、絶縁膜をパターニング形成した有機EL素子及び簡素にパターニング形成する製造方法に関する。 The present invention relates to a large-area organic EL element suitable for illumination and a manufacturing method thereof, and more particularly, to an organic EL element in which an insulating film is formed by patterning and a manufacturing method for simply patterning.
有機発光素子は、第1電極と第2電極との間に電圧を印加することにより、第1電極と第2電極とに挟まれた有機発光層が発光するものである。有機発光素子として、既に、有機EL(エレクトロルミネセンス)素子が、液晶ディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレイに用いられている。フラットパネルディスプレイは、画素数多いことから一つの画素が微細である。有機EL素子を用いたディスプレイも同様に画素が微細であり、微細な蒸着マスクを利用して有機EL素子をパターニングしている。また、近年、有機EL素子は、固体照明に用いられようとしている。 The organic light emitting device emits light from an organic light emitting layer sandwiched between a first electrode and a second electrode by applying a voltage between the first electrode and the second electrode. As an organic light emitting element, an organic EL (electroluminescence) element has already been used for a flat panel display represented by a liquid crystal display. Since a flat panel display has a large number of pixels, one pixel is fine. Similarly, a display using an organic EL element has fine pixels, and the organic EL element is patterned using a fine vapor deposition mask. In recent years, organic EL elements are being used for solid-state lighting.
固体照明は、ディスプレイよりも高輝度が要求される製品である。例えば、ディスプレイで要求される輝度が1,000cd/m2程度であるのに対し、固体照明では3,000〜5,000cd/m2程度の輝度が要求される。そのため、単位面積当たりの大きな電流値を各電極に流す必要がある。
有機EL素子を用いたディスプレイにおいて、一つの発光素子の大きさは1mm角未満である。一方、有機EL素子を用いた固体照明では、ディスプレイよりも大きな光束が必要とされるため、一つの発光素子は100mm角以上の大きさが要求される。
Solid-state lighting is a product that requires higher brightness than a display. For example, the luminance required for the display is about 1,000 cd / m 2 , whereas the solid-state lighting requires a luminance of about 3,000 to 5,000 cd / m 2 . Therefore, it is necessary to flow a large current value per unit area to each electrode.
In a display using an organic EL element, the size of one light emitting element is less than 1 mm square. On the other hand, solid state illumination using organic EL elements requires a larger luminous flux than the display, and therefore one light emitting element is required to have a size of 100 mm square or more.
図7に、一般的な有機EL素子の一つの発光素子の平面図を示す。なお、最終製品ではこの有機EL素子を環境から保護するために封止部材が必要であるが、図7では省略する。
有機EL素子の一つの発光素子は、基板1上に、第1電極2、有機発光層3及び第2電極4が積層されてなる。第1電極(陽極)2は、基板1上にフォトリソグラフィによってパターニング形成される。有機発光層3は第1電極2と交差するように積層されている。第2電極4は、有機発光層3及び第1電極2と交差するよう積層され、第1電極2と第2電極4の間に電圧を印加することにより、この電極が交差した部分にある有機発光層3のみが発光する。
FIG. 7 shows a plan view of one light emitting element of a general organic EL element. In the final product, a sealing member is necessary to protect the organic EL element from the environment, but it is omitted in FIG.
One light emitting element of the organic EL element is formed by laminating a
有機EL素子では、光を取り出すために第1電極2及び第2電極4のいずれかに透明導電膜が必要となる。一般に、第1電極2が透明導電膜とされる。透明導電膜の材料としては酸化インジウムスズ(ITO)などが用いられる。ITOは透明導電膜の材料の中で最も体積抵抗率が小さいとされるが、金属に比べるとITOの体積抵抗率は著しく高い。
In the organic EL element, a transparent conductive film is required for either the
有機発光層3は、有機発光材料からなる有機多層膜とされる。有機発光層3は、通常、開口部を有する蒸着マスクを、第1電極2が形成された基板上に配置した後、真空蒸着装置内で連続的に蒸着することにより形成される。
The organic
第2電極4は金属膜などとされ、真空蒸着装置やスパッタリング装置を用いて製膜される。第2電極4は、通常、有機発光層3で用いた蒸着マスクとは別の開口部を有する蒸着マスクを配置した後、有機発光層3上に形成される。
The
上記構成の有機EL素子を単一大面積に形成して大電流を流すと、電圧降下により、暗くなってしまう。また、大電流密度かつ大面積の有機EL素子の場合、素子周辺部が明るくなり、中央部が暗くなる現象(輝度ムラ)が生じる。これは、透明導電膜の抵抗値が高いことと、大電流により電圧降下が生じることに起因する。
電圧降下を小さくして明るさを均一に改善するためには、透明導電膜の膜厚を100〜500nm程度に厚くしてシート抵抗値を下げると良い。そうすることで、輝度ムラを抑制することができる。
When an organic EL element having the above configuration is formed in a single large area and a large current is passed, it becomes dark due to a voltage drop. In the case of an organic EL element having a large current density and a large area, a phenomenon (brightness unevenness) occurs in which the peripheral part of the element becomes bright and the central part becomes dark. This is because the resistance value of the transparent conductive film is high and a voltage drop occurs due to a large current.
In order to reduce the voltage drop and improve the brightness uniformly, it is preferable to increase the film thickness of the transparent conductive film to about 100 to 500 nm to reduce the sheet resistance value. By doing so, luminance unevenness can be suppressed.
しかしながら、フォトリソグラフィによって厚い透明導電膜(第1電極)を形成すると、第1電極2の縁部が急峻な断面となる。図8に、図7の(a)ラインの断面図を示す。断面が急峻な第1電極2上に有機発光層3(膜厚:100〜300nm程度)を積層すると、第1電極2の縁部に重なる部分の有機発光層3で薄膜化、ピンホール、及びクラックなどの欠陥が発生し易くなる。それによって、第1電極2と第2電極4との間ではリーク電流や短絡が生じ易くなり、有機EL素子の品質低下と歩留低下を招く原因になっている。
However, when a thick transparent conductive film (first electrode) is formed by photolithography, the edge of the
上記問題を解決するため、特許文献1や特許文献2のような有機EL素子が提案されている。
特許文献1では、精度の高い発光領域を得るために、フォトリソグラフィ技術を用いて絶縁層を設け、高精度でパターンを形成している。図9に、絶縁層のパターニング加工工程を示す。まず、第1電極である透明導電膜がパターニングされている基板を洗浄し、乾燥させる。次に上記基板上に、感光剤(フォトレジスト)をスピンコートで全面塗布する。レジストをプリベークにより半乾燥後、露光マスクを用いてパターニングし露光器によって紫外線を照射し感光させる。その後、現像(エッチング及び洗浄)し、ポストベークを経て高精度な絶縁層をパターニング加工している。
特許文献2では、ロール印刷法により、絶縁層を形成する方法が開示されている。
In order to solve the above problems, organic EL elements such as
In
特許文献1に記載のパターニング加工方法は、半導体やフラットパネルディスプレイにおいて一般に用いられている高精度な加工技術であるが、大規模かつ高価な製造設備が必要である。また、特許文献1に記載の方法では、フォトレジストを一旦全面に塗布し、その後にパターニング加工するため、不要なレジスト材料を大量に消費することになる。レジスト材料及び露光器は高価であり、現像液の廃棄処理にも費用と手間がかかる。そのため、製造コストが高くなるという問題がある。上記コストアップは、ディスプレイのような高付加価値製品では許容されるが、照明用製品では非常に大きな問題である。
The patterning processing method described in
照明製品では、基板サイズは同一であっても、素子パネルの寸法は様々であり、多品種に適した製造方法が要求される。フォトリソグラフィ技術を用いた方法では、露光マスクの交換及び調整が必要となる。ロール印刷法式では、ロール版の交換及び調整が必要となる。そのため、素子サイズが異なる品種変更に対する段取りに時間がかかり、生産性を低下させる問題がある。 In lighting products, even if the substrate size is the same, the dimensions of the element panel are various, and a manufacturing method suitable for a wide variety of products is required. In the method using the photolithography technique, it is necessary to replace and adjust the exposure mask. The roll printing method requires replacement and adjustment of the roll plate. For this reason, there is a problem in that it takes time to set up the product types with different element sizes and the productivity is lowered.
図10に、図7の(b)ラインの断面図を示す。図10に示されるように、(b)ラインの断面では、第1電極2の平坦な部分上に有機発光層3が積層されている。有機EL素子では、第2電極4は必要部分にのみ製膜されるため、製膜時には、有機発光層3の上に第2電極用蒸着マスク8を用いる。第2電極用蒸着マスク8で覆う際に、端部に僅かでも変形やねじれが生じると、有機発光層3を傷つけて欠陥を生じさせることになる。よって、第1電極4の平坦な部分上に有機発光層3を積層した場合であっても、第1電極2及び第2電極4の間でのリーク電流や短絡が生じやすい状態となり、有機EL素子の品質低下と歩留低下を招く原因となる。
FIG. 10 is a sectional view taken along line (b) of FIG. As shown in FIG. 10, the organic
本発明は上記課題に鑑みなされたもので、高価な製造設備を必要とせず、多品種の製品に適用可能な、低コストで照明用有機EL素子を製造する方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an organic EL element for illumination at a low cost, which does not require expensive manufacturing equipment and can be applied to a wide variety of products. .
上記課題を解決するために、本発明は、基板上に第1電極と有機発光層と第2電極とが順に積層され、平面視した場合に前記第2電極が前記第1電極および前記有機発光層と交差するよう配置された有機EL素子を製造する方法であって、第1電極が形成された基板上の、平面視した場合に前記第1電極の面と前記第2電極の縁部が重なる領域Yに対応する所定部分に、非接触方式で絶縁材料をパターン加工することなく塗布して絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、該絶縁膜形成工程の後、開口部を有する蒸着マスクを、該開口部が前記第2電極と重なる部分に対応する前記第1電極および前記領域Yを含むよう配置して、前記第1電極上に有機発光層を真空蒸着により形成する有機発光層形成工程と、該有機発光層形成工程の後、前記蒸着マスクとは異なる開口部を有する別の蒸着マスクを用いて、前記有機発光層上に第2電極を形成する第2電極形成工程と、を備える照明用有機EL素子の製造方法を提供する。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a first electrode, an organic light-emitting layer, and a second electrode that are sequentially stacked on a substrate, and the second electrode is the first electrode and the organic light-emitting when viewed in plan. A method of manufacturing an organic EL element arranged to intersect with a layer , wherein a plane of the first electrode and an edge of the second electrode are formed on a substrate on which the first electrode is formed in a plan view. An insulating film forming step for forming an insulating film by applying an insulating material to a predetermined portion corresponding to the overlapping region Y without patterning in a non-contact manner, and an evaporation mask having an opening after the insulating film forming step Is formed so as to include the first electrode and the region Y corresponding to the portion where the opening overlaps the second electrode, and an organic light emitting layer is formed on the first electrode by vacuum deposition After the step and the organic light emitting layer forming step, Using another deposition mask having different opening a mask, to provide a method of manufacturing a lighting an organic EL element and a second electrode forming step of forming a second electrode on the organic emission layer.
上記発明によれば、必要な部分にのみ絶縁膜を形成することができる。それによって、絶縁材料を余分に塗布しなくて良いため、材料コストを抑制することができる。また、従来フォトリソグラフィで行われていたプリベーク、露光及び現像などの余分に塗布した絶縁材料を除去するための工程がないため、洗浄剤、廃液処理及びパターンに合わせた高価な露光マスクも不要となる。また、絶縁材料を除去する工程がないため、絶縁材料を塗布した後は、これを硬化する工程のみを行うことで絶縁膜を形成することができる。
所定部分を第1電極の面と第2電極の縁部が重なる(交差する)領域Yと対応する部分とすると、第2電極形成時に使用する蒸着マスクの端部が非発光素子部分に重なるため、発光素子部分の有機発光層を傷つけることを防止できる。それにより、電極間でのリーク電流や短絡などが発生しにくくなるため、品質低下や歩留低下を抑制される。
According to the above invention, the insulating film can be formed only in a necessary portion. Accordingly, it is not necessary to apply an extra insulating material, so that the material cost can be suppressed. In addition, since there is no process for removing the excessively applied insulating material such as pre-bake, exposure and development, which has been conventionally performed in photolithography, there is no need for an expensive exposure mask according to the cleaning agent, waste liquid treatment and pattern. Become. Further, since there is no step of removing the insulating material, the insulating film can be formed by performing only the step of curing the insulating material after applying the insulating material .
If the predetermined portion is a portion corresponding to the region Y where the surface of the first electrode and the edge of the second electrode overlap (intersect), the end of the vapor deposition mask used when forming the second electrode overlaps the non-light emitting element portion. The organic light emitting layer in the light emitting element portion can be prevented from being damaged. This makes it difficult for leakage currents or short circuits between the electrodes to occur, so that deterioration in quality and yield are suppressed.
上記発明の一態様において、前記絶縁膜形成工程が、単一ノズルを前記第1電極に対して間隔をあけて配置し、前記単一ノズルから前記第1電極が形成された基板の前記所定部分に向けて前記絶縁材料を断続的に吐出するステップと、前記基板または前記単一ノズルを相対的に移動させて、前記所定部分に連続した絶縁膜を形成するステップと、を含む。 1 aspect of the said invention WHEREIN: The said insulating film formation process arrange | positions a single nozzle at intervals with respect to the said 1st electrode, The said predetermined part of the board | substrate with which the said 1st electrode was formed from the said single nozzle wherein the step of intermittently ejecting an insulating material, by relatively moving the substrate or the single nozzle, and forming a continuous insulating layer on the predetermined portion, the including towards.
上記発明の一態様によれば、高価な製造設備を必要とせずに絶縁膜を必要とする所定の位置のみに形成することができる。また、素子サイズが変更された場合であっても、塗布位置制御プログラムのみを選択変更することにより、瞬時に段取り変えをすることが可能となる。 According to one embodiment of the present invention, an insulating film can be formed only at a predetermined position without requiring expensive manufacturing equipment. Even if the element size is changed, the setup can be changed instantaneously by selecting and changing only the application position control program.
前記絶縁膜形成工程において、更に、前記第1電極が形成された基板上の、平面視した場合に前記第1電極の縁部と前記第2電極の面とが重なる領域Xに対応する所定部分に、非接触方式で絶縁材料をパターン加工することなく塗布して絶縁膜を形成する。 In the insulating film forming step, a predetermined portion corresponding to a region X where the edge of the first electrode and the surface of the second electrode overlap when viewed in plan on the substrate on which the first electrode is formed in, that to form a coated insulating film without patterning the insulating material in a non-contact manner.
所定部分を第1電極の縁部と第2電極の面が重なる(交差する)領域Xに対応する部分とすると、第1電極の縁部上に形成される有機発光層の薄膜化及びピンホールやクラックなど欠陥発生を抑制することができる。それにより、電極間でのリーク電流や短絡などが発生しにくくなるため、更に品質低下や歩留低下を抑制される。 If the predetermined portion is a portion corresponding to the region X where the edge of the first electrode and the surface of the second electrode overlap ( intersect ) , the organic light-emitting layer formed on the edge of the first electrode is thinned and pinholes are formed. Defects such as cracks and cracks can be suppressed. This makes it difficult for leakage currents and short circuits between the electrodes to occur, and further suppresses quality deterioration and yield reduction .
また、本発明は、基板上に第1電極と有機発光層と第2電極とが順に積層された発光素子を備え、平面視した場合に前記第2電極が前記第1電極および前記有機発光層と交差するよう配置された有機EL素子であって、第1電極が形成された基板上の、平面視した場合に前記第1電極の面と前記第2電極の縁部が重なる領域Yに対応する所定部分に、非接触方式で有機絶縁材料をパターン加工することなく塗布して形成された有機絶縁膜を備える照明用有機EL素子を提供する。 In addition, the present invention includes a light emitting element in which a first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode are sequentially laminated on a substrate, and when viewed in plan, the second electrode is the first electrode and the organic light emitting layer. Corresponding to a region Y where the surface of the first electrode and the edge of the second electrode overlap when viewed in plan on the substrate on which the first electrode is formed. Provided is an organic EL device for illumination comprising an organic insulating film formed by applying a predetermined portion of an organic insulating material without patterning to a predetermined portion.
上記発明によれば、非接触方式で絶縁膜を必要な部分にのみ形成するため、パターニング加工の工程および設備が不要となり、製造コストを抑制することができる。
所定部分を第1電極の面と第2電極の縁部が重なる(交差する)領域Yと対応する部分とすると、第2電極形成時に使用する蒸着マスクの端部が非発光素子部分に重なる。そのため、発光素子部分において損傷の少ない有機発光層とすることができる。それにより、電極間でのリーク電流や短絡などが発生しにくい照明用有機EL素子となる。
According to the said invention, since an insulating film is formed only in a required part by a non-contact method, the patterning process and equipment become unnecessary, and the manufacturing cost can be suppressed .
When the predetermined portion is a portion corresponding to the region Y where the surface of the first electrode and the edge of the second electrode overlap (intersect), the end portion of the vapor deposition mask used when forming the second electrode overlaps the non-light emitting element portion. Therefore, it can be set as an organic light emitting layer with little damage in a light emitting element part. Thereby, the organic EL element for illumination is less likely to cause a leak current or a short circuit between the electrodes.
上記発明の一態様において、前記有機絶縁膜が、前記第1電極が形成された基板上の、平面視した場合に前記第1電極の縁部と前記第2電極の面とが重なる領域Xに対応する所定部分にも形成されている。 1 aspect of the said invention WHEREIN: The said organic insulating film is the area | region X which the edge part of the said 1st electrode and the surface of the said 2nd electrode overlap when it planarly views on the board | substrate with which the said 1st electrode was formed corresponding that are also formed in a predetermined portion.
所定部分を第1電極の縁部と第2電極の面が重なる(交差する)領域Xに対応する部分とすると、薄膜化及びピンホールやクラックなどの欠陥が少ない有機発光層とすることができる。それにより、電極間でのリーク電流や短絡などが発生しにくい有機EL素子となる。 When the predetermined portion is a portion corresponding to the region X where the edge of the first electrode and the surface of the second electrode overlap ( intersect ), it is possible to obtain an organic light emitting layer with a reduced thickness and fewer defects such as pinholes and cracks. . As a result, an organic EL element in which a leak current or a short circuit between the electrodes hardly occurs .
本発明によれば、所定部分に絶縁膜を設けることで、製造過程で生ずる有機発光層の損傷を防止し、欠陥の少ない有機発光層を備えた照明用有機EL素子とすることができる。
本発明によれば、非接触方式で絶縁膜を形成するため、絶縁膜の材料コストを抑制することができる。また、洗浄剤及び廃液処理を不要とし、素子サイズの変更を瞬時に段取り変えを可能とする。また、高価な製造設備を用いる必要もない。これによって、より安く欠陥の少ない照明用有機EL素子を製造することができる。
According to the present invention, by providing an insulating film at a predetermined portion, it is possible to prevent an organic light emitting layer from being damaged in the manufacturing process and to provide an organic EL device for illumination having an organic light emitting layer with few defects.
According to the present invention, since the insulating film is formed in a non-contact manner, the material cost of the insulating film can be suppressed. In addition, the cleaning agent and the waste liquid treatment are unnecessary, and the change of the element size can be instantaneously changed. Moreover, it is not necessary to use expensive manufacturing equipment. This makes it possible to manufacture an organic EL element for illumination that is cheaper and has fewer defects.
以下に、本発明に係る照明用有機EL素子及びその製造方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of an organic EL element for illumination and a method for producing the same according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〈第1実施形態〉
図1に、本実施形態に係る有機EL素子の一つの発光素子の一例の概略平面図を示す。
本実施形態に係る有機EL素子は、基板1に第1電極2、有機発光層3、及び第2電極4が順に積層された発光素子を備える。有機EL素子を平面視した場合に、第1電極2の面の外周と第2電極4の面の外周とは、完全に重なってはおらず、第2電極4と第1電極2とが交差する配置とされる。第1電極2と有機発光層3との間または基板1と有機発光層3との間の所定部分には、絶縁膜5が設けられている。所定部分とは、第1電極2と第2電極4とが交差する領域に対応する部分とされる。上記交差する領域は、有機EL素子を平面視した場合に、第1電極2の縁部と第2電極4の面が交差する領域、または第1電極2の面と第2電極4の縁部が交差する領域とされ得る。本実施形態では所定部分を第1電極2の縁部と第2電極4の面が交差する領域に対応する部分とする。すなわち、上に有機発光層3/第2電極4が積層される第1電極2のパターニング段差部分にのみに絶縁膜5が設けられる。そのため、絶縁膜が必要な領域が非常に少なく、簡素に絶縁膜を形成することができる。
<First Embodiment>
FIG. 1 shows a schematic plan view of an example of one light emitting element of the organic EL element according to the present embodiment.
The organic EL device according to this embodiment includes a light emitting device in which a
基板1上に第1電極2/有機発光層3/第2電極4の順で積層された部分が発光素子として作用する。すなわち、第1電極2と第2電極4との間に電圧を印加することにより、発光素子の有機発光層3が発光し、基板1を通って光が外部に放射される。本実施形態において、この発光素子は50mm角〜300mm角の大きさとされる。
基板1上に第1電極2/絶縁膜5/有機発光層3/第2電極4または絶縁膜5/有機発光層3/第2電極4の順で積層された部分は、非発光素子部分とされる。
A portion laminated in the order of the
The portion laminated on the
基板1は、透光性基板とされる。
第1電極2は、導電性を有する透明な膜とされる。例えば、酸化インジウムスズ(ITO)、酸化錫(SnO2)、酸化亜鉛(ZnO)などの金属酸化膜などを用いることができる。第1電極2の厚さは、100nm〜500nm程度とされる。第1電極2は、縁部に急峻な断面を有していても良い。
有機発光層3は、有機発光材料からなる有機多層膜とされる。例えば、有機多層膜の構成は、正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層などとされる。有機発光層3の総厚さは、100nm〜300nm程度とされる。
第2電極4は、導電性を有する膜とされる。例えば、第2電極4は、アルミニウム(Al)や銀(Ag)の金属膜あるいは金属酸化膜などからなる。
The
The
The organic
The
絶縁膜5は、電気的に絶縁な膜とされる。例えば、ポジ型レジスト、ネガ型レジスト、または他の硬化型樹脂などを用いることができる。絶縁膜5の厚さは、第1電極2と第2電極4との間の印加電圧に対する耐圧があれば十分であるが、第1電極2の厚さ以上が望ましく、100nm〜10μmの範囲が良い。絶縁膜5の幅は、ディスプレイの場合は非常に狭い幅が要求されるが、100mm角サイズ以上の有機EL照明では幅狭は要求されず、精度も要求されないことから、0.05mm〜2mmが好ましい。
The insulating
次に、本実施形態に係る有機EL素子の製造方法を説明する。本実施形態に係る有機ELの製造方法は、絶縁膜形成工程、有機発光層形成工程、第2電極形成工程を含む。
図2に、本実施形態に係る有機EL素子の製造方法の一例を説明する図を示す。図2(a)〜図2(d)は、図1の(a)ラインにおける断面を見た図である。
Next, a method for manufacturing the organic EL element according to this embodiment will be described. The manufacturing method of the organic EL according to this embodiment includes an insulating film forming step, an organic light emitting layer forming step, and a second electrode forming step.
FIG. 2 is a view for explaining an example of a method for manufacturing an organic EL element according to this embodiment. FIG. 2A to FIG. 2D are views of a cross section taken along line (a) of FIG.
(1)図2(a)
基板1上に、第1電極2をパターニングする。
(1) FIG. 2 (a)
The
(2)図2(b):絶縁膜形成工程
絶縁膜形成工程では、まず、第1電極2が形成された基板1の表面を洗浄する。その後、第1電極2が形成された基板1上の所定部分に絶縁材料を塗布し、硬化させる。硬化方法は、使用する絶縁材料に応じて適宜選択する。図3に、絶縁材料としてポジ型のレジストを使用した場合の絶縁膜形成の工程図を例示する。図3によれば、洗浄、レジスト描画(塗布)及びポスベークの工程によって絶縁膜5を形成することができる。ポジ型レジストは塗布した後に、加熱する(ポストベーク)のみで硬化し、絶縁膜5となる。絶縁材料は所定部分にのみ塗布されているため、従来のフォトリソグラフィによる絶縁膜の形成で必要であったプリベーク、露光、及び現像の工程が不要となる。
(2) FIG. 2B: Insulating Film Forming Step In the insulating film forming step, first, the surface of the
絶縁材料は、非接触方式にて塗布する。非接触方式で絶縁膜5を塗布する方法としては、ドット吐出型のディスペンサーが最適である。ドット吐出型のディスペンサーとしては、例えば、アシムテック社製のJET MASTER(登録商標)2などを用いることができる。絶縁材料の塗布は、1つの発光素子に対して単一のノズル6を用いて行う。ノズル6の吐出口の大きさなどは、使用する絶縁材料の種類や、対象とする発光素子の大きさに応じて適宜設定される。
The insulating material is applied in a non-contact manner. As a method for applying the insulating
絶縁材料には低温で硬化が可能な有機材料が望ましく、絶縁材料(レジスト)の吐出には、インクジェットのようにノズルを複数配置したヘッドの方が効率的に見える。しかし、インクジェットは低粘度のインクを吐出するためのものであるため、本実施形態の絶縁材料として用いる粘性の高い液体(レジスト液)は、インクジェットを用いて印刷することができない。また、インクジェットはノズル当りの吐出量が微小で少ないため、1μm前後の厚さの膜の形成には向いていない。更に、インクジェットは基板面全面にパターニングすることは適しているが、少ない縦横のラインに塗布するには適していない。 The insulating material is preferably an organic material that can be cured at a low temperature, and a head with a plurality of nozzles, such as inkjet, looks more efficient for discharging the insulating material (resist). However, since the inkjet is for discharging low-viscosity ink, a highly viscous liquid (resist liquid) used as the insulating material of this embodiment cannot be printed using the inkjet. Ink jets are not suitable for forming a film having a thickness of about 1 μm because the discharge amount per nozzle is very small. Furthermore, it is suitable to pattern the ink jet on the entire surface of the substrate, but it is not suitable for applying to a small number of vertical and horizontal lines.
ドット吐出型のディスペンサーを用いる場合、まず、単一ノズル6の先端を第1電極2が形成された基板1上に向け、先端が第1電極2と接触しないよう間隔をあけて単一ノズル6を配置する。例えば、第1電極2の縁部(パターニング段差部分)に対し、第1電極2の表面から0.1〜1.0mmの間隔をあけて単一ノズル6を配置すると良い。
次に、単一ノズル6から第1電極2が形成された基板1上の所定部分に向けて絶縁材料を断続的に吐出する。また、絶縁材料を吐出しながら、基板1または単一ノズル6を相対的に移動させることで、所定部分に連続した線形の絶縁膜5を形成する。絶縁材料の吐出量や、基板1または単一ノズル6の移動速度などは、塗布対象表面の濡れ性、絶縁材料の種類及び粘度を考慮し、絶縁膜5が所望の厚さ及び幅となるよう適宜設定される。
When a dot discharge type dispenser is used, first, the tip of the single nozzle 6 is directed toward the
Next, the insulating material is intermittently discharged from the single nozzle 6 toward a predetermined portion on the
図4に、絶縁膜形成の一例の模式図を示す。図4(a)は、ノズルから吐出された絶縁材料の吐出粒である。吐出量は5nL、吐出粒直径は0.2mmに相当する。吐出繰返し速度を200dot/sec、移動速度を100mm/secとした条件では、吐出粒子は0.5mm間隔で基板上に塗布される。図4(b)及び図4(c)は、基板に着弾後の絶縁材料の様子を示す。吐出された絶縁材料は着弾後、図4(b)に示すように広がり、最終的には図4(c)のように線状に繋がり、厚さ5μm、幅2.0mmの絶縁膜5となる。この幅は、100mm角以上の照明用有機EL素子では十分許容可能であるが、吐出量と間隔を変えることにより幅を変えることは容易である。
FIG. 4 shows a schematic diagram of an example of forming an insulating film. FIG. 4A shows ejected particles of the insulating material ejected from the nozzle. The discharge amount corresponds to 5 nL and the discharge particle diameter corresponds to 0.2 mm. Under the conditions where the discharge repetition rate is 200 dots / sec and the moving speed is 100 mm / sec, the discharged particles are applied on the substrate at intervals of 0.5 mm. 4B and 4C show the state of the insulating material after landing on the substrate. After the landing, the discharged insulating material spreads as shown in FIG. 4B, and finally is connected in a linear shape as shown in FIG. 4C, and the insulating
(3)図2(c):有機発光層形成工程
絶縁膜形成工程を経た基板1を真空蒸着装置内に搬入する。基板1上に有機用蒸着マスク7をかけ、有機材料を積層蒸着して有機発光層3を形成する。有機用蒸着マスク7は、例えば、図1の(a)ラインの向きでは第1電極2の面と同等または第1電極の面よりも大きい開口部を有する。有機用蒸着マスク7をかけるときには、この開口部が第1電極2にかかるようにする。他の有機材料の蒸着条件は、任意とする。
(3) FIG.2 (c): Organic light emitting layer formation process The board |
(4)図2(d):第2電極形成工程
有機発光層形成工程を経た基板1を別の真空蒸着装置に搬入する。基板1上に第2電極用蒸着マスク8をかけ、導電性材料を積層蒸着して第2電極4を形成する。第2電極用蒸着マスク8は、例えば、図1の(a)ラインの向きでは第1電極2よりも大きく、図1の(b)ラインの向きでは第1電極2よりも小さい開口部を有するものを使用する。他の導電性材料の蒸着条件は、任意とする。第2電極形成工程後は、適宜封止部材を形成する(不図示)。
(4) FIG.2 (d): 2nd electrode formation process The board |
なお、本実施形態において第2電極を真空蒸着により製膜したが、これに限定されず、スパッタリング法によって製膜しても良い。 In addition, in this embodiment, although the 2nd electrode was formed into a film by vacuum evaporation, it is not limited to this, You may form into a film by sputtering method.
〈第2実施形態〉
本実施形態にかかる有機EL素子は、絶縁膜の形成する所定部分が異なる以外は、第1実施形態と同様の構成とした。
図5に、本実施形態に係る有機EL素子の一つの発光素子の一例の概略平面図を示す。本実施形態の絶縁膜5は、有機EL素子を平面視した場合に、第1電極2の縁部と第2電極4の面が交差する領域、及び第1電極2の面と第2電極4の縁部が交差する領域に設けられる。すなわち、有機発光層3/第2電極4が積層される第1電極2のパターニング段差部分に加え、第2電極4形成時に、有機発光層3に第2電極用蒸着マスク8が接触する可能性のある箇所に対応する部分に絶縁膜5を形成する。
Second Embodiment
The organic EL element according to this embodiment has the same configuration as that of the first embodiment except that a predetermined portion formed by the insulating film is different.
FIG. 5 shows a schematic plan view of an example of one light emitting element of the organic EL element according to this embodiment. The insulating
図6に、図5の(b)ラインにおける断面図を示す。図6では、絶縁膜5が第1電極2上の平坦な部分に設けられている。第2電極蒸着マスク8は、開口部の端部が絶縁膜5上にかかるようにする。そうすることで、第2電極用蒸着マスク8が有機発光層3に接触する部分が非発光素子部分となるため、発光素子にある有機発光層3を傷つけなくて済む。
FIG. 6 is a sectional view taken along line (b) of FIG. In FIG. 6, the insulating
本実施形態において、絶縁膜5は縦横に連続的に形成する。絶縁膜5の塗布条件を図4で示した条件とすると、100mm角の発光素子の場合、4秒で絶縁膜5の描画が可能であり、15面取りのマスタ−基板でも1分間で描画が可能である。
In the present embodiment, the insulating
更に大型の基板を用いる場合は、1つの発光素子に対して単一ノズル6が配置されるよう基板1上に複数の単一ノズル6を配置することにより、複数の発光素子に同時に絶縁膜5を描画しても良い。それにより、更なる処理速度の向上も容易に可能となる。
When a larger substrate is used, a plurality of single nozzles 6 are arranged on the
上記第1実施形態及び第2実施形態によれば、フォトリソグラフフィを用いることなく、フォトレジストを直接形成したい部分にのみ、直接塗布描画し、ベークするのみで絶縁膜5を形成することができる。そのため、従来のフォトリソグラフィ技術と比較して、絶縁材料の使用量を低減することができる上、従来のベーク炉を使用するのみで新たな設備は必要としない。
According to the first embodiment and the second embodiment, the insulating
また、ノズルを一軸で、更に基板を一軸で、プログラム可動させることにより、多種多様の素子サイズの変更に瞬時に対応可能となる。 In addition, by moving the program with the nozzle on one axis and the substrate on one axis, it is possible to instantly respond to various element size changes.
また、ロール印刷のように直接基板に接触して転写する必要が無いため、基板の凹凸やうねりや歪のような不良発生要因に対しても全く影響なく製造が行える。 Further, since there is no need to directly contact and transfer the substrate as in roll printing, manufacturing can be performed without any influence on the cause of defects such as unevenness, waviness and distortion of the substrate.
1 基板
2 第1電極
3 有機発光層
4 第2電極
5 絶縁膜
6 単一ノズル
7 有機用蒸着マスク
8 第2電極用蒸着マスク
DESCRIPTION OF
Claims (1)
第1電極が形成された基板上の、平面視した場合に前記第1電極の面と前記第2電極の縁部が重なる領域Yに対応する所定部分および平面視した場合に前記第1電極の縁部と前記第2電極の面とが重なる領域Xに対応する所定部分に、非接触方式で絶縁材料をパターン加工することなく塗布して絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
該絶縁膜形成工程の後、開口部を有する蒸着マスクを、該開口部が前記第2電極と重なる部分に対応する前記第1電極および前記領域Yを含むよう配置して、前記第1電極上に有機発光層を真空蒸着により形成する有機発光層形成工程と、
該有機発光層形成工程の後、前記蒸着マスクとは異なる開口部を有する別の蒸着マスクを用いて、前記有機発光層上に第2電極を形成する第2電極形成工程と、
を備え、
前記絶縁膜形成工程が、
単一ノズルを前記第1電極に対して間隔をあけて配置し、前記単一ノズルから前記第1電極が形成された基板の前記所定部分に向けて前記絶縁材料を断続的に吐出するステップと、
前記基板または前記単一ノズルを相対的に移動させて、前記所定部分に連続した絶縁膜を形成するステップと、
を含む照明用有機EL素子の製造方法。 An organic EL element in which a first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode are sequentially laminated on a substrate, and the second electrode is arranged so as to intersect the first electrode and the organic light emitting layer when viewed in plan. A method of manufacturing comprising:
On the substrate on which the first electrode is formed, a predetermined portion corresponding to a region Y where the surface of the first electrode and the edge of the second electrode overlap when viewed in plan and the first electrode when viewed in plan An insulating film forming step of forming an insulating film by applying an insulating material to a predetermined portion corresponding to the region X where the edge portion and the surface of the second electrode overlap with each other without patterning;
After the insulating film forming step, an evaporation mask having an opening is disposed so as to include the first electrode and the region Y corresponding to a portion where the opening overlaps the second electrode, and the first electrode is disposed on the first electrode. An organic light emitting layer forming step of forming an organic light emitting layer by vacuum deposition;
After the organic light emitting layer forming step, a second electrode forming step of forming a second electrode on the organic light emitting layer using another vapor deposition mask having an opening different from the vapor deposition mask;
Equipped with a,
The insulating film forming step includes
Disposing a single nozzle at an interval from the first electrode, and intermittently discharging the insulating material from the single nozzle toward the predetermined portion of the substrate on which the first electrode is formed; ,
Relatively moving the substrate or the single nozzle to form a continuous insulating film on the predetermined portion;
The manufacturing method of the organic EL element for illumination containing this .
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