JP4747490B2 - Patterning substrate manufacturing method - Google Patents
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Description
濡れ性の違いを利用して、パターンを形成することが可能なパターニング用基板の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a patterning substrate capable of forming a pattern using a difference in wettability.
一般的に、パターニング用基板の製造方法は、親液性隔壁形成後、隔壁表面を撥液化処理する方法と、撥液性隔壁形成後、パターン形成部の親液化処理を行なう方法の2つに大別することができる。前者の方法としては、特許文献1に記載されているようにフッ素原子を含有するガスを導入してプラズマ照射を行なう方法や、後者の方法としては、特許文献2に記載されているように撥液性隔壁に保護膜を設けて、UV照射や酸素プラズマ処理等の親液化処理を行なう方法、または、特許文献3に記載されているように、全面にUV照射を行ない、凸部を撥液性、凹部を親液性にする方法がある。
In general, there are two methods for manufacturing a patterning substrate: a method of making a partition surface lyophobic after forming a lyophilic partition, and a method of making a pattern formation portion lyophilic after forming a lyophobic partition. It can be divided roughly. As the former method, as described in
しかしながら、上述した特許文献1に開示された方法では、フッ素ガスによる撥液化処理は、有機物すべてに付着するため、絶縁層を形成する材料の選択の幅が狭くなるといった問題があり、特許文献2に記載された発明では、保護膜を形成する工程が追加される為、生産性が悪いといった問題があった。また特許文献3では、凹部を親液化する際に、凸部も親液化され凸部の撥液性が低下するおそれがあった。
However, in the method disclosed in
また、一般的に、パターニング用基板に形成される隔壁は、有機物を成膜する薄膜層よりも高く形成される。例えば、特許文献4および特許文献5には、隔壁の高さが成膜する薄膜層の高さよりも高く形成されたパターニング用基板が開示されている。
In general, the partition formed on the patterning substrate is formed higher than the thin film layer on which the organic substance is formed. For example, Patent Document 4 and
このようなパターニング基板を用いて作製された機能性素子の例としてエレクトロルミネッセント(以下、エレクトロルミネッセントをELと略す場合がある。)素子について図面を用いて具体的に説明する。図5に示すように、まず、基板50上にパターン状に電極層52が形成されており、この電極層52間に隔壁51が形成されている。さらに、電極層52上には発光層53が位置し、この発光層53上には、電極層52と対向する電極である対向電極54が形成されている。このようなEL素子においては、隔壁51の表面の高さを、電極層52上に発光層53を形成する流動性の発光層形成用塗工液を塗布した際、塗布された発光層形成用塗工液の表面の高さよりも高くなるように形成することにより、発光層53をパターン状に形成することを可能としている。すなわち、電極層52上に発光層53を形成する流動性の塗工液を塗布した際、この塗工液が電極層52上以外に濡れ広がることを隔壁51によりせき止めることができるため、発光層53を電極層52上にパターン状に形成することができるのである。
As an example of a functional element manufactured using such a patterning substrate, an electroluminescent element (hereinafter, electroluminescent may be abbreviated as EL) will be specifically described with reference to the drawings. As shown in FIG. 5, first,
このように隔壁の高さが成膜する薄膜層の高さよりも高く形成されたパターニング用基板を用いて、図5に示すように、EL素子等の機能性素子を作製する場合、電極層52上に発光層53等の機能層を形成する際に使用する塗工液を塗布すると、当該塗工液が隔壁51の側面に付着するため、形成された発光層53等の機能層においては、例えば、特許文献6に記載されているように、断面形状が凹形状になる。凹形状とすることにより、端部の膜厚の薄さを要因として生じる電荷集中等を抑制できるので、発光層等の機能層を形成する有機物の劣化を防止することができるといった効果が得られる。しかしながら、凹形状における両端の膜厚が厚い部分が未発光部となり、発光領域が狭くなるといった問題があった。
In the case where a functional element such as an EL element is manufactured as shown in FIG. 5 using the patterning substrate in which the height of the partition wall is higher than the height of the thin film layer to be formed, the
本発明は、流動性の塗工液を用いて機能層を基板表面にパターン状に形成する際、その断面形状が凹形状となりにくく、機能層の中心部および端部の厚みの差が好適に小さくなるように形成することが可能なパターニング用基板およびその製造方法、さらには、短絡等の不都合が生じにくいEL素子およびその製造方法を提供することを主目的とするものである。 In the present invention, when the functional layer is formed in a pattern on the substrate surface using a fluid coating liquid, the cross-sectional shape is unlikely to be concave, and the difference in thickness between the central portion and the end portion of the functional layer is preferable. The main object of the present invention is to provide a patterning substrate that can be formed to be small, a method for manufacturing the same, and an EL element that is less susceptible to inconveniences such as a short circuit and a method for manufacturing the same.
本発明は、上記目的を達成するために、基板と、上記基板上にパターン状に形成され、ドライエッチング処理によりエッチングされえない非ドライエッチング部と、上記非ドライエッチング部間にパターン状に形成され、上記非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、かつ、上記非ドライエッチング部の表面の高さよりもその表面が低く形成されており、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを有することを特徴とするパターニング用基板を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention forms a pattern between a substrate, a non-dry etched portion that is formed in a pattern on the substrate and cannot be etched by a dry etching process, and the non-dry etched portion. A liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the non-dry etched portion and has a surface lower than the height of the surface of the non-dry etched portion and is etched by the dry etching process. A patterning substrate is provided.
本発明のパターニング用基板においては、非ドライエッチング部と撥液性層とにより、その濡れ性の違いを利用したパターンが形成されている。さらに、撥液性層は非ドライエッチング部の表面の高さよりもその表面の高さが低くなるように形成されている。このような本発明のパターニング用基板を用いて機能性素子を作製する場合、機能層は、非ドライエッチング部上に形成される。この際、例えば吐出法により非ドライエッチング部上に機能層を形成する塗工液を塗布すると、塗工液が非ドライエッチング部上以外に濡れ広がることを撥液性層により妨げることができる。さらに、本発明においては、撥液性層の表面の高さが、非ドライエッチング部の表面の高さよりも低く形成されているので、非ドライエッチング部上に塗布された塗工液が撥液性層の側面に付着することはない。したがって、形成された機能層の断面形状が凹形状になりにくくなる。また、中心部と端部とにおける膜厚差が比較的小さくなるように膜厚の均一化を図ることができる。さらに、機能層において、端部の膜厚が薄いことを要因として問題が生じる場合には、例えば、機能層がEL素子の発光層であれば、短絡等の問題が生じるが、この場合、端部に絶縁層を設けるといったように、問題に対する処理がしやすいという効果を有する。 In the patterning substrate of the present invention, a pattern using the difference in wettability is formed by the non-dry etching portion and the liquid repellent layer. Further, the liquid repellent layer is formed so that the surface height is lower than the surface height of the non-dry etched portion. When a functional element is manufactured using such a patterning substrate of the present invention, the functional layer is formed on the non-dry etched portion. In this case, for example, when a coating liquid for forming a functional layer is applied on the non-dry etching part by a discharge method, the liquid repellent layer can prevent the coating liquid from spreading on the non-dry etching part. Furthermore, in the present invention, since the surface of the liquid repellent layer is formed to be lower than the surface height of the non-dry etched portion, the coating liquid applied on the non-dry etched portion is a liquid repellent. It does not adhere to the side surface of the adhesive layer. Therefore, the cross-sectional shape of the formed functional layer is unlikely to be a concave shape. Further, it is possible to make the film thickness uniform so that the film thickness difference between the center part and the end part becomes relatively small. Furthermore, in the functional layer, when a problem occurs due to the thin film thickness of the end portion, for example, if the functional layer is a light emitting layer of an EL element, a problem such as a short circuit occurs. It has an effect that it is easy to handle the problem, such as providing an insulating layer on the part.
さらにこのようなパターニング用基板において、上記撥液性層の表面粗さが、2nm以上であることが好ましい。材料面に加えて形状面においても、撥液性層の撥液性を高めることができるため、濡れ性の差を大きくすることが可能となり、パターン形成を容易とすることができる。 Furthermore, in such a patterning substrate, the surface roughness of the liquid repellent layer is preferably 2 nm or more. In addition to the material surface, the liquid repellency of the liquid repellent layer can be improved on the shape surface, so that the difference in wettability can be increased, and pattern formation can be facilitated.
さらに本発明においては、ドライエッチング処理によりエッチングされえない非ドライエッチング部と、上記非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、上記非ドライエッチング部および撥液性層を有する基板に対して、上記非ドライエッチング部の表面の高さよりも上記撥液性層の表面の方が低くなるように、上記基板の全面にドライエッチング処理を施すドライエッチング処理工程と、液体との接触角を高める接触角回復処理を、上記ドライエッチング処理工程後の、上記基板に対して施すことにより、上記撥液性層の液体との接触角を、上記ドライエッチング処理工程後よりも高くする接触角回復処理工程とを有することを特徴とするパターニング用基板の製造方法を提供する。 Furthermore, in the present invention, a non-dry etched portion that cannot be etched by the dry etching process and a liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the non-dry etched portion and is etched by the dry etching process are formed on the substrate. The surface of the liquid-repellent layer is lower than the surface of the non-dry-etched portion relative to the substrate-preparing step formed in a pattern and the substrate having the non-dry-etched portion and the liquid-repellent layer. By performing a dry etching treatment process for performing a dry etching process on the entire surface of the substrate and a contact angle recovery process for increasing a contact angle with a liquid on the substrate after the dry etching process step, A contact angle recovery treatment step in which a contact angle with the liquid of the liquid repellent layer is higher than that after the dry etching treatment step. To provide a method of manufacturing a patterning substrate, wherein the door.
本発明においては、基板上にドライエッチング処理により処理される撥液性層と処理されない非ドライエッチング部とからなるパターンを形成することにより、基板全面にドライエッチング処理を施す上記ドライエッチング処理工程を行っても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、本発明においては、撥液性層の表面の高さが非ドライエッチング部表面の高さよりも低くなるようにドライエッチング処理を施すことから、本発明により製造されたパターニング用基板を用いて機能性素子を作製すると、非ドライエッチング部上に機能層を形成する際、機能層を形成する塗工液が撥液性層の側面に付着することがないため、その断面形状が凹形状に形成されにくくなる。さらに、ドライエッチング処理により、非ドライエッチング部表面の濡れ性が向上していることから、このような非ドライエッチング部上に機能層を形成すると膜厚の均一化を図ることができる。また、本発明においては、上記ドライエッチング処理工程は、撥液性層にも施されることから、撥液性層においてはその撥液性が低下することとなるが、上記接触角回復処理工程を行うことにより、上記ドライエッチング処理により一度低下した撥液性層の撥液性を、所望の程度まで再び高めることができる。よって、非ドライエッチング部および撥液性層の濡れ性の差を大きくすることができ、パターンを精度良く形成することができる。 In the present invention, the above-described dry etching process step of performing the dry etching process on the entire surface of the substrate by forming a pattern comprising a liquid repellent layer processed by the dry etching process and a non-dry etching part not processed on the substrate. Even if it goes, only the liquid repellent layer can be selectively etched. At this time, in the present invention, since the dry etching treatment is performed so that the height of the surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the non-dry etched portion, the patterning substrate manufactured according to the present invention is used. When the functional element is manufactured, when forming the functional layer on the non-dry etched portion, the coating liquid for forming the functional layer does not adhere to the side surface of the liquid repellent layer, so the cross-sectional shape is concave. It becomes difficult to be formed. Furthermore, since the wettability of the surface of the non-dry etched part is improved by the dry etching process, the film thickness can be made uniform by forming a functional layer on the non-dry etched part. In the present invention, since the dry etching treatment step is also performed on the liquid repellent layer, the liquid repellency of the liquid repellent layer is reduced. By performing the step, the liquid repellency of the liquid repellent layer once lowered by the dry etching process can be increased again to a desired level. Therefore, the difference in wettability between the non-dry etched portion and the liquid repellent layer can be increased, and the pattern can be formed with high accuracy.
さらに本発明においては、上記接触角回復処理は、加熱処理であることが好ましい。特に煩雑な手間を要せず、簡便な方法で、十分に撥液性を回復させることができるからである。 Furthermore, in the present invention, the contact angle recovery process is preferably a heat process. This is because the liquid repellency can be sufficiently recovered by a simple method without requiring any complicated work.
本発明はまた、上記ドライエッチング処理工程におけるドライエッチング処理は、プラズマ照射処理であることが好ましい。基板上に存在する異物等の除去を容易に行うことができ、さらに、処理を施すことにより親液化を図ることができるからである。 In the present invention, the dry etching process in the dry etching process is preferably a plasma irradiation process. This is because the foreign matters existing on the substrate can be easily removed, and the treatment can be performed to make the liquid lyophilic.
さらにまた本発明においては、プラズマ照射処理によりエッチングされえない非エッチング部と、上記非エッチング部よりも液体との接触角が高く、プラズマ照射処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、上記非エッチング部および撥液性層を有する基板に対して、上記非エッチング部の表面の高さよりも上記撥液性層の表面の方が低くなるように、上記基板の全面にプラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程とを有することを特徴とするパターニング用基板の製造方法を提供する。 Furthermore, in the present invention, a non-etched portion that cannot be etched by the plasma irradiation treatment and a liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the non-etched portion and is etched by the plasma irradiation treatment are formed on the substrate. The surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the non-etched portion relative to the substrate preparation step formed in a pattern and the substrate having the non-etched portion and the liquid repellent layer. There is provided a method for manufacturing a patterning substrate, comprising: a plasma irradiation processing step of performing plasma irradiation processing on the entire surface of the substrate.
本発明においては、基板上にプラズマ照射処理により処理される撥液性層と処理されない非エッチング部とからなるパターンを形成することにより、基板全面にプラズマ照射処理を施す上記プラズマ照射処理工程を行っても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、本発明においては、撥液性層の表面の高さが非エッチング部表面の高さよりも低くなるように処理を施すことから、本発明により製造されたパターニング用基板を用いて機能性素子を作製すると、非エッチング部上に機能層を形成する際、機能層を形成する塗工液が撥液性層の側面に付着することがないため、その断面形状が凹形状に形成されにくくなる。さらに、プラズマ照射処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、上記プラズマ照射処理工程後は、非エッチング部の親液性を高めることができる。したがって、簡便な工程でパターンを精度良く形成することができる。 In the present invention, the plasma irradiation treatment step is performed in which a plasma irradiation treatment is performed on the entire surface of the substrate by forming a pattern comprising a liquid repellent layer processed by the plasma irradiation treatment and a non-etched portion not processed on the substrate. However, only the liquid repellent layer can be selectively etched. In this case, in the present invention, since the surface of the liquid repellent layer is treated so as to be lower than the height of the surface of the non-etched part, the functionality is obtained using the patterning substrate manufactured according to the present invention. When the element is manufactured, when the functional layer is formed on the non-etched portion, the coating liquid for forming the functional layer does not adhere to the side surface of the liquid repellent layer, so that the cross-sectional shape is difficult to be formed into a concave shape. Become. Furthermore, when plasma irradiation treatment is performed, residues such as foreign matters can be removed, so that the lyophilicity of the non-etched portion can be enhanced after the plasma irradiation treatment step. Therefore, the pattern can be formed with high accuracy by a simple process.
さらに本発明においては、基板と、上記基板上にパターン状に形成された第1電極層と、上記第1電極層間にパターン状に形成され、上記第1電極層よりも液体との接触角が高く、かつ、上記第1電極層の表面の高さよりもその表面が低く形成された撥液性層と、上記第1電極層上にパターン状に形成され、少なくとも発光層を含む有機EL層と、上記有機EL層の端部を覆うように形成された絶縁層と、上記有機EL層上にパターン状に形成された第2電極層とを有することを特徴とするEL素子を提供する。 Furthermore, in the present invention, the substrate, the first electrode layer formed in a pattern on the substrate, and a pattern formed between the first electrode layers, the contact angle with the liquid is higher than that of the first electrode layer. A liquid-repellent layer having a surface that is higher than the surface of the first electrode layer, and an organic EL layer that is formed in a pattern on the first electrode layer and includes at least a light-emitting layer; An EL element comprising: an insulating layer formed so as to cover an end portion of the organic EL layer; and a second electrode layer formed in a pattern on the organic EL layer is provided.
本発明のEL素子は、第1電極層の表面の高さよりも撥液性層の表面の高さの方が低く形成されているので、第1電極層上に形成された上記有機EL層は、その膜厚差が比較的小さい均一化されたものとすることができる。また、端部の膜厚の薄さを要因として不都合が生じる場合であっても、有機EL層の端部を覆うように絶縁層が形成されていることからそのような不都合が生じるおそれが少なく、表示特性の向上に効果を有する。 Since the EL element of the present invention is formed such that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the first electrode layer, the organic EL layer formed on the first electrode layer is The film thickness difference can be made relatively small. Further, even when inconvenience occurs due to the thin film thickness of the end portion, since the insulating layer is formed so as to cover the end portion of the organic EL layer, such inconvenience is less likely to occur. , Effective in improving display characteristics.
上記撥液性層の表面粗さは、2nm以上であることが好ましい。形状面においても撥液性層の撥液性の向上に効果を有するからである。 The surface roughness of the liquid repellent layer is preferably 2 nm or more. This is because the liquid repellency of the liquid repellent layer is effective in improving the shape.
また本発明においては、ドライエッチング処理によりエッチングされえない第1電極層と、上記第1電極層よりも液体との接触角が高く、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、
上記第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、上記第1電極層の表面の高さよりも上記撥液性層の表面の方が低くなるように、上記基板の全面にドライエッチング処理を施すドライエッチング処理工程と、
液体との接触角を高める接触角回復処理を、上記ドライエッチング処理工程後の、上記基板に対して施すことにより、上記撥液性層の液体との接触角を、上記ドライエッチング処理工程後よりも高くする接触角回復処理工程と、
上記第1電極層上に少なくとも発光層を含む有機EL層を形成する有機EL層形成用塗工液を塗布し、有機EL層をパターン状に形成する有機EL層形成工程と、
上記有機EL層形成工程後の基板の全面に再度ドライエッチング処理を施す再ドライエッチング処理工程と、
上記有機EL層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを有することを特徴とするEL素子の製造方法を提供する。
In the present invention, the first electrode layer that cannot be etched by the dry etching process and the liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the first electrode layer and is etched by the dry etching process are formed on the substrate. A substrate preparation step to form a pattern on the substrate,
Dry etching is performed on the entire surface of the substrate such that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the first electrode layer with respect to the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer. A dry etching treatment process for carrying out the treatment;
The contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid is performed on the substrate after the dry etching process step, so that the liquid repellent layer has a contact angle with the liquid after the dry etching process step. The contact angle recovery process to increase the
An organic EL layer forming step of applying an organic EL layer forming coating solution for forming an organic EL layer including at least a light emitting layer on the first electrode layer, and forming the organic EL layer in a pattern;
A re-dry etching treatment step of performing dry etching treatment again on the entire surface of the substrate after the organic EL layer formation step;
And providing an insulating layer forming step of forming an insulating layer in a pattern so as to cover an end portion of the organic EL layer.
上記第1電極層は上記ドライエッチング処理においてエッチングされえないことから、基板の全面にドライエッチング処理を施しても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、撥液性層は、その表面が第1電極層の表面の高さよりも低くなるようにエッチングされることから、第1電極層上に有機EL層を形成する際、撥液性層の側面に有機EL層形成用途工液が付着することがないため、有機EL層の断面形状が凹形状に形成されにくくなる。さらに、ドライエッチング処理により、第1電極層表面の濡れ性が向上していることから、有機EL層形成用塗工液は第1電極層上に良好に濡れ広がり均一な膜として形成することができる。また、ドライエッチング処理工程の後に接触角回復処理工程を行うことにより、ドライエッチング処理により一度低下した撥液性層の撥液性を再び所定の程度まで回復させることができる。さらに、再ドライエッチング処理工程を行うことにより、再度撥液性層の撥液性を低下させ、絶縁層を所望の形状に形成しやすくしている。 Since the first electrode layer cannot be etched in the dry etching process, only the liquid repellent layer can be selectively etched even if the entire surface of the substrate is subjected to the dry etching process. At this time, the liquid repellent layer is etched so that the surface thereof is lower than the height of the surface of the first electrode layer. Therefore, when the organic EL layer is formed on the first electrode layer, the liquid repellent layer is formed. Since the working liquid for organic EL layer forming application does not adhere to the side surfaces of the organic EL layer, the cross-sectional shape of the organic EL layer is difficult to be formed in a concave shape. Furthermore, since the wettability of the surface of the first electrode layer is improved by the dry etching process, the organic EL layer forming coating solution can be well spread and formed on the first electrode layer as a uniform film. it can. Further, by performing the contact angle recovery process after the dry etching process, the liquid repellency of the liquid repellent layer once lowered by the dry etching process can be recovered to a predetermined degree again. Further, by performing the re-dry etching treatment step, the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered again, and the insulating layer can be easily formed into a desired shape.
さらに本発明においては、上記接触角回復処理は、加熱処理であることが好ましい。特に煩雑な手間を要せず、簡便な方法で、十分に撥液性を回復させることができるからである。 Furthermore, in the present invention, the contact angle recovery process is preferably a heat process. This is because the liquid repellency can be sufficiently recovered by a simple method without requiring any complicated work.
本発明はまた、上記ドライエッチング処理工程または再ドライエッチング処理工程におけるドライエッチング処理は、プラズマ照射処理であることが好ましい。基板上に存在する異物等の除去を容易に行うことができ、さらに、処理を施すことにより親液化を図ることができるからである。 In the present invention, the dry etching process in the dry etching process or the re-dry etching process is preferably a plasma irradiation process. This is because the foreign matters existing on the substrate can be easily removed, and the treatment can be performed to make the liquid lyophilic.
また本発明においては、プラズマ照射処理によりエッチングされえない第1電極層と、上記第1電極層よりも液体との接触角が高く、プラズマ照射処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、上記第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、上記第1電極層の表面の高さよりも上記撥液性層の表面の方が低くなるように、上記基板の全面にプラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程と、上記第1電極層上に少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセント層を形成する有機エレクトロルミネッセント層形成用塗工液を塗布し、有機エレクトロルミネッセント層をパターン状に形成する有機エレクトロルミネッセント層形成工程と、上記有機エレクトロルミネッセント層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法を提供する。 In the present invention, the first electrode layer that cannot be etched by the plasma irradiation treatment and the liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the first electrode layer and is etched by the plasma irradiation treatment are formed on the substrate. The surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the first electrode layer with respect to the substrate preparation step formed in a pattern and the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer. A plasma irradiation treatment step of performing plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate, and an organic electroluminescent layer forming coating for forming an organic electroluminescent layer including at least a light emitting layer on the first electrode layer. An organic electroluminescent layer forming step of applying a working solution to form an organic electroluminescent layer in a pattern, and an end portion of the organic electroluminescent layer To provide a manufacturing method of the electroluminescent element characterized by having an insulating layer forming step of forming an insulating layer in a pattern Migihitsuji.
上記第1電極層は上記プラズマ照射処理においてエッチングされえないことから、基板の全面にプラズマ照射処理を施しても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、撥液性層は、その表面が第1電極層の表面の高さよりも低くなるようにエッチングされることから、第1電極層上に有機EL層を形成する際、撥液性層の側面に有機EL層形成用途工液が付着することがないため、有機EL層の断面形状が凹形状に形成されにくくなる。また、プラズマ照射処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、上記プラズマ照射処理工程後は、第1電極層の親液性を高めることができる。したがって、有機EL層形成工程において、有機EL層形成用塗工液を第1電極層上に塗布すると、良好に濡れ広がり、所定の領域に精度良く有機EL層を形成することができる。 Since the first electrode layer cannot be etched in the plasma irradiation process, only the liquid repellent layer can be selectively etched even if the entire surface of the substrate is subjected to the plasma irradiation process. At this time, the liquid repellent layer is etched so that the surface thereof is lower than the height of the surface of the first electrode layer. Therefore, when the organic EL layer is formed on the first electrode layer, the liquid repellent layer is formed. Since the working liquid for organic EL layer forming application does not adhere to the side surfaces of the organic EL layer, the cross-sectional shape of the organic EL layer is difficult to be formed in a concave shape. In addition, when plasma irradiation treatment is performed, residues such as foreign matters can be removed, so that the lyophilicity of the first electrode layer can be enhanced after the plasma irradiation treatment step. Therefore, when the organic EL layer forming coating liquid is applied onto the first electrode layer in the organic EL layer forming step, the organic EL layer can be formed in a predetermined region with high precision and wettability.
本発明のパターニング用基板においては、非ドライエッチング部と撥液性層とにより、その濡れ性の違いを利用したパターンが形成されている。さらに、撥液性層は非ドライエッチング部の表面の高さよりもその表面の高さが低くなるように形成されている。このような本発明のパターニング用基板を用い、EL素子等の機能性素子を作製する場合、非ドライエッチング部上に発光層等の機能層を形成すると、その断面形状は凹形状になりにくい。また、中心部と端部とにおける膜厚差が小さくなるように膜厚の均一化を図ることができる。また、機能層において、端部の膜厚が薄いことを要因として問題が生じる場合には、例えば、機能層がEL素子の発光層であれば、短絡等の問題が生じるが、この場合、端部に絶縁層を設けるといったように、問題に対する処理がしやすいという効果を奏する。 In the patterning substrate of the present invention, a pattern using the difference in wettability is formed by the non-dry etching portion and the liquid repellent layer. Further, the liquid repellent layer is formed so that the surface height is lower than the surface height of the non-dry etched portion. When a functional element such as an EL element is manufactured using such a patterning substrate of the present invention, if a functional layer such as a light emitting layer is formed on a non-dry etched portion, the cross-sectional shape is unlikely to be concave. Further, it is possible to make the film thickness uniform so that the film thickness difference between the center part and the end part becomes small. In the functional layer, when a problem occurs due to the thin film thickness of the end portion, for example, if the functional layer is a light emitting layer of an EL element, a problem such as a short circuit occurs. As an insulating layer is provided on the part, an effect is obtained that it is easy to process the problem.
以下、本発明のパターニング用基板およびその製造方法、さらにEL素子およびその製造方法について説明する。 Hereinafter, the patterning substrate of the present invention and the manufacturing method thereof, and further the EL element and the manufacturing method thereof will be described.
A.パターニング用基板
まず、本発明のパターニング用基板について説明する。
A. Patterning Substrate First, the patterning substrate of the present invention will be described.
本発明のパターニング用基板は、基板と、前記基板上にパターン状に形成され、ドライエッチング処理によりエッチングされえない非ドライエッチング部と、前記非ドライエッチング部間にパターン状に形成され、前記非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、かつ、前記非ドライエッチング部の表面の高さよりもその表面が低く形成されており、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを有することを特徴とするものである。 The patterning substrate of the present invention is formed in a pattern between a substrate, a non-dry etching portion that is formed in a pattern on the substrate and cannot be etched by a dry etching process, and the non-dry etching portion. It has a contact angle with a liquid higher than that of the dry etching portion and a surface that is lower than the height of the surface of the non-dry etching portion, and has a liquid repellent layer that is etched by the dry etching process. It is characterized by.
このような本発明のパターニング用基板について図面を用いて具体的に説明する。図1は、本発明のパターニング用基板の一例を示した概略断面図である。まず、基板1上には、非ドライエッチング部2がパターン状に形成されている。この非ドライエッチング部2は、製造工程で施されるドライエッチング処理に対してエッチングされない材料から形成されている。さらに、非ドライエッチング部2間に、非ドライエッチング部2よりも液体との接触角が高い撥液性層3がパターン状に形成されている。なお、上記撥液性層3は、撥液性物質αを含むものである。また、撥液性層3は、その表面が非ドライエッチング部2の表面の高さよりも低く形成されている。
Such a patterning substrate of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of a patterning substrate of the present invention. First, a non-dry
このような本発明のパターニング用基板を用いて機能性素子を作製する場合、機能層は、非ドライエッチング部2上に形成される。この際、例えば吐出法により非ドライエッチング部2上に機能層を形成する塗工液を塗布すると、塗工液が非ドライエッチング部2上以外に濡れ広がることを撥液性層3により妨げることができる。さらに、本発明においては、撥液性層3の表面の高さが、非ドライエッチング部2の表面の高さよりも低く形成されているので、非ドライエッチング部2上に塗布された塗工液が撥液性層3の側面に付着することはない。したがって、形成された機能層の断面形状は凹形状になりにくい。また、中心部と端部とにおける膜厚差が比較的小さくなるように膜厚の均一化を図ることができるので、膜厚の不均一性を要因として生じる不都合を解消することができる。
When a functional element is manufactured using such a patterning substrate of the present invention, the functional layer is formed on the
なお、ここでいう機能性素子とは、本発明のパターニング用基板を用いて作製することが可能な光学素子等を意味しており、具体的には、EL素子、カラーフィルタまたは色変換フィルター等を挙げることができる。さらに、機能層とは、上記機能性素子を構成する部材を意味しており、具体的には、EL素子においては発光層等の有機EL層、カラーフィルタにおいては着色層、色変換フィルターにおいては色変換層等を意味する。 Here, the functional element means an optical element that can be manufactured using the patterning substrate of the present invention, and specifically, an EL element, a color filter, a color conversion filter, or the like. Can be mentioned. Further, the functional layer means a member constituting the functional element. Specifically, in the EL element, an organic EL layer such as a light emitting layer, in a color filter, in a colored layer, in a color conversion filter. Means a color conversion layer.
このような本発明のパターニング用基板について各部材に分けて、以下、詳細に説明する。 Such a patterning substrate of the present invention will be described in detail below, divided into each member.
1.非ドライエッチング部
まず、本発明における非ドライエッチング部について説明する。本発明における非ドライエッチング部は、基板上にパターン状に形成されておりドライエッチング処理によりエッチングされえないものである。
1. Non-dry etching part First, the non-dry etching part in this invention is demonstrated. The non-dry etching part in the present invention is formed in a pattern on the substrate and cannot be etched by the dry etching process.
なお、ここでいうドライエッチング処理によりエッチングされえないとは、非ドライエッチング部自体が、ドライエッチング処理により影響を受けることがなく、その表面が削り取られないことを意味している。このような非ドライエッチング部にドライエッチング処理を施すと、非ドライエッチング部自体に変化は生じないが、その表面に存在する異物等を除去することができるので、結果的に非ドライエッチング部の濡れ性を向上させることができる。 In addition, that it cannot etch by the dry etching process here means that the non-dry etching part itself is not influenced by the dry etching process, and the surface is not scraped off. When dry etching processing is performed on such a non-dry etched portion, no change occurs in the non-dry etched portion itself, but foreign matters existing on the surface can be removed. The wettability can be improved.
このような本発明における非ドライエッチング部において、その濡れ性の程度としては、後述する撥液性層よりも、液体との接触角が低い親液性であれば特に限定はされない。 In such a non-dry etched portion of the present invention, the degree of wettability is not particularly limited as long as the contact angle with the liquid is lower than that of the liquid repellent layer described later.
また、このような非ドライエッチング部を形成する方法としては、特に限定はされないが、ドライエッチング処理によりエッチングされない材料を、例えば蒸着法等の乾式の方法により成膜して形成する方法を挙げることができる。具体的に、ドライエッチング処理によりエッチングされない材料としては、ガラス、スズドープ酸化インジウム(ITO)等の無機材料を挙げることができる。このような材料を用いることによりドライエッチング処理によりエッチングされえない非ドライエッチング部を形成することができる。これにより、後述する撥液性層との関係から、例えば、本発明のパターニング用基板の製造に際して、非ドライエッチング部および撥液性層が形成された基板の全面にドライエッチング処理が施された場合であっても、煩雑な手間を要することなく選択的にドライエッチング処理を施すことができる。 In addition, the method for forming such a non-dry etching portion is not particularly limited, and examples thereof include a method of forming a film that is not etched by a dry etching process by forming a film by a dry method such as an evaporation method. Can do. Specifically, examples of the material that is not etched by the dry etching treatment include inorganic materials such as glass and tin-doped indium oxide (ITO). By using such a material, a non-dry etched portion that cannot be etched by the dry etching process can be formed. Thereby, from the relationship with the liquid repellent layer described later, for example, in manufacturing the patterning substrate of the present invention, the entire surface of the substrate on which the non-dry etched portion and the liquid repellent layer were formed was subjected to a dry etching process. Even in such a case, the dry etching process can be selectively performed without requiring complicated labor.
2.撥液性層
次に、撥液性層について説明する。本発明における撥液性層は、上記非ドライエッチング部間にパターン状に形成され、非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、かつ、上記非ドライエッチング部の表面の高さよりもその表面が低く形成されており、ドライエッチング処理によりエッチングされるものである。
2. Next, the liquid repellent layer will be described. The liquid repellent layer in the present invention is formed in a pattern between the non-dry etched portions, has a higher contact angle with the liquid than the non-dry etched portions, and is higher than the surface height of the non-dry etched portions. The surface is formed low and is etched by a dry etching process.
このような撥液性層は、上述した非ドライエッチング部の表面の高さよりも撥液性層の表面の方が低くなるように形成されていれば特に限定はされないが、具体的には、上記非ドライエッチング部の表面の高さよりも撥液性層の表面の高さの方が0.05μm〜10μmの範囲内、中でも、0.1μm〜5μmの範囲内で低いことが好ましい。撥液性層が上記非ドライエッチング部に対して上記差を有するように形成されていれば、非ドライエッチング部上に機能層を形成する際、良好なパターン形成を可能とするからである。 Such a liquid repellent layer is not particularly limited as long as it is formed so that the surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the above-described non-dry etched portion. It is preferable that the height of the surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the non-dry etched portion in the range of 0.05 μm to 10 μm, particularly in the range of 0.1 μm to 5 μm. This is because if the liquid repellent layer is formed so as to have the above difference with respect to the non-dry etched portion, a good pattern can be formed when the functional layer is formed on the non-dry etched portion.
さらに、本発明における撥液性層において、その撥液性の程度としては、上述した非ドライエッチング部よりも、液体との接触角が高いのであれば特に限定はされない。具体的には、純水の撥液性層に対する接触角が、30°〜150°の範囲内、中でも、50°〜120°の範囲内であることが好ましい。 Furthermore, in the liquid-repellent layer in the present invention, the degree of liquid repellency is not particularly limited as long as the contact angle with the liquid is higher than that of the above-described non-dry etched portion. Specifically, the contact angle with respect to the liquid repellent layer of pure water is preferably in the range of 30 ° to 150 °, and more preferably in the range of 50 ° to 120 °.
なお、ここでいう、接触角は、純水を用いその接触角を接触角測定器(協和界面科学(株)製CA−Z型)を用いて測定(マイクロシリンジから液滴を滴下して30秒後)し、その結果に基づいて規定したものである。 Here, the contact angle is measured by using pure water and measuring the contact angle with a contact angle measuring device (CA-Z type manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd.) (dropping a droplet from a microsyringe). Seconds later) and based on the result.
また、本発明における撥液性層の表面粗さは、撥液性を低下させることがないのであれば特に限定はされないが、具体的には、2nm以上であることが好ましい。中でも5nm以上であることが好ましく、さらには、10nm以上、特に、20nm以上であることが最も好ましい。表面粗さを上記範囲内に設定することにより、材料面のみならず、形状面においても、撥液性層の撥液性を高めることができ、上記非ドライエッチング部との濡れ性の差をより大きくすることができるからである。 Further, the surface roughness of the liquid repellent layer in the present invention is not particularly limited as long as the liquid repellency is not lowered, but specifically, it is preferably 2 nm or more. Among these, it is preferably 5 nm or more, more preferably 10 nm or more, and most preferably 20 nm or more. By setting the surface roughness within the above range, the liquid repellency of the liquid repellent layer can be improved not only on the material surface but also on the shape surface, and the difference in wettability with the non-dry etched portion can be increased. This is because it can be made larger.
なお、上記表面粗さは、AFM(原子間力走査型顕微鏡)を用いて測定した結果に基づいて規定したものである。 In addition, the said surface roughness is prescribed | regulated based on the result measured using AFM (atomic force scanning microscope).
本発明において、このような撥液性層を形成する方法としては、非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、かつ、ドライエッチング処理によりエッチングされる材料を有する撥液性層形成用塗工液を用い、これを基板上に塗布し、パターニングすることにより形成する方法を挙げることができる。撥液性層形成用塗工液としては具体的に、適切な溶媒に、ドライエッチング処理によりエッチングされ撥液性を有する材料が溶解したものを挙げることができる。例えば、そのような材料としては、樹脂を用い、この樹脂自体が撥液性を有するものである場合と、樹脂を用い添加剤を付与して撥液性を付与する場合とがある。以下、具体的に本発明における撥液性層を形成する材料について説明する。 In the present invention, as a method of forming such a liquid repellent layer, a liquid repellent layer having a material having a contact angle with a liquid higher than that of a non-dry etched portion and etched by a dry etching process is used. A method of forming a coating liquid by applying it on a substrate and patterning it can be mentioned. Specific examples of the liquid repellent layer forming coating liquid include a solution obtained by dissolving a material having liquid repellency after being etched by a dry etching process in an appropriate solvent. For example, as such a material, there are a case where a resin is used and the resin itself has liquid repellency, and a case where a resin is used to add an additive to impart liquid repellency. Hereinafter, the material for forming the liquid repellent layer in the present invention will be specifically described.
まず、樹脂を用いこの樹脂材料自体が撥液性を有する場合に、撥液性層を形成する材料としては、ポリテトラフルオロエチレンや、フルオロ脂肪族基を含むアクリレートまたはメタクリレートおよびフッ素を含まないアクリレートまたはメタクリレートの共重合体等の含フッ素高分子化合物を挙げることができる。上記フルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーとしては、2,2,2−トリフルオロエチルメタクリレート、2,2,3,3,3−ペンタフルオロメタクリレート、2−(パーフルオロブチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロオクチル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロヘキシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロデシル)エチルメタクリレート、2−(パーフルオロ−3−メチルブチル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−5−メチルブチル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−7−メチルオクチル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2−(パーフルオロ−9−メチルデシル)エチルメタクリレート、3−(パーフルオロ−8−メチルデシル)−2−ハイドロキシプロピルメタクリレート、2,2,3,3−テトラフルオロプロピルメタクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロペンチルメタクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルメタクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロベチルメタクリレート、1H,1H,11H−イコサフルオロノニルメタクリレート、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロヘチルエチルメタクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルメタクリレート等を挙げることができる。さらに、フルオロ脂肪族基を含むアクリレートモノマーとしては、3−(パーフルオロ−3−メチルブチル)−2−ハイドロキシプロピルアクリレート、2−(パーフルオロ−5−メチルヘキシル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロ−9−メチルオクチル)エチルアクリレート、2−(パーフルオロ−9−メチルデシル)エチルアクリレート、2,2,3,3,3−テトラフルオロアクリレート、1H,1H,5H−オクタフルオロベンチルアクリレート、1H,1H,7H−ドデカフルオロヘプチルアクリレート、1H,1H,9H−ヘキサデカフルオロノニルアクリレート、1H,1H,11H−イコサフルオロデシルアクリレート、2,2,2−トリフルオロ−1−トリフルオロメチルエチルアクリレート、2,2,3,4,4,4−ヘキサフルオロブチルアクリレート等を挙げることができる。このように上述したフルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーまたはアクリレートモノマーから1種類および2種類以上を選択し、これらとフッ素を含有しないアクリレートモノマーまたはメタクリレートモノマーとを共重合させることにより、上述したような含フッ素高分子化合物を得ることができる。なお、上述したフルオロ脂肪族基を含むメタクリレートモノマーまたはアクリレートモノマーから1種類以上を選択し、これらのみから構成される共重合体とする場合であってもよい。 First, when a resin is used and the resin material itself has liquid repellency, as a material for forming the liquid repellent layer, polytetrafluoroethylene, an acrylate or methacrylate containing a fluoroaliphatic group, and an acrylate not containing fluorine Alternatively, a fluorine-containing polymer compound such as a copolymer of methacrylate can be used. Examples of the methacrylate monomer containing a fluoroaliphatic group include 2,2,2-trifluoroethyl methacrylate, 2,2,3,3,3-pentafluoromethacrylate, 2- (perfluorobutyl) ethyl methacrylate, 2- ( Perfluorooctyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorohexyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluorodecyl) ethyl methacrylate, 2- (perfluoro-3-methylbutyl) ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-3-methylbutyl) 2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluoro-5-methylhexyl) ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-5-methylbutyl) -2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluoro-7-methyloctyl) ) Ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-7-methyloctyl) -2-hydroxypropyl methacrylate, 2- (perfluoro-9-methyldecyl) ethyl methacrylate, 3- (perfluoro-8-methyldecyl) -2-hydroxy Propyl methacrylate, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate, 1H, 1H, 5H-octafluoropentyl methacrylate, 1H, 1H, 7H-dodecafluoroheptyl methacrylate, 1H, 1H, 9H-hexadecafluorobetyl methacrylate 1H, 1H, 11H-icosafluorononyl methacrylate, 2,2,2-trifluoro-1-trifluorohethylethyl methacrylate, 2,2,3,4,4,4-hexafluorobutyl methacrylate, etc. It is possible. Furthermore, examples of the acrylate monomer containing a fluoroaliphatic group include 3- (perfluoro-3-methylbutyl) -2-hydroxypropyl acrylate, 2- (perfluoro-5-methylhexyl) ethyl acrylate, 2- (perfluoro- 9-methyloctyl) ethyl acrylate, 2- (perfluoro-9-methyldecyl) ethyl acrylate, 2,2,3,3,3-tetrafluoroacrylate, 1H, 1H, 5H-octafluorobenzyl acrylate, 1H, 1H , 7H-dodecafluoroheptyl acrylate, 1H, 1H, 9H-hexadecafluorononyl acrylate, 1H, 1H, 11H-icosafluorodecyl acrylate, 2,2,2-trifluoro-1-trifluoromethyl ethyl acrylate, 2 , 2,3,4 , It may be mentioned 4-hexafluorobutyl acrylate. As described above, by selecting one or two or more of the above-mentioned methacrylate monomers or acrylate monomers containing a fluoroaliphatic group and copolymerizing them with an acrylate monomer or methacrylate monomer not containing fluorine. A fluorine-containing polymer compound can be obtained. In addition, the case where one or more types are selected from the above-mentioned methacrylate monomer or acrylate monomer containing a fluoroaliphatic group, and a copolymer composed only of these may be used.
なお、上述した含フッ素高分子化合物とフッ素を含有しない一般の高分子材料とを共重合させた共重合体を用いて撥液性層を形成することも可能である。 It is also possible to form the liquid repellent layer using a copolymer obtained by copolymerizing the above-described fluorine-containing polymer compound and a general polymer material not containing fluorine.
一方、樹脂材料に添加剤を付与して撥液性を付与する場合における撥液性層を形成する材料としては、感光性ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂、他、光硬化型樹脂、熱硬化型樹脂、フッ素化合物含有樹脂、ケイ素含有樹脂等の樹脂に撥液性を有する添加剤を添加したもの等を挙げることができる。 On the other hand, as a material for forming a liquid repellent layer in the case of imparting liquid repellency by adding an additive to a resin material, photosensitive polyimide resin, acrylic resin, other, photo-curing resin, thermosetting resin In addition, there may be mentioned those obtained by adding an additive having liquid repellency to a resin such as a fluorine compound-containing resin or a silicon-containing resin.
例えば、撥液性を有する添加剤としては、パターニング用基板を種々の用途に用いた場合に、基板上に形成する部材に対して悪影響を及ぼさないものであれば特に限定されるものではないが、具体的には、界面活性剤、または、フッ素系樹脂、シリコン系樹脂、パーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とする共重合オリゴマー、フッ素化合物を有するケイ素含有化合物等を挙げることができる。 For example, the additive having liquid repellency is not particularly limited as long as it does not adversely affect the member formed on the substrate when the patterning substrate is used in various applications. Specific examples include surfactants, fluorine-based resins, silicon-based resins, copolymer oligomers based on perfluoroalkyl group-containing acrylates or methacrylates, and silicon-containing compounds having fluorine compounds. .
上記界面活性剤としては、種々のものがあるが、例えば一般の界面活性剤の親油基の水素をフッ素に置換してパーフルオロアルキル基としたものが挙げられる。具体的には、パーフルオロアルキルカルボン酸塩、パーフルオロエチレンオキシド、パーフルオロアルキルオリゴマー、パーフルオロアルキルスルホン酸のアンモニウム塩、パーフルオロアルキルスルホン酸のカリウム塩、パーフルオロアルキルカルボン酸のカリウム塩等のアニオンタイプ、パーフルオロアルキル第4級アンモニウムヨウ化物等のカチオンタイプ、パーフルオロアルキルポリオキシエチレンエタノール、フッ素化アルキルエステル等のノニオンタイプが挙げられる。 There are various types of surfactants, and examples thereof include those obtained by substituting hydrogen in the lipophilic group of general surfactants with fluorine to form perfluoroalkyl groups. Specifically, anions such as perfluoroalkyl carboxylate, perfluoroethylene oxide, perfluoroalkyl oligomer, ammonium salt of perfluoroalkyl sulfonic acid, potassium salt of perfluoroalkyl sulfonic acid, potassium salt of perfluoroalkyl carboxylic acid, etc. Examples thereof include cationic types such as perfluoroalkyl quaternary ammonium iodide, and nonionic types such as perfluoroalkyl polyoxyethylene ethanol and fluorinated alkyl esters.
また、共重合オリゴマーとしては、中でもパーフルオロアルキル基含有アクリレートまたはメタクリレートを主成分とするものを用いることが好ましい。例えば、市販品としては、サーフロン(ランダム型オリゴマー;セイミケミカル社製)、アロンG(グラフト型オリゴマー;東亜合成化学社製)、モディパーF(ブロック型オリゴマー;日本油脂社製)等を挙げることができる。 As the copolymer oligomer, it is preferable to use one having a perfluoroalkyl group-containing acrylate or methacrylate as a main component. Examples of commercially available products include Surflon (random type oligomer; manufactured by Seimi Chemical Co.), Aron G (graft type oligomer; manufactured by Toa Gosei Chemical Co., Ltd.), Modiper F (block type oligomer; manufactured by NOF Corporation), and the like. it can.
さらに、フッ素化合物を有するケイ素含有化合物としては、フルオロアルキル基を含有するポリシロキサンであることが好ましい。具体的には、フルオロアルキルシランの1種または2種以上の加水分解縮合物、共加水分解縮合物を挙げることができる。また、一般にフッ素系シランカップリング剤として知られているものを使用してもよい。 Further, the silicon-containing compound having a fluorine compound is preferably a polysiloxane containing a fluoroalkyl group. Specific examples include one or more hydrolyzed condensates and cohydrolyzed condensates of fluoroalkylsilane. Moreover, you may use what is generally known as a fluorine-type silane coupling agent.
本発明においては、上記樹脂材料自体が撥液性を有する材料で形成した場合であっても、必要がある場合はさらに上述した撥液性を付与する添加剤を加えるようにしてもよい。 In the present invention, even when the resin material itself is formed of a material having liquid repellency, the above-described additive for imparting liquid repellency may be added if necessary.
3.基板
次に、基板について説明する。本発明における基板は、その表面に上述した非ドライエッチング部および撥液性層が形成され、パターニング用基板を一定の形状に保持する支持体として機能するものである。
3. Next, the substrate will be described. The substrate in the present invention has the above-mentioned non-dry etching portion and liquid repellent layer formed on the surface thereof, and functions as a support for holding the patterning substrate in a certain shape.
このような基板を形成する材料としては、特に限定はされないが、例えば、透明材料でも、不透明材料でもよく、ガラス等の無機材料、樹脂等の有機材料を挙げることができる。具体的に使用可能な樹脂としては、フィルム状に成形が可能なものであることが好ましく、さらには、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料からなるものであることが好ましい。例えば、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリミクロイキシレンジメチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル-スチレン樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、非晶質ポリオレフィン等が挙げられる。本発明においては、この他でも条件を満たす高分子材料であれば使用可能であり、さらに、これら2種類以上の共重合体であっても良い。 The material for forming such a substrate is not particularly limited, and may be, for example, a transparent material or an opaque material, and examples thereof include an inorganic material such as glass and an organic material such as a resin. The resin that can be specifically used is preferably one that can be formed into a film, and more preferably a polymer material that is relatively high in solvent resistance and heat resistance. For example, fluorine resin, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polystyrene, ABS resin, polyamide, polyacetal, polyester, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polysulfone, polyarylate, polyetherimide, polyethersulfone, polyamide Imide, polyimide, polyphenylene sulfide, liquid crystalline polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polymicroxylene dimethylene terephthalate, polyoxymethylene, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyacrylate, acrylonitrile-styrene resin , Phenolic resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy Examples of the resin include polyurethane resin, polyurethane, silicone resin, and amorphous polyolefin. In the present invention, any polymer material that satisfies other conditions can be used, and these two or more types of copolymers may be used.
B.パターニング用基板の製造方法
次に、本発明のパターニング用基板の製造方法について説明する。本発明のパターニング用基板の製造方法は、非ドライエッチング部および撥液性層をパターン状に形成した後の工程の違いにより2つの態様に分けることができる。以下、第1実施態様および第2実施態様に分けて本発明のパターニング用基板の製造方法について説明する。
B. Patterning Substrate Manufacturing Method Next, the patterning substrate manufacturing method of the present invention will be described. The method for producing a patterning substrate of the present invention can be divided into two modes depending on the difference in steps after the non-dry etching portion and the liquid repellent layer are formed in a pattern. Hereinafter, the patterning substrate manufacturing method of the present invention will be described separately for the first embodiment and the second embodiment.
1.第1実施態様
本実施態様のパターニング用基板の製造方法は、ドライエッチング処理によりエッチングされえない非ドライエッチング部と、前記非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、
前記非ドライエッチング部および撥液性層を有する基板に対して、前記非ドライエッチング部の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面にドライエッチング処理を施すドライエッチング処理工程と、
液体との接触角を高める接触角回復処理を、前記ドライエッチング処理工程後の、前記基板に対して施すことにより、前記撥液性層の液体との接触角を、前記ドライエッチング処理工程後よりも高くする接触角回復処理工程とを有することを特徴とするものである。
1. First Embodiment A method for manufacturing a patterning substrate according to the present embodiment has a contact angle between a non-dry etching portion that cannot be etched by a dry etching process and a liquid higher than that of the non-dry etching portion. A substrate preparation step of forming a liquid repellent layer to be patterned on the substrate;
Dry etching is performed on the entire surface of the substrate such that the surface of the liquid-repellent layer is lower than the surface of the non-dry-etched portion relative to the substrate having the non-dry-etched portion and the liquid-repellent layer. A dry etching treatment process for carrying out the treatment;
The contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid is performed on the substrate after the dry etching process step, so that the liquid repellent layer has a contact angle with the liquid after the dry etching process step. And a contact angle recovery treatment step of increasing the height.
本実施態様においては、基板上にドライエッチング処理により処理される撥液性層と処理されえない非ドライエッチング部とからなるパターンを形成することにより、基板全面にドライエッチング処理を施す上記ドライエッチング処理工程を行っても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、本実施態様においては、撥液性層の表面の高さが非ドライエッチング部表面の高さよりも低くなるようにドライエッチング処理を施すことから、本実施態様により製造されたパターニング用基板を用いて機能性素子を作製すると、非ドライエッチング部上に機能層を形成する際、機能層を形成する塗工液が撥液性層の側面に付着することがないため、断面形状が凹形状に形成されにくい。さらに、ドライエッチング処理により、非ドライエッチング部表面の濡れ性が向上していることから、このような非ドライエッチング部上に機能層を形成すると膜厚の均一化を図ることができる。また、本実施態様においては、上記ドライエッチング処理工程は、撥液性層にも施されることから、撥液性層においてはその撥液性が低下することとなるが、上記接触角回復処理工程を行うことにより、上記ドライエッチング処理により一度低下した撥液性層の撥液性を、所望の程度まで再び高めることができる。よって、非ドライエッチング部および撥液性層の濡れ性の差を大きくすることができるので、パターンを精度良く形成することができる。 In the present embodiment, the dry etching is performed on the entire surface of the substrate by forming a pattern comprising a liquid repellent layer processed by the dry etching process and a non-dry etched part that cannot be processed on the substrate. Even when the treatment step is performed, only the liquid repellent layer can be selectively etched. At this time, in this embodiment, since the dry etching process is performed so that the height of the surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the non-dry etching portion, the patterning substrate manufactured according to this embodiment is used. When the functional element is manufactured using the coating layer, the cross-sectional shape is concave because the coating liquid for forming the functional layer does not adhere to the side surface of the liquid repellent layer when the functional layer is formed on the non-dry etched portion. Hard to be formed into a shape. Furthermore, since the wettability of the surface of the non-dry etched part is improved by the dry etching process, the film thickness can be made uniform by forming a functional layer on the non-dry etched part. In the present embodiment, the dry etching treatment process is also performed on the liquid repellent layer, so that the liquid repellency is reduced in the liquid repellent layer, but the contact angle recovery treatment is performed. By performing the process, the liquid repellency of the liquid repellent layer once lowered by the dry etching process can be increased again to a desired level. Therefore, since the difference in wettability between the non-dry etched portion and the liquid repellent layer can be increased, the pattern can be formed with high accuracy.
このような本実施態様のパターニング用基板の製造方法について図面を用いて説明する。図2は、本実施態様のパターニング用基板の製造方法の一例を示した工程図である。まず、図2(a)に示すように、非ドライエッチング部2がパターン状に形成された基板1上に、上記非ドライエッチング部2が有する液体との接触角よりも高い接触角を有する撥液性の撥液性層形成用塗工液を塗布し、撥液性膜3を形成する。なお、上記撥液性膜3は、撥液性物質αを含むものである。その後、図2(b)に示すように、撥液性膜3に対してマスク4を介して紫外線5を照射し、現像、洗浄等を行うことにより、図2(c)に示すように、パターン状に撥液性層3´を形成する。
A method for manufacturing the patterning substrate of this embodiment will be described with reference to the drawings. FIG. 2 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a patterning substrate according to this embodiment. First, as shown in FIG. 2A, on the
さらに、撥液性層3´をパターン状に形成した後、図2(d)に示すように、基板1全面に対してドライエッチング処理6を施す。この際、本実施態様においては、非ドライエッチング部2は、ドライエッチング処理6によりエッチングされない材料から形成されており、逆に撥液性層3´は、ドライエッチング処理6によりエッチングされる材料から形成されていることから、必然的に、撥液性層3´のみがエッチングされることとなる。このドライエッチング処理6において、撥液性層3´を、その表面が非ドライエッチング部2の表面よりも低くなるように処理する。これにより、本実施態様により製造されたパターニング用基板を用いて機能性素子を作製すると、非ドライエッチング部2上に機能層を形成する際、機能層を形成する塗工液が撥液性層3´の側面に付着することがないため、断面形状が凹形状になりにくい。
Furthermore, after forming the
さらに、このドライエッチング処理6により、撥液性層3´のパターニングを行った際に、撥液性膜3が除去された非ドライエッチング部2上に残存する撥液性膜3の残渣(撥液性物質α)等を除去することができる。よって、ドライエッチング処理6後は、撥液性膜3が除去された非ドライエッチング部2表面の親液性を高めることができる。したがって、この非ドライエッチング部2上に流動性の塗工液を塗布すると、塗工液は濡れ性良く非ドライエッチング部上に濡れ広がるので、本実施態様により製造されたパターニング用基板を用いることにより、中心部と端部とにおける膜厚差が比較的小さくなるように機能層の膜厚の均一化を図ることができる。
Further, when the
また、本実施態様においては、撥液性層3´に対してもドライエッチング処理が施されることから、撥液性層3´も親液化され、その撥液性は低下する。 In this embodiment, since the liquid repellent layer 3 'is also subjected to the dry etching process, the liquid repellent layer 3' is also made lyophilic, and the liquid repellency is lowered.
そこで、図2(e)に示すように、加熱処理7を施す。本実施態様においては、加熱処理7を施すことにより、上記ドライエッチング処理6により一度低下した撥液性層3´の撥液性を、所定の程度まで再び高めることができる。すなわち、ドライエッチング処理6後の撥液性層3´と比較して、加熱処理7後の撥液性層3´の方が、液体との接触角を高くすることができるのである。これにより、精度良く形成された撥液性層のパターンに応じて、充分な濡れ性の差を有するパターニング用基板を簡便な方法で、容易に製造することができる。
Therefore,
以下、本実施態様のパターニング用基板の製造方法について各工程ごとに詳細に説明する。 Hereinafter, the manufacturing method of the substrate for patterning of this embodiment is demonstrated in detail for every process.
(1)基板調製工程
まず、基板調製工程について説明する。本実施態様における基板調製工程は、ドライエッチング処理によりエッチングされえない非ドライエッチング部と、前記非ドライエッチング部よりも液体との接触角が高く、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する工程である。
(1) Substrate preparation step First, the substrate preparation step will be described. The substrate preparation step in this embodiment includes a non-dry etching portion that cannot be etched by a dry etching process, a liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the non-dry etching portion, and is etched by the dry etching process. Is formed in a pattern on the substrate.
本工程では、非ドライエッチング部および撥液性層がパターン状に形成された基板を準備する。このような本工程において非ドライエッチング部と撥液性層とを基板上に形成する順序は特に限定はされない。非ドライエッチング部を形成した後、撥液性層を形成しても良く、またその逆であってもよい。中でも、非ドライエッチング部を形成した後、撥液性層を形成することが好ましい。このような順序で非ドライエッチング部および撥液性層を形成した場合には、非ドライエッチング部上に成膜された撥液性層を除去することにより撥液性層のパターニングを行うが、この際、非ドライエッチング部上に残存する撥液性層の残渣を、後述するドライエッチング処理工程により除去することが可能であり、本実施態様の効果をより有効に活かすことができるからである。 In this step, a substrate on which a non-dry etched portion and a liquid repellent layer are formed in a pattern is prepared. In such a process, the order in which the non-dry etched portion and the liquid repellent layer are formed on the substrate is not particularly limited. After forming the non-dry etched portion, a liquid repellent layer may be formed, or vice versa. In particular, it is preferable to form the liquid repellent layer after forming the non-dry etched portion. When the non-dry etched portion and the liquid repellent layer are formed in this order, the liquid repellent layer is patterned by removing the liquid repellent layer formed on the non-dry etched portion. At this time, the residue of the liquid repellent layer remaining on the non-dry etched portion can be removed by a dry etching treatment step described later, and the effect of this embodiment can be utilized more effectively. .
以下、非ドライエッチング部および撥液性層に分けて、その形成方法について説明する。 Hereinafter, the formation method will be described separately for the non-dry etched portion and the liquid repellent layer.
(a)非ドライエッチング部の形成方法
非ドライエッチング部の形成方法としては、特に限定はされないが、後述するドライエッチング処理工程においてドライエッチング処理によりエッチングされない材料を、マスクを介して蒸着法、スパッタリング法、CVD法等の乾式の方法により成膜することによりパターン状に形成する方法を挙げることができる。
(A) Method for forming non-dry etched portion The method for forming the non-dry etched portion is not particularly limited, but a material that is not etched by the dry etching process in a dry etching process described later is deposited by vapor deposition or sputtering through a mask. A method of forming a pattern by forming a film by a dry method such as a CVD method or a CVD method can be given.
なお、具体的にドライエッチング処理によりエッチングされない材料については、上述した「A.パターニング用基板 1.非ドライエッチング部」の項目で記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。
Note that the material that is not specifically etched by the dry etching process is the same as that described in the item “
また、非ドライエッチング部のパターンとしては、本実施態様のパターニング用基板を用いて作製された機能性素子における機能層のパターンに応じて決定する。例えば、機能性素子としてEL素子を作製した場合、非ドライエッチング部上に発光層等の有機EL層を形成することから、非ドライエッチング部のパターンとしては、発光層等の有機EL層のパターンに応じたものとする。 In addition, the pattern of the non-dry etching portion is determined according to the pattern of the functional layer in the functional element manufactured using the patterning substrate of this embodiment. For example, when an EL element is produced as a functional element, an organic EL layer such as a light emitting layer is formed on the non-dry etched portion. Therefore, as a pattern of the non-dry etched portion, a pattern of an organic EL layer such as a light emitting layer is used. According to
(b)撥液性層の形成
次に、撥液性層の形成方法について説明する。本工程において撥液性層の形成方法としては、撥液性層を所望のパターンに精度良く形成することが可能な方法であれば特に限定はされない。具体的には、感光性樹脂を用いたフォトリソグラフィー法、インクジェット法等の吐出法、グラビア印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、スクリーン印刷法等の印刷法、熱転写法およびレーザ転写法等の公知のパターニング方法を挙げることができる。
(B) Formation of liquid repellent layer Next, a method of forming the liquid repellent layer will be described. The method for forming the liquid repellent layer in this step is not particularly limited as long as it is a method capable of accurately forming the liquid repellent layer in a desired pattern. Specifically, a photolithographic method using a photosensitive resin, a discharge method such as an inkjet method, a gravure printing method, a flexographic printing method, an offset printing method, a printing method such as a screen printing method, a thermal transfer method, a laser transfer method, etc. A well-known patterning method can be mentioned.
なお、その他、撥液性層形成用塗工液に関しては、上記「A.パターニング用基板 2.撥液性層」の中に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。
Other than that, the liquid-repellent layer forming coating solution is the same as that described in “
(2)ドライエッチング処理工程
次に、本実施態様におけるドライエッチング処理工程について説明する。ドライエッチング処理工程は、前記非ドライエッチング部および撥液性層を有する基板に対して、非ドライエッチング部の表面の高さよりも撥液性層の表面の方が低くなるように、基板の全面にドライエッチング処理を施す工程である。
(2) Dry etching process Next, the dry etching process in this embodiment is demonstrated. The dry etching treatment step is performed so that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the non-dry etched portion relative to the substrate having the non-dry etched portion and the liquid repellent layer. This is a step of performing a dry etching process.
本実施態様においては、非ドライエッチング部は、本工程のドライエッチング処理によりエッチングされない材料から形成されており、撥液性層は、エッチングされる材料から形成されている。したがって、本工程において、基板の全体にドライエッチング処理を施しても、必然的に撥液性層のみがエッチングされるため、煩雑な手間を要することなく選択的なドライエッチング処理が可能である。 In this embodiment, the non-dry etching part is formed from a material that is not etched by the dry etching process in this step, and the liquid repellent layer is formed from a material that is etched. Therefore, even if the entire substrate is subjected to a dry etching process in this step, only the liquid repellent layer is inevitably etched, so that a selective dry etching process can be performed without any troublesome work.
また、本工程においては、撥液性層の表面の高さが、非ドライエッチング部の表面の高さよりも低くなるように、ドライエッチング処理を行う。これにより、本実施態様のパターニング用基板を用いて機能性素子を作製する際、非ドライエッチング部上に塗布された塗工液が撥液性層の側面に付着することはないので、断面形状が凹形状になりにくい。 In this step, the dry etching process is performed so that the height of the surface of the liquid repellent layer is lower than the height of the surface of the non-dry etched portion. Thereby, when producing a functional element using the patterning substrate of the present embodiment, the coating liquid applied on the non-dry etched portion does not adhere to the side surface of the liquid repellent layer. Is difficult to become concave.
さらに、一般的に、ドライエッチング処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるので、ドライエッチング処理が施された箇所においては、濡れ性が向上する。また、ドライエッチング処理が施され、表面が改質されることによっても濡れ性が向上する。 Furthermore, generally, when a dry etching process is performed, residues such as foreign matters can be removed, so that the wettability is improved at the position where the dry etching process is performed. Further, wettability is improved by performing dry etching treatment and modifying the surface.
なお、ここでいう濡れ性が向上するとは、液体との接触角が低下する方向に濡れ性が変化することを意味する。 Here, the improvement of wettability means that the wettability changes in the direction in which the contact angle with the liquid decreases.
本実施態様においては、このようなドライエッチング処理を基板全面に施していることから、撥液性層においては、その撥液性が低下することとなる。そこで、本実施態様においては、後述する撥液性回復処理工程を行うことにより、最終的に得られるパターニング用基板において、充分な濡れ性の違いを有するパターンが形成されたものを容易に製造することができる。 In the present embodiment, since such a dry etching process is performed on the entire surface of the substrate, the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered. Therefore, in the present embodiment, by performing the liquid repellency recovery process described later, a patterning substrate finally obtained is easily manufactured with a pattern having a sufficient wettability difference formed thereon. be able to.
本工程におけるドライエッチング処理としては、特に限定はされないが、具体的には、プラズマ照射処理、UV−オゾン洗浄処理等を挙げることができる。中でも、プラズマ照射処理であることが好ましい。基板上に存在する異物等の除去を容易に行うことができるからである。 The dry etching treatment in this step is not particularly limited, and specific examples include plasma irradiation treatment and UV-ozone cleaning treatment. Among these, plasma irradiation treatment is preferable. This is because foreign substances and the like existing on the substrate can be easily removed.
上記プラズマ照射処理としては、異物等の残渣を除去することができ、親液化を図ることができるのであれば特に限定はされない。 The plasma irradiation treatment is not particularly limited as long as residues such as foreign matters can be removed and lyophilicity can be achieved.
また、プラズマ照射処理を施す際に用いる反応性ガスとしては、一般的に用いられている反応性ガスを使用することが可能である。中でも、異物を効率的に除去することが可能な反応性ガスであることが好ましい。このような反応性ガスの組成としては、フッ素またはフッ素化合物を含んだガス、塩素または塩素化合物を含んだガス、酸素、アルゴン等の組合せを挙げることができる。 Moreover, as a reactive gas used when performing plasma irradiation processing, it is possible to use the reactive gas generally used. Especially, it is preferable that it is a reactive gas which can remove a foreign material efficiently. Examples of the composition of such a reactive gas include a combination of a gas containing fluorine or a fluorine compound, a gas containing chlorine or a chlorine compound, oxygen, or argon.
次に、UV−オゾン洗浄としては、同様に異物等の除去が可能であり、親液化を図ることができるのであれば特に限定はされない。 Next, the UV-ozone cleaning is not particularly limited as long as foreign substances and the like can be similarly removed and lyophilicity can be achieved.
具体的に本実施態様に使用されるオゾンとしては、オゾンを含有する酸素または空気が好適である。 Specifically, as ozone used in the present embodiment, oxygen or air containing ozone is suitable.
また、本工程においては、撥液性層表面の表面粗さが、上記「A.パターニング用基板 2.撥液性層」に記載した範囲となるようにドライエッチング処理を施すことが好ましい。
In this step, it is preferable to perform a dry etching process so that the surface roughness of the surface of the liquid repellent layer is in the range described in “
本実施態様においては、上記ドライエッチング処理を行った後の撥液性層表面の表面粗さの程度が上記記載の範囲内となるようにドライエッチング処理を調節して行うことにより、材料面のみならず、形状面においても、後述する接触角回復処理工程を施した後の撥液性層において、充分な撥液性を達成することができるからである。 In this embodiment, only the material surface is obtained by adjusting the dry etching process so that the surface roughness of the surface of the liquid-repellent layer after the dry etching process is within the above-described range. Not only that, the liquid repellent layer after the contact angle recovery process described later can achieve sufficient liquid repellency also in terms of shape.
(3)接触角回復処理工程
次に接触角回復処理工程について説明する。本実施態様における接触角回復処理工程は、液体との接触角を高める接触角回復処理を、上記ドライエッチング処理工程後の基板に対して施すことにより、撥液性層の液体との接触角を、上記ドライエッチング処理工程後よりも高くする工程である。
(3) Contact Angle Recovery Processing Step Next, the contact angle recovery processing step will be described. In the contact angle recovery process in this embodiment, the contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid is performed on the substrate after the dry etching process step, so that the contact angle with the liquid of the liquid repellent layer is increased. This is a step of making the height higher than that after the dry etching treatment step.
このような本工程を行うことにより、上記ドライエッチング処理工程により親液化され、撥液性層の撥液性が低下した場合であっても、再び所望の程度まで撥液性を回復させることができるので、撥液性層および非ドライエッチング部における濡れ性の差を大きくすることができ、パターンを精度良く形成することができる。 By performing such a process, even when the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered by the above-described dry etching process, the liquid repellency can be restored to a desired level again. Therefore, the difference in wettability between the liquid repellent layer and the non-dry etched portion can be increased, and the pattern can be formed with high accuracy.
本工程における接触角回復処理としては、上記ドライエッチング処理後の撥液性層が有する液体との接触角と比較して、本工程後の撥液性層が有する液体との接触角の方が、高くなるような処理方法であれば特に限定はされない。具体的には、加熱処理または光照射等を挙げることができる。中でも、加熱処理であることが好ましい。特に煩雑な手間を要することなく簡易な方法であり、また、十分に液体との接触角を高めることができるからである。 As the contact angle recovery treatment in this step, the contact angle with the liquid of the liquid repellent layer after this step is greater than the contact angle with the liquid of the liquid repellent layer after the dry etching treatment. The processing method is not particularly limited as long as the processing method is high. Specific examples include heat treatment and light irradiation. Among these, heat treatment is preferable. This is because it is a simple method without requiring a particularly troublesome work and the contact angle with the liquid can be sufficiently increased.
具体的に加熱処理としては、基板全体の温度を容易に上昇させ、ムラなく加温することが可能であるものならば特に限定されない。例えば、一般的に用いられている加熱装置等を使用することができる。具体的には、オーブン、遠赤外線ヒーター、ホットプレート、光の照射等が挙げられる。その中でも、ホットプレートによる加熱方法が好ましい。ホットプレートは、基板の下側から直接熱を伝導させて加温するため、熱効率に優れ、かつ加熱ムラの少ない装置であるからである。 Specifically, the heat treatment is not particularly limited as long as the temperature of the entire substrate can be easily raised and heated without unevenness. For example, a commonly used heating device or the like can be used. Specifically, an oven, a far infrared heater, a hot plate, light irradiation, and the like can be given. Among these, a heating method using a hot plate is preferable. This is because the hot plate conducts heat directly from the lower side of the substrate and heats it, so that it is excellent in thermal efficiency and has little heating unevenness.
また、加熱処理における温度としては、基板等に熱劣化を生じさせない温度であれば特に限定はされない。 Further, the temperature in the heat treatment is not particularly limited as long as it does not cause thermal degradation of the substrate or the like.
このような本工程において、接触角回復処理を施すことにより、一度低下した撥液性層の撥液性を、再び所望の程度まで高めることができるが、具体的にその程度としては、純水の撥液性層に対する接触角が30°〜150°の範囲内、中でも、50°〜120°の範囲内であることが好ましい。上記範囲の撥液性を有するのであれば、撥液性層の境界において、容易に塗工液の進行を防止することが可能であるからである。 In this step, by performing the contact angle recovery treatment, the liquid repellency of the liquid repellent layer once lowered can be increased to a desired level again. The contact angle with respect to the liquid repellent layer is preferably in the range of 30 ° to 150 °, and more preferably in the range of 50 ° to 120 °. This is because if the liquid repellency is in the above range, it is possible to easily prevent the coating liquid from proceeding at the boundary of the liquid repellent layer.
なお、液体との接触角は上述した方法と同様の方法により測定した結果に基づいて規定した。 In addition, the contact angle with the liquid was defined based on the result measured by the same method as described above.
2.第2実施態様
次に、第2実施態様のパターニング用基板の製造方法について説明する。
2. Second Embodiment Next, a method for manufacturing a patterning substrate according to a second embodiment will be described.
本実施態様のパターニング用基板の製造方法は、プラズマ照射処理によりエッチングされえない非エッチング部と、前記非エッチング部よりも液体との接触角が高く、プラズマ照射処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、
前記非エッチング部および撥液性層を有する基板に対して、前記非エッチング部の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面にプラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程とを有することを特徴とするものである。
The patterning substrate manufacturing method of this embodiment includes a non-etched portion that cannot be etched by plasma irradiation treatment and a liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the non-etched portion and is etched by plasma irradiation treatment. A substrate preparation step of forming a pattern on the substrate;
Plasma treatment is performed on the entire surface of the substrate so that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the non-etched portion relative to the substrate having the non-etched portion and the liquid repellent layer. And a plasma irradiation treatment step to be performed.
本発明においては、基板上にプラズマ照射処理により処理される撥液性層と処理されえない非エッチング部とからなるパターンを形成することにより、基板全面にプラズマ照射処理を施す上記プラズマ照射処理工程を行っても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、本発明においては、撥液性層の表面の高さが非エッチング部表面の高さよりも低くなるように処理を施すことから、本発明により製造されたパターニング用基板を用いて機能性素子を作製すると、非エッチング部上に機能層を形成する際、機能層を形成する塗工液が撥液性層の側面に付着することがないため、その断面形状が凹形状に形成されにくくなる。さらに、プラズマ照射処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、上記プラズマ照射処理工程後は、非エッチング部の親液性を高めることができる。したがって、簡便な工程でパターンを精度良く形成することができる。 In the present invention, the plasma irradiation processing step of performing plasma irradiation processing on the entire surface of the substrate by forming a pattern comprising a liquid repellent layer processed by plasma irradiation processing and a non-etched portion that cannot be processed on the substrate. Even if it performs, only a liquid repellent layer can be etched selectively. In this case, in the present invention, since the surface of the liquid repellent layer is treated so as to be lower than the height of the surface of the non-etched part, the functionality is obtained using the patterning substrate manufactured according to the present invention. When the element is manufactured, when the functional layer is formed on the non-etched portion, the coating liquid for forming the functional layer does not adhere to the side surface of the liquid repellent layer, so that the cross-sectional shape is difficult to be formed into a concave shape. Become. Furthermore, when plasma irradiation treatment is performed, residues such as foreign matters can be removed, so that the lyophilicity of the non-etched portion can be enhanced after the plasma irradiation treatment step. Therefore, the pattern can be formed with high accuracy by a simple process.
このような利点を有する本実施態様のパターニング用基板の製造方法について、基板調製工程およびプラズマ照射処理工程の各工程に分けて説明する。 The manufacturing method of the patterning substrate of this embodiment having such advantages will be described separately for each step of the substrate preparation step and the plasma irradiation treatment step.
(1)基板調製工程
本実施態様における基板調製工程は、プラズマ照射処理によりエッチングされえない非エッチング部と、前記非エッチング部よりも液体との接触角が高く、プラズマ照射処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する工程である。
(1) Substrate preparation step The substrate preparation step in this embodiment has a higher contact angle between the non-etched part that cannot be etched by the plasma irradiation process and the liquid than the non-etched part, and is etched by the plasma irradiation process. In this step, the liquid layer is formed in a pattern on the substrate.
本工程では、非エッチング部および撥液性層がパターン状に形成された基板を準備する。このような本工程において非エッチング部と撥液性層とを基板上に形成する順序は特に限定はされない。非エッチング部を形成した後、撥液性層を形成しても良く、またその逆であってもよい。中でも、非エッチング部を形成した後、撥液性層を形成することが好ましい。このような順序で非エッチング部および撥液性層を形成した場合には、非エッチング部上に成膜された撥液性層を除去することにより撥液性層のパターニングを行うが、この際、非エッチング部上に残存する撥液性層の残渣を、後述するプラズマ照射処理工程により除去することが可能であり、本実施態様の効果をより有効に活かすことができるからである。 In this step, a substrate having a non-etched portion and a liquid repellent layer formed in a pattern is prepared. In this process, the order in which the non-etched part and the liquid repellent layer are formed on the substrate is not particularly limited. After forming the non-etched portion, a liquid repellent layer may be formed, or vice versa. In particular, it is preferable to form the liquid repellent layer after forming the non-etched portion. When the non-etched part and the liquid repellent layer are formed in this order, the liquid repellent layer is patterned by removing the liquid repellent layer formed on the non-etched part. This is because the residue of the liquid repellent layer remaining on the non-etched portion can be removed by a plasma irradiation treatment step described later, and the effects of this embodiment can be utilized more effectively.
このような本工程において、非エッチング部としては、上述した非ドライエッチング部と同様のものを用いることができる。したがって、非エッチング部および撥液性層に関することは、上記第1実施態様と同様なのでここでの説明は省略する。 In this step, the same non-etched portion as that described above can be used as the non-etched portion. Accordingly, since the non-etched portion and the liquid repellent layer are the same as in the first embodiment, the description thereof is omitted here.
(2)プラズマ照射処理工程
本実施態様において、プラズマ照射処理工程は、非エッチング部および撥液性層を有する基板に対して、前記非エッチング部の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、基板全面にプラズマ照射処理を施す工程である。
(2) Plasma irradiation treatment step In this embodiment, the plasma irradiation treatment step is performed on the surface of the liquid repellent layer with respect to the substrate having the non-etched portion and the liquid repellent layer, rather than the height of the surface of the non-etched portion. This is a step of performing plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate so that the lower is lower.
プラズマ照射処理を施すことにより、不要な箇所に存在する異物等の残渣を除去することができる。すなわち、基板調製工程において撥液性層をパターン状に形成する際、撥液性層が除去された領域、例えば、非エッチング部上に残存する撥液性層の残渣を除去することができるため、非エッチング部の親液化を図ることができる。 By performing the plasma irradiation treatment, it is possible to remove residues such as foreign matters present in unnecessary portions. That is, when the liquid repellent layer is formed in a pattern in the substrate preparation step, the region from which the liquid repellent layer has been removed, for example, the residue of the liquid repellent layer remaining on the non-etched portion can be removed. The lyophilicity of the non-etched part can be achieved.
このような本工程におけるプラズマ照射処理については、上記第1実施態様の中に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。 Since the plasma irradiation process in this step is the same as that described in the first embodiment, description thereof is omitted here.
C.EL素子
次に、EL素子について説明する。
C. EL Element Next, the EL element will be described.
本発明のEL素子は、基板と、前記基板上にパターン状に形成された第1電極層と、前記第1電極層間にパターン状に形成され、前記第1電極層よりも液体との接触角が高く、かつ、前記第1電極層の表面の高さよりもその表面が低く形成された撥液性層と、前記第1電極層上にパターン状に形成され、少なくとも発光層を含む有機EL層と、前記有機EL層の端部を覆うように形成された絶縁層と、前記有機EL層上にパターン状に形成された第2電極層とを有することを特徴とするものである。 The EL element of the present invention is formed in a pattern between a substrate, a first electrode layer formed in a pattern on the substrate, and between the first electrode layers, and a contact angle with a liquid rather than the first electrode layer. And a liquid repellent layer having a surface formed lower than the surface of the first electrode layer, and an organic EL layer formed in a pattern on the first electrode layer and including at least a light emitting layer And an insulating layer formed so as to cover an end of the organic EL layer, and a second electrode layer formed in a pattern on the organic EL layer.
本発明のEL素子は、撥液性層が、その表面の高さが第1電極層の表面の高さよりも低くなるように形成されていることから、第1電極層上に形成された有機EL層は、撥液性層の側面の影響を受けないため、その断面形状は凹形状になりにくい。また、その端部における膜厚が薄いことを要因として短絡等の問題が生じるおそれがある場合でも、絶縁層を有機EL層の端部を覆うように形成していることから、そのような問題を解消することができる。また、中心部および端部における膜厚の差を比較的小さくすることができるので、有機EL層の膜厚の不均一性を要因とする発光ムラ等の発生を抑制することができる。 In the EL element of the present invention, since the liquid repellent layer is formed such that the height of the surface is lower than the height of the surface of the first electrode layer, the organic layer formed on the first electrode layer Since the EL layer is not affected by the side surface of the liquid repellent layer, its cross-sectional shape is unlikely to be concave. In addition, even when there is a possibility that a problem such as a short circuit may occur due to the thin film thickness at the end portion, such a problem is caused because the insulating layer is formed so as to cover the end portion of the organic EL layer. Can be eliminated. In addition, since the difference in film thickness between the center portion and the end portion can be made relatively small, it is possible to suppress the occurrence of light emission unevenness due to the non-uniformity of the film thickness of the organic EL layer.
このような利点を有する本発明のEL素子について図面を用いて具体的に説明する。図3は、本発明のEL素子の一例を示した概略断面図である。まず、基板30上に第1電極層31がパターン状に形成されている。さらに、この第1電極層31間には、撥液性層32がパターン状に形成されており、その表面の高さは、第1電極層31表面の高さよりも低くなっている。なお、上記撥液性層32は、撥液性物質αを含むものである。また、撥液性層32は、第1電極層31よりも液体との接触角が高いことから、第1電極層31および撥液性層32により濡れ性の違いによるパターンが形成されていることとなる。
The EL element of the present invention having such advantages will be specifically described with reference to the drawings. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the EL element of the present invention. First, the
このような濡れ性の違いを利用して、発光層33は、第1電極層31上にパターン状に形成されている。また、本発明においては、第1電極層31の表面の高さよりも撥液性層32の表面の高さの方を低くすることにより、第1電極層31上に発光層を形成する際に、発光層形成用塗工液が撥液性層32の側面に付着することはない。したがって、形成された発光層33の断面形状は凹形状になりにくい。また、発光層33の端部において中心部よりも膜厚が薄いことを要因として不都合が生じるおそれがある場合でも、端部を覆うように絶縁層34が形成されていることから、不都合の発生を回避することができる。
Utilizing such a difference in wettability, the
また、発光層33上には第1電極層31と対向する電極である第2電極層35が形成されている。
A
以下、本発明のEL素子の各部材について詳細に説明する。 Hereinafter, each member of the EL element of the present invention will be described in detail.
1.基板
本発明に用いられる基板は、特に限定されるものではないが、この基板面側に発光させる場合には、透明性が高いものが好ましく、ガラス等の無機材料や、透明樹脂等を用いることができる。
1. Substrate The substrate used in the present invention is not particularly limited, but when emitting light on the substrate surface side, a highly transparent one is preferable, and an inorganic material such as glass or a transparent resin is used. Can do.
上記透明樹脂としては、フィルム状に成形が可能であれば特に限定されるものではないが、透明性が高く、耐溶媒性、耐熱性の比較的高い高分子材料が好ましい。具体的には、ポリエーテルスルホン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)、ポリフッ化ビニル(PFV)、ポリアクリレート(PA)、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)、非晶質ポリオレフィン、フッ素系樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニル、ポリスチレン、ABS樹脂、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエステル、ポリカーボネート、変性ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリアリレート、ポリエーテルイミド、ポリエーテルサルフォン、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリフェニレンスルフィド、液晶性ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリミクロイキシレンジメチレンテレフタレート、ポリオキシメチレン、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリアクリレート、アクリロニトリル−スチレン樹脂、ABS樹脂、フェノール樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ポリウレタン、シリコーン樹脂、および非晶質ポリオレフィン等が挙げられる。 The transparent resin is not particularly limited as long as it can be formed into a film, but a polymer material having high transparency, relatively high solvent resistance and heat resistance is preferable. Specifically, polyethersulfone, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyetheretherketone (PEEK), polyvinyl fluoride (PFV), polyacrylate (PA), polypropylene (PP), polyethylene (PE) , Amorphous polyolefin, fluorine resin, polyethylene, polypropylene, polyvinyl chloride, polyvinyl fluoride, polystyrene, ABS resin, polyamide, polyacetal, polyester, polycarbonate, modified polyphenylene ether, polysulfone, polyarylate, polyetherimide, polyether Sulphone, polyamideimide, polyimide, polyphenylene sulfide, liquid crystalline polyester, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymic Ixylene dimethylene terephthalate, polyoxymethylene, polyethersulfone, polyetheretherketone, polyacrylate, acrylonitrile-styrene resin, ABS resin, phenol resin, urea resin, melamine resin, unsaturated polyester resin, epoxy resin, polyurethane, silicone Examples thereof include resins and amorphous polyolefins.
2.電極層
上記基板上には、上述したように第1電極層が形成されている。さらに、後述する有機EL層上には、上記第1電極層と対向する電極である第2電極層が形成されている。なお、以下、第1電極層および第2電極層を併せて電極層と表現する場合がある。
2. Electrode layer As described above, the first electrode layer is formed on the substrate. Furthermore, a second electrode layer, which is an electrode facing the first electrode layer, is formed on the organic EL layer described later. Hereinafter, the first electrode layer and the second electrode layer may be collectively referred to as an electrode layer.
このような電極層としては、通常EL素子に用いられるものであれば特に限定されるものではない。具体的には、陽極と陰極からなり、陽極と陰極のいずれか一方において発光を得る側に位置する電極層においては、透明または、半透明であることが好ましい。さらに、陽極としては、正孔が注入し易いように仕事関数の大きい導電性材料が好ましい。一方、陰極としては、電子が注入しやすいように仕事関数の小さな導電性材料であることが好ましい。また、複数の材料を混合させてもよい。また、抵抗はできるだけ小さいものが好ましく、一般には、金属材料が用いられるが、有機物あるいは無機化合物を用いてもよい。 Such an electrode layer is not particularly limited as long as it is usually used for an EL element. Specifically, the electrode layer which is composed of an anode and a cathode and is located on the side where light is emitted from either the anode or the cathode is preferably transparent or translucent. Further, the anode is preferably a conductive material having a large work function so that holes can be easily injected. On the other hand, the cathode is preferably a conductive material having a small work function so that electrons can be easily injected. A plurality of materials may be mixed. The resistance is preferably as small as possible. Generally, a metal material is used, but an organic substance or an inorganic compound may be used.
また、本発明においては、後述する有機EL層は、第1電極層上に形成されており、第1電極層と撥液性層とにおける濡れ性の違いを利用してパターン状に形成されたものであるが、ここで、第1電極層の濡れ性の程度としては、撥液性層よりも液体との接触角が低い親液性であるならば特に限定はされない。 Further, in the present invention, the organic EL layer described later is formed on the first electrode layer, and is formed in a pattern using the difference in wettability between the first electrode layer and the liquid repellent layer. However, the degree of wettability of the first electrode layer is not particularly limited as long as the contact angle with the liquid is lower than that of the liquid repellent layer.
3.撥液性層
本発明における撥液性層は、上記第1電極層間にパターン状に形成され、第1電極層よりも液体との接触角が高く、かつ、前記第1電極層の表面の高さよりもその表面の高さが低く形成されたものである。
3. Liquid-repellent layer The liquid-repellent layer in the present invention is formed in a pattern between the first electrode layers, has a higher contact angle with the liquid than the first electrode layer, and has a high surface of the first electrode layer. The height of the surface is lower than that.
このような撥液性層に関しては、上記「A.パターニング用基板 2.撥液性層」の欄において記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。
Such a liquid repellent layer is the same as that described in the section of “
4.有機EL層
次に、本発明に用いられる有機EL層について説明する。通常、有機EL層としては、発光層、バッファー層、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層等を挙げることができる。このような本発明における有機EL層としては、発光層を含むことが必須である。また、発光層と上記各層を組み合わせて、複数層からなる有機EL層とすることも可能である。
4). Next, the organic EL layer used in the present invention will be described. In general, examples of the organic EL layer include a light emitting layer, a buffer layer, a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, and an electron transport layer. As such an organic EL layer in the present invention, it is essential to include a light emitting layer. Moreover, it is also possible to combine the light emitting layer and each of the above layers into an organic EL layer composed of a plurality of layers.
以下、このような有機EL層において、必須の構成である発光層について説明する。 Hereinafter, the light emitting layer which is an essential component in such an organic EL layer will be described.
(発光層)
EL素子において、発光層は必須の層であり、かつフルカラーおよびマルチカラーのディスプレイを製造する際には、パターニングを必要とする層である。
(Light emitting layer)
In the EL element, the light emitting layer is an essential layer, and is a layer that requires patterning when manufacturing full-color and multi-color displays.
この発光層を形成する材料としては、通常、色素系、金属錯体系、または高分子系の発光材料を挙げることができる。以下、本発明における発光層を形成する材料として、発光材料について説明する。 As a material for forming the light emitting layer, usually, a dye-based, metal complex-based, or polymer-based light-emitting material can be exemplified. Hereinafter, a light emitting material will be described as a material for forming the light emitting layer in the present invention.
(1)色素系材料
色素系材料としては、シクロペンダミン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、トリフェニルアミン誘導体、オキサジアゾ−ル誘導体、ピラゾロキノリン誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ジスチリルアリーレン誘導体、シロール誘導体、チオフェン環化合物、ピリジン環化合物、ペリノン誘導体、ペリレン誘導体、オリゴチオフェン誘導体、トリフマニルアミン誘導体、オキサジアゾールダイマー、ピラゾリンダイマー等を挙げることができる。
(1) Dye-type materials As dye-type materials, cyclopentamine derivatives, tetraphenylbutadiene derivatives, triphenylamine derivatives, oxadiazol derivatives, pyrazoloquinoline derivatives, distyrylbenzene derivatives, distyrylarylene derivatives, silole derivatives, Examples thereof include thiophene ring compounds, pyridine ring compounds, perinone derivatives, perylene derivatives, oligothiophene derivatives, trifumanylamine derivatives, oxadiazole dimers, pyrazoline dimers, and the like.
(2)金属錯体系材料
金属錯体系材料としては、アルミキノリノール錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、ベンゾオキサゾール亜鉛錯体、ベンゾチアゾール亜鉛錯体、アゾメチル亜鉛錯体、ポルフィリン亜鉛錯体、ユーロピウム錯体、イリジウム金属錯体、プラチナ金属錯体等、中心金属に、Al、Zn、Be等または、Tb、Eu、Dy等の希土類金属を有し、配位子にオキサジアゾール、チアジアゾール、フェニルピリジン、フェニルベンゾイミダゾール、キノリン構造等を有する金属錯体等を挙げることができる。
(2) Metal complex materials Metal complex materials include aluminum quinolinol complex, benzoquinolinol beryllium complex, benzoxazole zinc complex, benzothiazole zinc complex, azomethyl zinc complex, porphyrin zinc complex, europium complex, iridium metal complex, platinum metal. Complex, etc., center metal has Al, Zn, Be etc. or rare earth metal such as Tb, Eu, Dy etc., and ligand has oxadiazole, thiadiazole, phenylpyridine, phenylbenzimidazole, quinoline structure, etc. A metal complex etc. can be mentioned.
(3)高分子系材料
高分子系の材料としては、ポリパラフェニレンビニレン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、ポリシラン誘導体、ポリアセチレン誘導体等、ポリフルオレン誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、上記色素体、金属錯体系発光材料を高分子化したもの等を挙げることができる。
(3) Polymeric materials Polymeric materials include polyparaphenylene vinylene derivatives, polythiophene derivatives, polyparaphenylene derivatives, polysilane derivatives, polyacetylene derivatives, etc., polyfluorene derivatives, polyvinylcarbazole derivatives, the above dye bodies, metal complexes Examples include those obtained by polymerizing a system light emitting material.
5.絶縁層
次いで、絶縁層について説明する。本発明における絶縁層は、上記有機EL層の端部を覆うように形成されている。本発明においては、撥液性層の表面の高さを第1電極層の表面の高さよりも低くすることにより、第1電極層上に形成された有機EL層において、その端部における膜厚の薄さを要因として短絡等の不都合が生じるおそれがある場合でも、このように絶縁層を設けることにより、そのような不都合の発生を防止することができる。
5. Insulating Layer Next, the insulating layer will be described. The insulating layer in this invention is formed so that the edge part of the said organic EL layer may be covered. In the present invention, the thickness of the surface of the liquid repellent layer is made lower than the height of the surface of the first electrode layer, so that the film thickness at the end of the organic EL layer formed on the first electrode layer is reduced. Even if there is a possibility that inconvenience such as a short circuit may occur due to the thinness of the film, such an inconvenience can be prevented by providing the insulating layer in this way.
ここで、絶縁層の形状としては、上記有機EL層の端部を覆うことが可能な形状であれば特に限定はされない。具体的には、図3に示すように、2つの有機EL層33の端部から端部にかけて連なるように形成されていてもよいし、1つの有機EL層の片方の端部のみを被覆するような形状であってもよい。 Here, the shape of the insulating layer is not particularly limited as long as the end of the organic EL layer can be covered. Specifically, as shown in FIG. 3, the two organic EL layers 33 may be formed so as to be continuous from one end to the other, or only one end of one organic EL layer is covered. Such a shape may be used.
このような絶縁層は、マスクを介した蒸着法によってパターン形成することができる。 Such an insulating layer can be patterned by a vapor deposition method through a mask.
D.EL素子の製造方法
次いで、本発明のEL素子の製造方法について説明する。本発明のEL素子の製造方法は、第1電極層および撥液性層をパターン状に形成した後の工程の違いにより2つの態様に分けることができる。以下、本発明のEL素子の製造方法について第3実施態様および第4実施態様に分けて説明する。
D. Next, a method for manufacturing an EL element of the present invention will be described. The EL device manufacturing method of the present invention can be divided into two modes depending on the difference in the process after the first electrode layer and the liquid repellent layer are formed in a pattern. Hereinafter, the manufacturing method of the EL element of the present invention will be described separately for the third embodiment and the fourth embodiment.
1.第3実施態様
本実施態様のEL素子の製造方法は、ドライエッチング処理によりエッチングされえない第1電極層と、前記第1電極層よりも液体との接触角が高く、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、
前記第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記第1電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面にドライエッチング処理を施すドライエッチング処理工程と、
液体との接触角を高める接触角回復処理を、前記ドライエッチング処理工程後の、前記基板に対して施すことにより、前記撥液性層の液体との接触角を、前記ドライエッチング処理工程後よりも高くする接触角回復処理工程と
前記第1電極層上に、少なくとも発光層を含む有機EL層を形成する有機EL層形成用塗工液を塗布し、有機EL層をパターン状に形成する有機EL層形成工程と、
前記有機EL層形成工程後の基板の全面に再度ドライエッチング処理を施す再ドライエッチング処理工程と、
前記有機EL層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを有することを特徴とするものである。
1. Third Embodiment The method of manufacturing an EL element according to this embodiment has a higher contact angle between the first electrode layer that cannot be etched by the dry etching process and the liquid than the first electrode layer, and is etched by the dry etching process. A substrate preparation step of forming a liquid repellent layer in a pattern on the substrate;
Dry etching is performed on the entire surface of the substrate such that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the first electrode layer with respect to the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer. A dry etching treatment process for carrying out the treatment;
The contact angle recovery process for increasing the contact angle with the liquid is performed on the substrate after the dry etching process step, so that the liquid repellent layer has a contact angle with the liquid after the dry etching process step. The contact angle recovery treatment step of increasing the organic EL layer, and applying an organic EL layer forming coating solution for forming an organic EL layer including at least a light emitting layer on the first electrode layer to form an organic EL layer in a pattern An EL layer forming step;
A re-dry etching treatment step of performing dry etching treatment again on the entire surface of the substrate after the organic EL layer formation step;
And an insulating layer forming step of forming an insulating layer in a pattern so as to cover an end portion of the organic EL layer.
上記第1電極層は上記ドライエッチング処理においてエッチングされえないことから、基板の全面にドライエッチング処理を施しても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、撥液性層は、その表面が第1電極層の表面の高さよりも低くなるようにエッチングされることから、第1電極層上に有機EL層を形成する際、撥液性層の側面に有機EL層形成用途工液が付着することがないため、有機EL層は、その断面形状が凹形状に形成されにくい。さらに、ドライエッチング処理により、第1電極層表面の濡れ性が向上していることから、有機EL層形成用塗工液は第1電極層上に良好に濡れ広がり均一な膜として形成することができる。また、ドライエッチング処理工程の後に接触角回復処理工程を行うことにより、ドライエッチング処理により一度低下した撥液性層の撥液性を再び所定の程度まで回復させることができる。さらに、再ドライエッチング処理工程を行うことにより、再度撥液性層の撥液性を低下させ、絶縁層を所望の形状に形成しやすくしている。 Since the first electrode layer cannot be etched in the dry etching process, only the liquid repellent layer can be selectively etched even if the entire surface of the substrate is subjected to the dry etching process. At this time, the liquid repellent layer is etched so that the surface thereof is lower than the height of the surface of the first electrode layer. Therefore, when the organic EL layer is formed on the first electrode layer, the liquid repellent layer is formed. Since the working liquid for organic EL layer formation does not adhere to the side surface of the organic EL layer, the cross-sectional shape of the organic EL layer is difficult to be formed in a concave shape. Furthermore, since the wettability of the surface of the first electrode layer is improved by the dry etching process, the organic EL layer forming coating solution can be well spread and formed on the first electrode layer as a uniform film. it can. Further, by performing the contact angle recovery process after the dry etching process, the liquid repellency of the liquid repellent layer once lowered by the dry etching process can be recovered to a predetermined degree again. Further, by performing the re-dry etching treatment step, the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered again, and the insulating layer can be easily formed into a desired shape.
このような利点を有する本発明のEL素子の製造方法について図面を用いて説明する。図4は、本発明のEL素子の製造方法の一例を示した工程図である。まず、図4(a)に示すように、第1電極層41がパターン状に形成された基板40上に、この第1電極層41よりも液体の接触角が高い撥液性層を形成する撥液性層形成用塗工液を塗布し、撥液性膜42を成膜する。なお、上記撥液性膜42は、撥液性物質αを含むものである。
A method for manufacturing the EL element of the present invention having such advantages will be described with reference to the drawings. FIG. 4 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing an EL element of the present invention. First, as shown in FIG. 4A, a liquid repellent layer having a higher liquid contact angle than the
次に、図4(b)に示すように、マスク43を介して紫外線44を照射した後、現像、洗浄することにより撥液性膜42のパターニングを行う。これにより第1電極層41間にパターン状に撥液性層42´を形成することができる(図4(c)参照)。
Next, as shown in FIG. 4B, after the
さらに、図4(d)に示すように、このような第1電極層41および撥液性層42´を有する基板40の全面にドライエッチング処理45を施す。この際、第1電極層41はドライエッチング処理45によりエッチングされないことから、基板40の全面にドライエッチング処理45を施しても、撥液性層42´のみがエッチングされる。また、本発明においては、撥液性層42´を、その表面が第1電極層41の表面の高さよりも低くなるようにドライエッチング処理45を行う。
Further, as shown in FIG. 4D, a
このエッチング処理45により、例えば、撥液性膜42のパターニングを行った際に、撥液性膜42が除去された第1電極層41上に残存する撥液性膜42の残渣(撥液性物質α)等を除去することができる。よって、ドライエッチング処理45後は、第1電極層41表面の親液性を高めることができる。また、本発明においては、撥液性層42´に対してもドライエッチング処理45が施されることから、撥液性層42´も親液化され、その撥液性は低下する。
By this
そこで、図4(e)に示すように、加熱処理46を施す。本発明においては、加熱処理46を施すことにより、上記ドライエッチング処理45により一度低下した撥液性層42´の撥液性を、所定の程度まで再び高めることができる。すなわち、ドライエッチング処理45後の撥液性層42´と比較して、加熱処理46後の撥液性層42´の方が、液体との接触角を高くすることができる。よって、第1電極層41および撥液性層42´の濡れ性の差を大きくすることができるので、第1電極層上に発光層を精度良く形成することが可能となる。
Therefore,
さらに、図4(f)に示すように、第1電極層41上に吐出法により発光層形成用塗工液を塗布し、発光層47を形成する。本発明においては、第1電極層41および撥液性層42´における濡れ性の違いによるパターンが形成されていることから、このパターンを利用して第1電極層41上に発光層47をパターン状に形成することができる。さらに、第1電極層41の表面の方が、撥液性層42´の表面よりも高く形成されているので、発光層形成用塗工液は撥液性層42´の側面の影響を受けない。さらにまた、図4(d)に示すドライエッチング処理45により、第1電極層41表面は高い親液性を有することから、発光層形成用塗工液は第1電極層41上に良好に濡れ広がる。
Further, as shown in FIG. 4 (f), a light emitting layer forming coating solution is applied onto the
上記発光層47が形成された基板40に対して、図4(g)に示すように、再びドライエッチング処理45を基板40の全面に施す。この際のドライエッチング処理45は、発光層47および撥液性層42´の表面を改質することにより、発光層47および撥液性層42´の親液化を図る。次いで、図4(h)に示すように、撥液性層42´上および発光層47の端部を覆うように絶縁層48を形成する。本発明においては、再度ドライエッチング処理を施すことにより撥液性層42´の表面を親液化しているので、所定の位置に絶縁層48を形成しやすくなる。また、このように絶縁層48を形成することにより、端部の膜厚の薄さを要因として短絡等の不都合が生じるおそれがある場合でも、そのような不都合を容易に解消することができる。
A
この後、発光層47上に第2電極層を形成することにより、EL素子を製造することができる。
Thereafter, an EL element can be manufactured by forming a second electrode layer on the
以下、本発明のEL素子の製造方法について各工程ごとに分けて詳細に説明する。なお、ドライエッチング処理工程および接触角回復処理工程に関しては、上記「B.パターニング用基板の製造方法」と同様なのでここでの説明は省略する。 Hereinafter, the EL device manufacturing method of the present invention will be described in detail for each process. Note that the dry etching process and the contact angle recovery process are the same as in “B. Patterning Substrate Manufacturing Method” above, and thus the description thereof is omitted here.
(1)基板調製工程
まず、基板調製工程について説明する。本発明における基板調製工程は、ドライエッチング処理によりエッチングされえない第1電極層と、前記第1電極層よりも液体との接触角が高く、ドライエッチング処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する工程である。
(1) Substrate preparation step First, the substrate preparation step will be described. The substrate preparation step in the present invention includes a first electrode layer that cannot be etched by a dry etching process, and a liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the first electrode layer and is etched by the dry etching process. This is a step of forming a pattern on a substrate.
なお、ここでいうドライエッチング処理によりエッチングされえないとは、上述した非ドライエッチング部の場合と同様に、第1電極層自体が、ドライエッチング処理により影響を受けることがなく、その表面が削り取られないことを意味している。このような第1電極層にドライエッチング処理を施すと、第1電極層自体に変化は生じないが、その表面に存在する異物等を除去することができるので、結果的に第1電極層の濡れ性を向上させることができる。 It should be noted that the fact that the etching cannot be performed by the dry etching process here means that the first electrode layer itself is not affected by the dry etching process as in the case of the non-dry etching part described above, and the surface thereof is shaved off. It means not. When dry etching treatment is performed on such a first electrode layer, the first electrode layer itself does not change, but foreign matters and the like existing on the surface can be removed. The wettability can be improved.
本工程では、第1電極層と撥液性層とがパターン状に形成された基板を準備する。このような本工程において第1電極層および撥液性層を基板上に形成する順序は特に限定はされない。第1電極層を形成した後、撥液性層を形成しても良く、またその逆であってもよい。中でも、第1電極層を形成した後、撥液性層を形成することが好ましい。このような順序で第1電極層および撥液性層を形成した場合には、第1電極層上に成膜された撥液性層を除去することにより撥液性層のパターニングを行うが、この際、第1電極層上に残存する撥液性層の残渣を、ドライエッチング処理工程により除去することが可能であり、本発明の効果をより有効に活かすことができるからである。 In this step, a substrate on which the first electrode layer and the liquid repellent layer are formed in a pattern is prepared. In this process, the order in which the first electrode layer and the liquid repellent layer are formed on the substrate is not particularly limited. After forming the first electrode layer, a liquid repellent layer may be formed, or vice versa. In particular, it is preferable to form the liquid repellent layer after forming the first electrode layer. When the first electrode layer and the liquid repellent layer are formed in this order, the liquid repellent layer is patterned by removing the liquid repellent layer formed on the first electrode layer. At this time, the residue of the liquid repellent layer remaining on the first electrode layer can be removed by the dry etching treatment step, and the effects of the present invention can be utilized more effectively.
例えば、基板上に第1電極層を形成する方法としては、公知の方法を用いることができ、具体的には、湿式塗工、蒸着法、スパッタリング法、CVD法等を挙げることができる。 For example, a known method can be used as a method for forming the first electrode layer on the substrate, and specific examples include wet coating, vapor deposition, sputtering, and CVD.
なお、撥液性層を形成する方法については、上記「B.パターニング用基板の製造方法 1.基板調製工程」の項目に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。また、第1電極層および撥液性層については、上記「C.EL素子」の中に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。
The method for forming the liquid repellent layer is the same as that described in the item “B. Patterning
(2)有機EL層形成工程
次に、有機EL層形成工程について説明する。有機EL層形成工程は、第1電極層上に有機EL層を形成する有機EL層形成用塗工液を塗布し、有機EL層をパターン状に形成する工程である。
(2) Organic EL layer forming step Next, the organic EL layer forming step will be described. The organic EL layer forming step is a step of applying an organic EL layer forming coating solution for forming an organic EL layer on the first electrode layer to form the organic EL layer in a pattern.
本工程において有機EL層形成用塗工液を塗布する際の塗布法としては、特に限定はされないが、吐出法であることが好ましい。予め基板上に形成された第1電極層および撥液性層における濡れ性の違いによるパターンを有効に利用して、有機EL層形成用塗工液をパターン状に塗布することができるからである。中でもインクジェット法を用いることが好ましい。 The application method for applying the organic EL layer forming coating solution in this step is not particularly limited, but is preferably a discharge method. This is because the organic EL layer forming coating liquid can be applied in a pattern by effectively utilizing the pattern due to the difference in wettability between the first electrode layer and the liquid repellent layer previously formed on the substrate. . Among these, it is preferable to use an ink jet method.
また、本工程で用いる有機EL層形成用塗工液としては、本発明における有機EL層が、上述したように少なくとも発光層を含むものであることから、発光層を形成する発光層形成用塗工液を挙げることができる。 In addition, as the organic EL layer forming coating solution used in this step, the organic EL layer in the present invention includes at least the light emitting layer as described above, and thus the light emitting layer forming coating solution for forming the light emitting layer. Can be mentioned.
このような発光層形成用塗工液は、通常、発光材料、溶媒、およびドーピング剤等の添加剤により構成されるものである。なお、フルカラー化等を行なう場合は、複数色の発光層が形成されるものであるので、複数種類の発光層形成用塗工液が通常用いられる。 Such a light emitting layer forming coating solution is usually composed of a light emitting material, a solvent, and additives such as a doping agent. In addition, when performing full color etc., since the light emitting layer of several colors is formed, the coating liquid for several types of light emitting layer formation is normally used.
本発明における発光層形成用塗工液に使用可能な溶媒としては、上記「C.EL素子」に記載の発光材料を溶解もしくは分散させることができる溶媒であれば特に限定されるものではない。具体的には、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレン等を挙げることができる。 The solvent that can be used for the light emitting layer forming coating solution in the present invention is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the light emitting material described in the above “C. EL element”. Specific examples include chloroform, methylene chloride, dichloroethane, tetrahydrofuran, toluene, xylene and the like.
さらに、添加剤としては、例えば、発光層中の発光効率の向上、発光波長を変化させる等の目的でドーピング材料を挙げることができる。このドーピング材料としては例えば、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ルブレン誘導体、キナクリドン誘導体、スクアリウム誘導体、ポルフィレン誘導体、スチリル系色素、テトラセン誘導体、ピラゾリン誘導体、デカシクレン、フェノキサゾン等を挙げることができる。また吐出性を向上させる目的で、界面活性剤等を添加してもよい。 Further, examples of the additive include a doping material for the purpose of improving the light emission efficiency in the light emitting layer and changing the light emission wavelength. Examples of the doping material include perylene derivatives, coumarin derivatives, rubrene derivatives, quinacridone derivatives, squalium derivatives, porphyrene derivatives, styryl dyes, tetracene derivatives, pyrazoline derivatives, decacyclene, phenoxazone, and the like. Further, a surfactant or the like may be added for the purpose of improving the ejection property.
なお、発光層形成用塗工液を構成する発光材料に関しては、上記「C.EL素子」の欄に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。 The light-emitting material constituting the light-emitting layer forming coating solution is the same as that described in the column “C. EL element”, and the description thereof is omitted here.
このような発光層の膜厚としては、10nm〜1000nmの範囲内、中でも、10nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。上記範囲であれば、発光層としての機能を得るのに充分であるからである。 The thickness of such a light emitting layer is preferably in the range of 10 nm to 1000 nm, and more preferably in the range of 10 nm to 500 nm. This is because the above range is sufficient to obtain a function as a light emitting layer.
(3)再ドライエッチング処理工程
本発明において、再ドライエッチング処理工程は、前記有機EL層形成工程後の基板の全面に再度ドライエッチング処理を施す工程である。
(3) Re-dry etching process In the present invention, the re-dry etching process is a process of again performing dry etching on the entire surface of the substrate after the organic EL layer forming process.
本発明においては、後述する絶縁層形成工程を行う前に再びドライエッチング処理を基板の全面に施す。一般的に、ドライエッチング処理を施すことにより、不要な箇所に存在する異物等の残渣を除去することができ、または表面が改質されるため、親液性を高めることができる。したがって、本発明においては、撥液性層および有機EL層の親液化を図ることができる。これにより撥液性層においてはその撥液性が低下するため、後述する絶縁層を形成する際、有機EL層の端部を覆うように、所望の形状に形成することが容易となる。 In the present invention, the dry etching process is again performed on the entire surface of the substrate before performing the insulating layer forming process described later. In general, by performing a dry etching process, residues such as foreign matters existing in unnecessary portions can be removed, or the surface is modified, so that lyophilicity can be improved. Therefore, in the present invention, the lyophobic layer and the organic EL layer can be made lyophilic. Accordingly, since the liquid repellency of the liquid repellent layer is lowered, it is easy to form a desired shape so as to cover an end portion of the organic EL layer when an insulating layer described later is formed.
このような本工程におけるドライエッチング処理については、上記「B.パターニング用基板の製造方法」の中に記載した方法と同様なのでここでの説明は省略する。 Such a dry etching process in this step is the same as the method described in “B. Patterning Substrate Manufacturing Method”, and therefore the description thereof is omitted here.
(4)絶縁層形成工程
本発明における絶縁層形成工程は、前記第1電極層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する工程である。
(4) Insulating layer forming step The insulating layer forming step in the present invention is a step of forming an insulating layer in a pattern so as to cover an end of the first electrode layer.
このように絶縁層を形成することにより、端部において生じるおそれがある電荷集中または短絡等を防止することができる。したがって、表示特性に優れたEL素子を製造することができる。 By forming the insulating layer in this way, it is possible to prevent charge concentration or short circuit that may occur at the end. Accordingly, an EL element having excellent display characteristics can be manufactured.
このような絶縁層は、有機EL層の端部を覆うような形状であれば特に限定はされない。例えば、2つの有機EL層の端部から端部にかけて連なるように、撥液性層上に形成されていてもよく、有機EL層の片方の端部のみを被覆するように形成されていてもよい。 Such an insulating layer is not particularly limited as long as it has a shape that covers the end of the organic EL layer. For example, the two organic EL layers may be formed on the liquid repellent layer so as to be continuous from end to end, or may be formed so as to cover only one end of the organic EL layer. Good.
このような形状に絶縁層を形成する方法としては、マスクを介した蒸着法等を挙げることができる。 Examples of the method for forming the insulating layer in such a shape include a vapor deposition method through a mask.
このようにして絶縁層を形成した後、有機EL層上に第2電極層等を形成する工程を行うことにより、EL素子を製造することができる。 Thus, after forming an insulating layer, an EL element can be manufactured by performing the process of forming a 2nd electrode layer etc. on an organic EL layer.
2.第4実施態様
次に、第4実施態様のEL素子の製造方法について説明する。
2. Fourth Embodiment Next, a method for manufacturing an EL element according to a fourth embodiment will be described.
本実施態様のEL素子の製造方法は、プラズマ照射処理によりエッチングされえない第1電極層と、前記第1電極層よりも液体との接触角が高く、プラズマ照射処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する基板調製工程と、
前記第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記第1電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面にプラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程と、
前記第1電極層上に少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセント層を形成する有機エレクトロルミネッセント層形成用塗工液を塗布し、有機エレクトロルミネッセント層をパターン状に形成する有機エレクトロルミネッセント層形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセント層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する絶縁層形成工程とを有することを特徴とするものである。
The EL device manufacturing method of this embodiment has a liquid repellency that has a higher contact angle between the first electrode layer that cannot be etched by the plasma irradiation treatment and the liquid than the first electrode layer, and is etched by the plasma irradiation treatment. A substrate preparation step of forming a layer in a pattern on the substrate;
Plasma irradiation is performed on the entire surface of the substrate such that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the first electrode layer relative to the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer. A plasma irradiation treatment process for carrying out the treatment;
An organic electroluminescent layer-forming coating solution for forming an organic electroluminescent layer including at least a light emitting layer is applied on the first electrode layer, and the organic electroluminescent layer is formed in a pattern. A luminescent layer forming step;
An insulating layer forming step of forming an insulating layer in a pattern so as to cover an end portion of the organic electroluminescent layer.
上記第1電極層は上記プラズマ照射処理においてエッチングされえないことから、基板の全面にプラズマ照射処理を施しても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることができる。この際、撥液性層は、その表面が第1電極層の表面の高さよりも低くなるようにエッチングされることから、第1電極層上に有機EL層を形成する際、撥液性層の側面に有機EL層形成用途工液が付着することがないため、有機EL層の断面形状が凹形状に形成されにくくなる。また、プラズマ照射処理を施すと、異物等の残渣を除去することができるため、上記プラズマ照射処理工程後は、第1電極層の親液性を高めることができる。したがって、有機EL層形成工程において、有機EL層形成用塗工液を第1電極層上に塗布すると、良好に濡れ広がり、所定の領域に精度良く有機EL層を形成することができる。 Since the first electrode layer cannot be etched in the plasma irradiation process, only the liquid repellent layer can be selectively etched even if the entire surface of the substrate is subjected to the plasma irradiation process. At this time, the liquid repellent layer is etched so that the surface thereof is lower than the height of the surface of the first electrode layer. Therefore, when the organic EL layer is formed on the first electrode layer, the liquid repellent layer is formed. Since the working liquid for organic EL layer forming application does not adhere to the side surfaces of the organic EL layer, the cross-sectional shape of the organic EL layer is difficult to be formed in a concave shape. In addition, when plasma irradiation treatment is performed, residues such as foreign matters can be removed, so that the lyophilicity of the first electrode layer can be enhanced after the plasma irradiation treatment step. Therefore, when the organic EL layer forming coating liquid is applied onto the first electrode layer in the organic EL layer forming step, the organic EL layer can be formed in a predetermined region with high precision and wettability.
このような利点を有する本実施態様のEL素子の製造方法について説明する。なお、本実施態様における有機EL層形成工程および絶縁層形成工程は、上述した第3実施態様と同様なのでここでの説明は省略する。 A method for manufacturing the EL element of this embodiment having such advantages will be described. In addition, since the organic EL layer forming step and the insulating layer forming step in this embodiment are the same as those in the third embodiment described above, description thereof is omitted here.
(1)基板調製工程
まず、基板調製工程について説明する。本実施態様における基板調製工程は、プラズマ照射処理によりエッチングされえない第1電極層と、前記第1電極層よりも液体との接触角が高く、プラズマ照射処理によりエッチングされる撥液性層とを基板上にパターン状に形成する工程である。
(1) Substrate preparation step First, the substrate preparation step will be described. The substrate preparation process in this embodiment includes a first electrode layer that cannot be etched by plasma irradiation treatment, a liquid repellent layer that has a higher contact angle with the liquid than the first electrode layer and is etched by plasma irradiation treatment, Is formed in a pattern on the substrate.
本工程において用いられる第1電極層は、プラズマ照射処理によりエッチングされえないものである。したがって、後述するプラズマ照射処理において、基板の全面にプラズマ照射処理を施しても、撥液性層のみを選択的にエッチングすることが可能である。具体的にこのような第1電極層は、上記「C.EL素子」の中に記載したものと同様のものを用いることができる。 The first electrode layer used in this step cannot be etched by the plasma irradiation treatment. Therefore, only the liquid repellent layer can be selectively etched even if the entire surface of the substrate is subjected to a plasma irradiation process in a plasma irradiation process described later. Specifically, the first electrode layer may be the same as that described in the above “C. EL element”.
なお、本工程において、第1電極層および撥液性層の形成方法に関しては、上述した第3実施態様と同様なのでここでの説明は省略する。 In this step, the method for forming the first electrode layer and the liquid repellent layer is the same as that in the third embodiment described above, and a description thereof will be omitted.
(2)プラズマ照射処理工程
本実施態様において、プラズマ照射処理工程は、第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記第1電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、基板の全面にプラズマ照射処理を施す工程である。
(2) Plasma irradiation treatment step In this embodiment, the plasma irradiation treatment step is performed on the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer, with the liquid repellent layer being higher than the surface height of the first electrode layer. In this step, the entire surface of the substrate is subjected to plasma irradiation treatment so that the surface of the substrate becomes lower.
プラズマ照射処理を施すことにより、不要な箇所に存在する異物等の残渣を除去することができる。例えば、基板調製工程において、第1電極層を形成した後、撥液性層を形成した場合には、撥液性層が除去された領域、すなわち、第1電極層上に残存する撥液性層の残渣を除去することができるため、第1電極層の親液化を図ることができる。 By performing the plasma irradiation treatment, it is possible to remove residues such as foreign matters present in unnecessary portions. For example, when the liquid repellent layer is formed after forming the first electrode layer in the substrate preparation step, the liquid repellent remaining on the region where the liquid repellent layer has been removed, that is, the first electrode layer. Since the residue of the layer can be removed, the first electrode layer can be made lyophilic.
このような本工程におけるプラズマ照射処理については、上述した「パターニング用基板の製造方法 1.第1実施態様」の中に記載したものと同様なのでここでの説明は省略する。
Since the plasma irradiation process in this step is the same as that described in the above-mentioned “Method for
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
(実施例)
(パターニング用基板の作製)
ガラス基板上に、第1電極層としてITOをストライプ状に形成した。さらに、撥液性を有する材料として、モディパーF110(日本油脂社製)を20wt%混合したポジ型感光性樹脂TFR−H(東京応化社製)をITOが形成されたガラス基板全面にスピン塗布により成膜し、フォトマスクを用いて露光を行い、アルカリ現像液(NMD−3 東京応化社製)により現像を行った。これにより、パターン状に形成された撥液性層を得た。
(Example)
(Production of patterning substrate)
On the glass substrate, ITO was formed in a stripe shape as the first electrode layer. Furthermore, as a material having liquid repellency, a positive photosensitive resin TFR-H (manufactured by Tokyo Ohka Co., Ltd.) mixed with 20% by weight of Modiper F110 (manufactured by Nippon Oil & Fats Co., Ltd.) is spin coated on the entire glass substrate on which ITO is formed. The film was formed, exposed using a photomask, and developed with an alkali developer (NMD-3, manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.). As a result, a liquid repellent layer formed in a pattern was obtained.
次に、表面に撥液性層を有するガラス基板全面に、撥液性層上部がITOの上部よりも低くなるまで、ドライエッチング処理として酸素プラズマ処理を行った。さらに、ホットプレートで、加熱温度を150℃とし加熱処理を行ない、パターニング用基板を作製した。 Next, oxygen plasma treatment was performed as a dry etching treatment on the entire surface of the glass substrate having a liquid repellent layer on the surface until the upper portion of the liquid repellent layer was lower than the upper portion of ITO. Further, a heating process was performed with a hot plate at a temperature of 150 ° C. to produce a patterning substrate.
このように加熱処理が施されたパターニング用基板のITO上に、有機EL層形成用塗工液をインクジェット法により塗布し、有機EL層を形成した。有機EL層を形成した後、再ドライエッチング処理として酸素プラズマ処理をガラス基板の全面に施した。そして、撥液性層表面と有機EL層の端部を覆うように、絶縁層を真空蒸着法により成膜した。カソードとして有機EL層上にカルシウムを蒸着し、さらに、銀を蒸着することによりEL素子を得た。 On the ITO of the patterning substrate thus heat-treated, an organic EL layer forming coating solution was applied by an ink jet method to form an organic EL layer. After forming the organic EL layer, an oxygen plasma treatment was applied to the entire surface of the glass substrate as a re-dry etching treatment. And the insulating layer was formed into a film by the vacuum evaporation method so that the liquid repellent layer surface and the edge part of an organic electroluminescent layer might be covered. As a cathode, calcium was vapor-deposited on the organic EL layer, and further silver was vapor-deposited to obtain an EL device.
上記EL素子における有機EL層の膜厚分布を図6のBに示す。 The film thickness distribution of the organic EL layer in the EL element is shown in FIG.
(比較例)
ドライエッチング処理および加熱処理を施さなかった以外は、上記実施例と同様にしてパターニング用基板を作製した。これにより、撥液性層がITO上部よりも高く形成されたパターニング用基板が作製された。このパターニング用基板のITO上に上記実施例と同様の有機EL層形成用塗工液をインクジェット法により塗布し上記実施例と同様にEL素子を作製した。このようなEL素子における有機EL層の膜厚分布を図6のAに示す。
(Comparative example)
A patterning substrate was produced in the same manner as in the above example except that the dry etching treatment and the heat treatment were not performed. As a result, a patterning substrate in which the liquid repellent layer was formed higher than the upper part of the ITO was produced. On the ITO of this patterning substrate, the same organic EL layer forming coating solution as in the above example was applied by an ink jet method to produce an EL device in the same manner as in the above example. The film thickness distribution of the organic EL layer in such an EL element is shown in FIG.
(評価)
図6に示す結果から、実施例のように、撥液性層上部をITO上部よりも低く形成することにより、撥液性層上部がITO上部よりも高く形成された比較例と比較して中心部と端部との膜厚差が小さく、膜厚の均一性を図ることが可能であることが分かる。
(Evaluation)
From the results shown in FIG. 6, the upper part of the liquid-repellent layer is formed lower than the upper part of the ITO as in the example, so that the upper part of the liquid-repellent layer is formed higher than the upper part of the ITO. It can be seen that the difference in film thickness between the part and the end part is small, and the film thickness can be made uniform.
また、実施例においては、ドライエッチング処理および加熱処理を施していることからITO上にインクジェット法により有機EL層形成用塗工液を塗布した際、ITO上にのみ良好に広がり、撥液性層上には広がらずITO上に有機EL層を積層することができた。 In the examples, since the dry etching treatment and the heat treatment are performed, when the coating liquid for forming the organic EL layer is applied onto the ITO by the ink jet method, the liquid repellent layer spreads well only on the ITO. The organic EL layer could be laminated on ITO without spreading on top.
1 … 基板
2 … 非ドライエッチング部
3 … 撥液性層
α … 撥液性物質
DESCRIPTION OF
Claims (8)
前記電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面に酸素プラズマ照射処理を施すドライエッチング処理工程と、
純水との接触角を高める接触角回復処理を、前記ドライエッチング処理工程後の、前記基板に対して施すことにより、前記撥液性層の純水との接触角を、前記ドライエッチング処理工程後よりも高くする接触角回復処理工程と、
を有するパターニング用基板の製造方法であって、
前記パターニング用基板が、有機エレクトロルミネッセント素子に用いられることを特徴とするパターニング用基板の製造方法。 And etching Saree no electrode layer by oxygen plasma irradiation process, the substrate to form the electrode high contact angle with pure water than layer pattern and a liquid repellent layer is etched by the oxygen plasma irradiation process on the substrate A preparation process;
The substrate having the electrode layer and the liquid repellent layer is subjected to oxygen plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate so that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface height of the electrode layer. A dry etching process,
The contact angle recovery treatment for increasing the contact angle with pure water is performed on the substrate after the dry etching treatment step, so that the contact angle of the liquid repellent layer with pure water is changed to the dry etching treatment step. A contact angle recovery treatment process to be higher than after,
A method for producing a patterning substrate comprising:
A patterning substrate manufacturing method , wherein the patterning substrate is used in an organic electroluminescent element .
前記電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面に酸素プラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程と有するパターニング用基板の製造方法であって、
前記パターニング用基板が、有機エレクトロルミネッセント素子に用いられることを特徴とするパターニング用基板の製造方法。 And etching Saree no electrode layer by oxygen plasma irradiation process, the substrate to form the electrode high contact angle with pure water than layer pattern and a liquid repellent layer is etched by the oxygen plasma irradiation process on the substrate A preparation process;
The substrate having the electrode layer and the liquid repellent layer is subjected to oxygen plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate so that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface height of the electrode layer. A method of manufacturing a patterning substrate having a plasma irradiation treatment step ,
A patterning substrate manufacturing method , wherein the patterning substrate is used in an organic electroluminescent element .
前記第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記第1電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面に酸素プラズマ照射処理を施すドライエッチング処理工程と、
純水との接触角を高める接触角回復処理を、前記ドライエッチング処理工程後の、前記基板に対して施すことにより、前記撥液性層の純水との接触角を、前記ドライエッチング処理工程後よりも高くする接触角回復処理工程と、
前記第1電極層上に少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセント層を形成する有機エレクトロルミネッセント層形成用塗工液を塗布し、有機エレクトロルミネッセント層をパターン状に形成する有機エレクトロルミネッセント層形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセント層形成工程後の基板の全面に再度酸素プラズマ照射処理を施す再ドライエッチング処理工程と、
前記有機エレクトロルミネッセント層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。 A first electrode layer that cannot be etched by the oxygen plasma irradiation treatment and a liquid repellent layer that has a higher contact angle with pure water than the first electrode layer and is etched by the oxygen plasma irradiation treatment are patterned on the substrate. A substrate preparation step to be formed on,
Oxygen plasma is applied to the entire surface of the substrate such that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the first electrode layer with respect to the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer. A dry etching treatment process for performing irradiation treatment;
The contact angle recovery treatment for increasing the contact angle with pure water is performed on the substrate after the dry etching treatment step, so that the contact angle of the liquid repellent layer with pure water is changed to the dry etching treatment step. A contact angle recovery treatment process to be higher than after,
An organic electroluminescent layer-forming coating solution for forming an organic electroluminescent layer including at least a light emitting layer is applied on the first electrode layer, and the organic electroluminescent layer is formed in a pattern. A luminescent layer forming step;
A re-dry etching treatment step of again performing oxygen plasma irradiation treatment on the entire surface of the substrate after the organic electroluminescent layer formation step;
And an insulating layer forming step of forming an insulating layer in a pattern so as to cover an end portion of the organic electroluminescent layer.
前記第1電極層および撥液性層を有する基板に対して、前記第1電極層の表面の高さよりも前記撥液性層の表面の方が低くなるように、前記基板の全面に酸素プラズマ照射処理を施すプラズマ照射処理工程と、
前記第1電極層上に少なくとも発光層を含む有機エレクトロルミネッセント層を形成する有機エレクトロルミネッセント層形成用塗工液を塗布し、有機エレクトロルミネッセント層をパターン状に形成する有機エレクトロルミネッセント層形成工程と、
前記有機エレクトロルミネッセント層の端部を覆うようにパターン状に絶縁層を形成する絶縁層形成工程と
を有することを特徴とするエレクトロルミネッセント素子の製造方法。 A first electrode layer that cannot be etched by the oxygen plasma irradiation treatment and a liquid repellent layer that has a higher contact angle with pure water than the first electrode layer and is etched by the oxygen plasma irradiation treatment are patterned on the substrate. A substrate preparation step to be formed on,
Oxygen plasma is applied to the entire surface of the substrate such that the surface of the liquid repellent layer is lower than the surface of the first electrode layer with respect to the substrate having the first electrode layer and the liquid repellent layer. A plasma irradiation treatment process for performing irradiation treatment;
An organic electroluminescent layer-forming coating solution for forming an organic electroluminescent layer including at least a light emitting layer is applied on the first electrode layer, and the organic electroluminescent layer is formed in a pattern. A luminescent layer forming step;
And an insulating layer forming step of forming an insulating layer in a pattern so as to cover an end portion of the organic electroluminescent layer.
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