有機ＥＬ表示装置の製造方法
【課題】高効率、長寿命かつ高精細の有機ＥＬ表示装置を低コストで製造できる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供する。
【解決手段】少なくとも低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層１２、１３ａ、１９、１４を形成する工程と、有機化合物層の上に中間層２１、２２を形成する工程と、中間層上にレジスト層２３を形成する工程と、レジスト層２３にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、紫外光が照射された領域のレジスト層を部分的に除去する工程と、レジスト層が除去された領域の有機化合物層を除去する工程と、を有しており、レジスト層２３はポジ型レジストで構成される層であり、中間層は、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層２１を含む。
【解決手段】少なくとも低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層１２、１３ａ、１９、１４を形成する工程と、有機化合物層の上に中間層２１、２２を形成する工程と、中間層上にレジスト層２３を形成する工程と、レジスト層２３にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、紫外光が照射された領域のレジスト層を部分的に除去する工程と、レジスト層が除去された領域の有機化合物層を除去する工程と、を有しており、レジスト層２３はポジ型レジストで構成される層であり、中間層は、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層２１を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は、複数の有機ＥＬ素子をマトリクス状に配列させてなる表示装置（ディスプレイ）である。有機ＥＬ表示装置は、コントラストが高く、薄型化が容易なことから、フラットパネルディスプレイの有力候補として注目されている。また、有機ＥＬ表示装置は、液晶に比べて応答速度が非常に速く、動画表示に適していると考えられている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の表示領域は、例えば、赤・緑・青の３色の有機ＥＬ素子のいずれかを含む副画素によって、２次元的に高精細に分割されている。各副画素の発光量を制御することにより、所望のフルカラーの画像を得ることができる。
【０００４】
高精細化された有機ＥＬ表示装置を作製する方法に関しては、様々な方法が提案されている。そのうちの１つとしてフォトリソグラフィーを利用した方法がある。例えば、特許文献１では、基板全面に成膜した有機化合物層をフォトリソグラフィー法によりパターニングを行ない、所定の場所にのみ当該有機化合物層を残す工程を３色分繰り返した後に共通電極を成膜する方法が開示されている。また特許文献２では、有機材料層上に光吸収材料を含有するアルコール可溶性ナイロンからなる中間層及びレジスト材料層を形成する工程と、それらをパターニングする工程を有する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８３９２７６号公報
【特許文献２】特許第４５０７７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし発明者らが鋭意研究した結果、フォトリソグラフィー法を利用して有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層のパターニングを行なう際に、以下のような問題が存在することが明らかになった。
【０００７】
それは、フォトリソグラフィー法で用いる露光用の光源から発する光が紫外領域の光を有するため、この紫外領域の光によって有機ＥＬ素子の構成材料の劣化が生じる可能性がある、という問題である。一般的な有機ＥＬ素子の構成材料である有機化合物に含まれる炭素−炭素結合の結合エネルギーは３ｅＶ（波長４１３ｎｍ）程度である。このため、フォトリソグラフィー法で用いる光源から発する光に紫外光が含まれていると、有機ＥＬ素子の構成材料がこの紫外光に晒されることになる。そうすると有機ＥＬ素子の構成材料である有機化合物が有する炭素−炭素結合等の結合が切断され、その結果、有機ＥＬ素子の発光効率及び発光寿命が低下する場合があった。
【０００８】
また特許文献２に開示されている方法、即ち、光吸収材料を含有する中間層を有機ＥＬ素子の構成材料上に設ける方法も、この中間層の膜厚を十分に厚くしないと紫外光の遮光が十分でない場合があった。また特許文献２に開示されている方法では、使用される光吸収材料が中間層を除去する際に残渣として残る場合があり、この残渣が有機ＥＬ素子の発光特性を低下させる原因になっていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高効率、長寿命かつ高精細の有機ＥＬ表示装置を低コストで製造できる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、フォトリソグラフィー法による有機化合物層のパターニング工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
少なくとも低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、前記紫外光が照射された領域の前記レジスト層を部分的に除去する工程と、
前記レジスト層が除去された領域の前記有機化合物層を除去する工程と、を有しており、
前記レジスト層はポジ型レジストで構成される層であり、
前記中間層は、前記有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高効率、長寿命かつ高精細の有機ＥＬ表示装置を低コストで製造できる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。
【００１２】
本発明の製造方法では、フォトリソグラフィー法による有機化合物層の加工の際に、加工の対象となる有機化合物層を残したい領域にポジ型レジストが設けられており、このポジ型レジストがフォトマスク（の遮光部分）と共に露光光源の光を遮断する。このため、残存する有機化合物層には、露光工程で使用されるフォトレジスト感光用の紫外光が照射されないため、装置内に備える有機ＥＬ素子のダメージがなくなる。一方、所定の溶媒に選択的に溶解可能な高分子材料は、その構造ゆえに低分子有機ＥＬ材料よりエッチングされにくく残渣が残りやすい。その代表例として、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。ただし、所定の溶媒に対する溶解性を確保するため、塗布した後に架橋構造が形成される樹脂とは異なり、その構造は三次元に網目状に結合されたものではなく、鎖状の高分子である。このため、エッチングが不均一に行われやすくエッチング後に残渣が残りやすい場合がある。本発明では、エッチングされる部分について、パターニング用のマスクを挟んで露光工程で使用するＵＶ光を照射することができる。このため、ドライエッチングに先立って予め、高分子材料の分解を進めておくことができるので、残渣を低減することができる。従って、有機ＥＬ素子の発光特性を低下させる原因となっていた中間層除去後の残渣が少なくなり、有機ＥＬ素子の良好な発光特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の製造方法によって作製される有機ＥＬ表示装置の例を示す断面模式図である。
【図２Ａ】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２Ｂ】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図３】図２（ｂ）乃至（ｄ）の工程を詳細化した図である。
【図４】図３（ｂ）の部分拡大図である。
【図５】実施例１で作製した有機ＥＬ表示装置に含まれる緑色副画素の発光効率の測定・評価結果を示すグラフである。
【図６】比較例１で作製した有機ＥＬ表示装置に含まれる緑色副画素の発光効率の測定・評価結果を示すグラフである。
【図７】比較例１における有機化合物層の加工工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の製造方法は、フォトリソグラフィー法によるパターニング工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法である。
【００１５】
本発明において、フォトリソグラフィー法にて使用するレジストはポジ型レジストである。また本発明において、フォトリソグラフィー法にて使用するフォトマスクの遮光部の光透過率と、ポジ型レジストの光透過率と、の合計が、露光光源の光に対して１％以下である。尚、光透過率の評価がなされるポジ型レジストというのは、フォトリソグラフィー法によるパターニング工程を行った後になってもパターニングされた層上に残存しているポジ型のフォトレジストをいうものである。
【００１６】
本発明の製造方法は、少なくとも下記工程（Ａ）乃至（Ｅ）を有している。
（Ａ）低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層を形成する工程（有機化合物層形成工程）
（Ｂ）有機化合物層の上に中間層を形成する工程（中間層形成工程）
（Ｃ）中間層上にレジスト層を形成する工程（レジスト層形成工程）
（Ｄ）レジスト層にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、紫外光が照射された領域のレジスト層を部分的に除去する工程（露光・現像工程）
（Ｅ）レジスト層が除去された領域の前記有機化合物層を除去する工程（有機化合物層の加工工程）
【００１７】
本発明において、工程（Ｃ）で形成されるレジスト層は、ポジ型レジストで構成される層である。また本発明において、工程（Ｂ）で形成される中間層は、有機化合物層を保護するために設けられ、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層を含んでいる。
【００１８】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明について詳細に説明する。尚、以下に説明する有機ＥＬ表示装置の製造方法は、本発明の具体例として、有機ＥＬ表示装置に含まれる有機ＥＬ素子の構成材料を有機低分子化合物とし、真空蒸着法とフォトリソグラフィー法とを併用し、トップエミッション型の表示装置を作製する方法である。ただし、本発明はこの具体例に限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ素子の構成材料を高分子化合物とし、成膜プロセスを材料に合わせてスピンコーターやディップ等の塗布プロセスを採用してもよい。また本発明は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置を製造する際にも適用可能である。
【００１９】
図１は、本発明の製造方法によって作製される有機ＥＬ表示装置の例を示す断面模式図である。尚、図１は、実際に作製される有機ＥＬ表示装置の一部分を示す図である。図１の有機ＥＬ表示装置１は、三種類の有機ＥＬ素子、即ち、第一有機ＥＬ素子、第二有機ＥＬ素子及び第三有機ＥＬ素子がそれぞれ１個ずつ設けられている。また第一有機ＥＬ素子は第一副画素の構成部材であり、第二有機ＥＬ素子は第二副画素の構成部材であり、第三有機ＥＬ素子は第三副画素の構成部材である。さらに図１にて示される三種類の有機ＥＬ素子の１組が画像を構成する色情報の最小単位となり、この１組の有機ＥＬ素子が２次元的に配列することによって、有機ＥＬ表示装置が構成される。尚、図１に示される三種類の有機ＥＬ素子は、それぞれ青色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子又は赤色有機ＥＬ素子のいずれかであるが、各有機ＥＬ素子の発光色は任意に決めることができる。
【００２０】
ここで第一有機ＥＬ素子は、基板１０上に、下部電極１１ａ、正孔輸送層１２ａ、発光層１３ａ、正孔ブロック層１９ａ、電子輸送層１４ａ、電子注入層１５及び上部電極１６がこの順で設けられている。尚、以下の説明において、第一有機ＥＬ素子に含まれる電極（下部電極１１ａ、上部電極１６）及び電子注入層１５以外の各層（１２ａ、１３ａ、１４ａ等）で構成されている積層体を、第一有機化合物層２ａと呼ぶことがある。
【００２１】
また第二有機ＥＬ素子は、基板１０上に、下部電極１１ｂ、正孔輸送層１２ｂ、発光層１３ｂ、電子輸送層１４ｂ、電子注入層１５及び上部電極１６がこの順で設けられている。尚、以下の説明において、第二有機ＥＬ素子に含まれる電極（下部電極１１ｂ、上部電極１６）及び電子注入層１５以外の各層（１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ等）で構成されている積層体を、第二有機化合物層２ｂと呼ぶことがある。
【００２２】
また第三有機ＥＬ素子は、基板１０上に、下部電極１１ｃ、正孔輸送層１２ｃ、発光層１３ｃ、電子輸送層１４ｃ、電子注入層１５及び上部電極１６がこの順で設けられている。尚、以下の説明において、第三有機ＥＬ素子に含まれる電極（下部電極１１ｃ、上部電極１６）及び電子注入層１５以外の各層（１２ｃ、１３ｃ、１４ｃ等）で構成されている積層体を、第三有機化合物層２ｃと呼ぶことがある。
【００２３】
尚、有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、それぞれ発光層（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を有していれば、その層構成は特に限定されるものではない。ここで有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）に含まれ得る層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層等が挙げられる。
【００２４】
また、図１では省略されているが、下部電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃがＴＦＴ（薄膜電界トランジスタ）に接続されていてもよい。また基板１０上に平坦化膜を設けてもよい。特に、基板１０がにＴＦＴを含んでいる場合は、ＴＦＴによって生じた凹凸を埋めるために平坦化膜を設けるのが好ましい。
【００２５】
本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ表示装置において、有機ＥＬ表示装置に含まれる有機化合物層の構成材料として、公知の有機化合物を使用することが可能である。その中でも、露光機の光源の波長に対して吸収を有する有機材料を使用するのが好ましい。また有機化合物層の構成材料として、アントラセン骨格、クリセン骨格、フルオレン骨格、フルオランテン骨格、フェナントロリン骨格、カルバゾール骨格、トリフェニレン骨格、トリフェニルアミン骨格、アザトリフェニレン骨格及びアリルアミン骨格のうち少なくとも一の骨格を含む有機化合物が含まれていることが好ましい。
【００２６】
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。図２は、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。尚、図２にて示されるプロセスは、図１の有機ＥＬ表示装置１の作製プロセスに相当する。
【００２７】
（下部電極付基板）
まず、下部電極（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が形成された基板１０を用意する。ここでトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する際には、下部電極は可視光に対して反射率の高いものが望ましい。
【００２８】
（第一有機化合物層の形成工程）
次に、１色目の副画素となる第一副画素を形成するために、基板１０の上に、第一有機化合物層２ａを構成する層を順次積層する（図２（ａ））。尚、図２（ａ）では、正孔輸送層１２、第一発光層１３ａ、正孔ブロック層１９、電子輸送層１４をこの順で形成しているが、本発明において第一有機化合物層２ａとして形成すべき層はこれらに限定されるものではない。また第一有機化合物層２ａを構成する各層を成膜・形成する方法としては、スピンコートによる塗布法、真空蒸着法、ディップ法等が考えられるが、特に限定されない。尚、真空蒸着法を利用して有機化合物層を成膜・形成する際に、基板端を覆うマスクを用いる場合がある。ただし係る場合において、後の工程でフォトリソグラフィー法によるパターニングを実施することを考慮すると、高精細マスクは必要ない。
【００２９】
（中間層の形成工程）
次に、先程形成した第一有機化合物層２ａを、レジストや現像液、酸素、水等から保護するための中間層（２１、２２）を設ける（図２（ｂ））。尚、図２（ｂ）では、中間層は二層構成となっており、具体的には、第一有機化合物層２ａ側から第一中間層２１と、第二中間層２２と、がこの順に積層されている。
【００３０】
ここで第一中間層２１の構成材料は、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な鎖状構造を有する高分子有機材料である。例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルカプロラクタム（ＰＶＣＡＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビニルピロリドンコポリマー等の水溶性ポリマー材料が挙げられる。ただし、本発明においてはこれに限定されるものではなく、アルコール可溶性ポリマー材料であるナイロンなどを用いることもできる。アルコール可溶性ポリマー材料としてＣＭ４０００（東レ製）等が挙げられる。
【００３１】
また第二中間層２２は無機材料からなる層である。第二中間層２２の構成材料として窒化シリコン、アモルファスシリコン、酸化シリコン等が挙げられるが、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
【００３２】
（中間層の加工工程）
次に、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによって、１色目の副画素である第一副画素上にのみ中間層（２１、２２）が残存するように中間層の加工工程を行う（図２（ｂ）〜（ｄ））。ここで中間層の加工工程は、例えば、以下の工程（ｉ）乃至（ｉｖ）で行われる。
（ｉ）レジスト層の形成工程（図２（ｂ））
（ｉｉ）露光工程
（ｉｉｉ）現像工程（図２（ｃ））
（ｉｖ）中間層のエッチング工程（図２（ｄ））
【００３３】
以下、中間層の加工工程について詳しく説明する。
【００３４】
まず、第二中間層２２上に、スピンコーター等を用いてフォトレジストを塗布しレジスト層２３を形成する（図２（ｂ））。尚、フォトレジストを塗布する前に、凝着の助触媒としてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等を用いてもよい。またフォトレジストを塗布した後は、必要に応じて、ベイクを実施する。
【００３５】
図３は、レジスト層の形成工程から有機化合物層の加工工程までを示す断面概略図である。尚、図３は、図２（ｂ）乃至（ｄ）の工程を詳細化した図である。図３（ａ）に示されるようにフォトレジスト層２３を形成する。その後、露光工程を行う際には、図３（ｂ）に示されるように、レジスト層２３の上方に所望の形状のフォトマスク３０を設置又はレジスト層２３上にフォトマスク３０を密着した上で露光を行う。これにより、フォトマスクに形成されたパターンはフォトレジスト層に転写される（露光工程）。ここで本発明において使用されるフォトレジストは、ポジ型のフォトレジストである。このため、露光工程の後に行われる現像工程において、レジスト層２３のうち露光されていない領域２３ａについては現像工程後も残存する一方で、露光されている領域２３ｂについては現像工程時において第二中間層２２上から除去される（図３（ｃ））。
【００３６】
露光工程では、ポジレジストの材質に応じて露光光源が使用される。例えば、ｇ線（４３５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ：２４８ｎｍ）、フッ化アルゴン（ＡｒＦ：１９３ｎｍ）等が使用される。これら露光光源の中でも、好ましくは、ｇ線（４３６ｎｍ）である。ただし上述したように、露光光源の波長が有機化合物に一般的に含まれる炭素−炭素結合の結合エネルギーである約３ｅＶ（波長４１３ｎｍ）以下の光を含んでいると、炭素−炭素結合等の結合が切断され、有機ＥＬ素子の発光効率及び発光寿命が低下する場合がある。そこで、本発明においては、露光機の光源の波長に対するフォトマスク３０の遮光部３１の光透過率と、レジスト層２３（ポジ型フォトレジスト）の光透過率と、の合計を１％以下とするのが望ましい。このように、レジスト層２３の構成材料としてポジ型レジストを用いて、フォトマスク３０の遮光部３１とレジスト層２３との光透過率の合計を極めて小さくすることにより、所定の有機化合物層（第一有機化合物層２ａ）を露光工程で使用される光から保護できる。つまり、露光工程の際に、所定の有機化合物層（第一有機化合物層２ａ）の上面に当たる可能性がある光をフォトマスク３０の遮光部３１及びレジスト層２３で遮ることができる。
【００３７】
ただし、露光工程において、光の回折や反射等により、露光光源から放出された光が側面方向からフォトマスクの遮光部３１やレジスト層２３で覆われた領域に到達する場合がある。このため、露光光源から放出された光が、側面方向から所定の有機化合物層（第一有機化合物層２ａ）に到達しないようになるべく遮断する必要がある。
【００３８】
図４は、図３（ｂ）の部分拡大図である。図４は、具体的には、遮光領域とその周辺の領域を拡大したものである。本発明においては、図４のように、フォトマスク３０の遮光部３１と非遮光部３２の境界Ｌ１と、発光領域Ａと非発光領域Ｂとの境界Ｌ２と、の平面方向の距離Ｄを十分に長くするのが好ましい。そして距離Ｄは、フォトリソグラフィー法の解像度の半分以上とするのがより好ましい。
【００３９】
また、隣り合う副画素の下部電極の間に設けられている部材の光透過率を低くすることによって、水平方向の伝搬光を少なくすることも有効である。本発明において、隣接する二つの副画素の下部電極の間に設けられている部材の光透過率は、露光光源から放出される波長の光に対して、好ましくは８５％以下であり、より好ましくは１５％以下である。例えば、隣接する二つの副画素の下部電極の間にポリイミドあるいは窒化珪素などからなる画素分離膜を形成し、露光光源から放出される光に対する光透過率が８５％以下となるようを制御することが考えられる。
【００４０】
一方、本発明においては、各有機ＥＬ素子から出力される光が取り出される側の電極である透明電極の光透過率は、露光光源の光に対して、９０％以下であることが好ましい。
【００４１】
他方、有機ＥＬ表示装置を構成する基板１０に平坦化膜が含まれている場合、この平坦化膜の光透過率は、露光光源の光に対して、１％以下であることが好ましい。
【００４２】
露光工程にて使用されるフォトマスク３０は、所定の領域に設けられている有機化合物層に紫外光等の光が照射しないようにするための遮光領域を有し、この遮光領域には、例えば、石英等の透明ガラス基板上に遮光材料であるＣｒ等の金属薄膜が設けられている。尚、フォトマスク３０に含まれる遮光材料は、本発明の要件を満たしていれば特に限定はされない。
【００４３】
このように本発明では、有機化合物層の加工工程において、所定の領域に有機化合物層が残るように有機化合物層を加工する際に、当該所定の領域に設けられる有機化合物層に露光機から照射される光が当たることはない。このため、当該所定の領域に設けられる有機化合物層は、露光機から照射される光によってその特性が変化するのを抑制することができる。
【００４４】
露光工程を行った後、現像及びベイクを行なう（現像工程、図２（ｃ）、図３（ｃ））。尚、この現像工程を行った時点で、１色目の副画素（第一副画素）上だけにレジスト層が残っている。
【００４５】
現像工程を行った後、パターニングされたレジストに対して、ドライエッチングを行ない、１色目以外の副画素（第二副画素、第三副画素）上に設けられている中間層（２１、２２）を除去するエッチング工程を行う（図２（ｄ）、図３（ｄ））。このエッチング工程を行う際には、公知のドライエッチング法を採用することができるが、第二中間層２２が窒化ケイ素からなる場合は、四フッ化炭素ガス（ＣＦ4ガス）を用いたドライエッチングを行なうのが好ましい。このエッチングを行うことにより、図２（ｄ）や図３（ｄ）に示されるように１色目の副画素（青色副画素）上にのみ二層（第一中間層２１、第二中間層２２）からなる中間層が残っている。尚、図２（ｄ）や図３（ｄ）に示されるように、中間層の加工工程を行う際にレジスト層２３ａは残存させてもよいが、中間層の加工工程を行う過程でレジスト層２３ａを除去してもよい。
【００４６】
（第一有機化合物層の加工工程）
次に、パターニングされた中間層（２１、２２）をマスクとして、ドライエッチングを行なうことで、１色目の副画素以外の副画素（第二副画素、第三副画素）上に設けられている第一有機化合物層２ａを除去する（図２（ｅ）、図３（ｅ））。第一有機化合物層２ａの加工工程を行う際には、公知のドライエッチング法を採用することができるが、酸素をエッチングガスとしたエッチングが好ましい。
【００４７】
本工程（第一有機化合物層の加工工程）を行う前に、１色目の副画素以外の副画素（第二副画素、第三副画素）に設けられる中間層には、露光光源の光が照射されているため、露光光源に含まれる紫外線により分解されやすくなっている。このため本工程において、１色目の副画素以外の副画素（第二副画素、第三副画素）が設けられている領域には残渣が残りにくい。
【００４８】
残渣が残りにくい理由を以下に詳しく説明する。中間層の構成材料として用いられる、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な高分子材料は、その構造ゆえに低分子有機ＥＬ材料よりエッチングされにくくエッチング後において残渣が残りやすい。中間層を構成する高分子材料としては、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。これら高分子材料は、有機化合物層を溶解しない溶媒に対する溶解性を確保するため、塗布した後に架橋構造を形成する樹脂とは異なり、塗布時の分子構造が三次元に網目状に結合されたものではなく、鎖状の高分子である。このため、さらにエッチングが不均一におこなわれるために残渣が残りやすい場合がある。ここで本発明では、エッチングされる部分については、露光光源であるＵＶ光をパターニング用のマスクに遮られることなく照射できるので、ドライエッチングに先立って予め、高分子材料の分解をある程度進めておくことができる。従って、本工程において生じ得る残渣を低減することができる。
【００４９】
以上説明したプロセスにより、１色目の副画素、即ち、第一副画素に第一有機化合物層２ａが選択的に設けられることになる。尚、２色目の副画素（第二副画素）や３色目の副画素（第三副画素）についても、１色目の副画素と同様の方法により、有機化合物層（２ｂ、２ｃ）及び中間層（２１、２２）を順次成膜し、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングを行う。これにより、２色目の副画素（第二副画素）や３色目の副画素（第二副画素）に、それぞれ所望の有機化合物層（２ｂ、２ｃ）が形成される。
【００５０】
以上により、所定の領域に３色の有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）が選択的に形成されることになる（図２（ｆ））。尚、本発明においては有機化合物層の成膜順は制限されるものではない。
【００５１】
ところで以上に説明した有機化合物層のパターニングを、フォトリソグラフィー法を利用して行うと、一般的なマスク露光機を使用したときの解像度、即ち、数十μｍ以下の解像度という高い精細度で有機化合物層のパターニングを行うことが可能となる。このため、従来用いられた高精細メタルマスクを使ったパターン形成方法と比べてより高精細の有機ＥＬ表示装置を作製することができる。
【００５２】
（中間層の除去工程）
有機化合物層の加工工程を終えた直後において、各有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上には、第一中間層２１と第二中間層２２とからなる中間層が残存している。このため次の工程として中間層を除去する工程を実施する（図２（ｇ）〜（ｈ））。例えば、第一中間層２１がポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）で形成されている場合、ＰＶＰは水溶性であるため、水で処理すれば、第一中間層２１が水に溶けて有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）の表面から除去される。これを利用することで第一中間層２１の上に形成された第二中間層２２も一括して除去することができる。尚、水等の溶媒を利用して中間層（２１、２２）を除去した場合は、溶媒による処理を行った後、有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）の表面あるいは側面に付着した溶媒を加熱等により除去する必要がある。
【００５３】
尚、本発明において、第一中間層２１の構成材料は上述したＰＶＰに限定されるものではない。例えば、同じ水溶性のポリマー材料であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やアルコール可溶性のポリマー材料であるナイロンを使用してもよい。
【００５４】
また中間層の除去方法は、溶媒を利用した方法に限定されるものではなく、第二中間層２２、第一中間層２１の順にドライエッチング処理を行って各中間層を除去してもよい（図２（ｆ）乃至（ｈ））。
【００５５】
（共通層、共通電極の形成工程）
次に、各副画素に共通する層（共通層）と、各副画素に共通する電極（共通電極）と、を形成する（図２（ｉ））。以下、共通層、共通電極の形成工程の具体例について説明する。
【００５６】
まず有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上に、電子注入層１５を形成する。電子注入層１５の構成材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物等が挙げられる。また電子注入層１５は、真空蒸着法等により形成する。
【００５７】
次に、共通電極である上部電極１６を形成する。上部電極１６の構成材料としては、公知の導電性の材料が適用可能であるが、仕事関数の小さい金属を用いることが好ましい。また上部電極１６上に光学干渉層（不図示）等の光学調整層を設けてもよい。
【００５８】
（封止工程）
電子注入層１５及び上部電極１６を形成した後、真空雰囲気あるいは水分量が制限された雰囲気内で、画素や有機ＥＬ素子が設けられた発光領域を水分等から保護するための封止部材を設ける封止工程が行われる。
【００５９】
以上にて説明した方法は、全ての副画素において共通する層（共通層）や共通する電極（共通電極）を有する有機ＥＬ表示装置１において適用することができる。ただし、本発明の製造方法は、以上にて説明した方法に限定されるものではない。例えば、上部電極まで形成した後でフォトリソグラフィー法を用いたパターニングを行う工程を繰り返す実施される態様にも本発明の製造方法を適用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により、本発明をより詳しく説明する。ただし本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものはない。
【００６１】
［実施例１］
図１に示される有機ＥＬ表示装置を、以下に示す方法により作製した。
【００６２】
（第一有機化合物層（緑色有機化合物層）の形成工程）
まず真空蒸着法で形成した後フォトリソグラフィー法によりパターニングされた、２４．５μｍ×７０．０μｍのサイズの下部電極（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が設けられている基板１０上に、下記式で表わされる有機材料を成膜し正孔輸送層１２を形成した。このとき正孔輸送層１２の膜厚を１５０ｎｍとした。
【００６３】
【化１】
【００６４】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層１２上に、下記式に示される三種類の材料を共蒸着して第一発光層１３ａとなる緑色発光層を形成した。このとき緑色発光層の膜厚は２０ｎｍであった。
【００６５】
【化２】
【００６６】
次に、真空蒸着法により、第一発光層１３ａ（緑色発光層）上に、下記式で表わされる有機材料を成膜し正孔ブロック層１９を形成した。このとき正孔ブロック層１９の膜厚を１０ｎｍとした。
【００６７】
【化３】
【００６８】
次に、真空蒸着法により、正孔ブロック層１９上に、下記式で表わされる有機材料を成膜し電子輸送層１４を形成した。このとき電子輸送層１４の膜厚を１０ｎｍとした。
【００６９】
【化４】
【００７０】
以上により、正孔輸送層１２、第一発光層１３ａ、正孔ブロック層１９及び電子輸送層１４がこの順に積層されている第一有機化合物層２ａ（緑色有機化合物層）を形成した。
【００７１】
（第一有機化合物層の加工工程）
次に、第一有機化合物層２ａ上に、ＰＶＰ（ポリビニルピドリドン）膜及び窒化ケイ素膜を、この順で形成した。尚、ＰＶＰ（ポリビニルピドリドン）膜は、第一中間層２１として機能し、窒化ケイ素膜は第二中間層２２として機能する。
【００７２】
次に、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによって、第一の副画素（緑色副画素）上にのみ第一中間層２１と第二中間層２２とが残存するように二つの中間層を加工した。以下に、中間層の加工工程の具体的なプロセスについて説明する。
【００７３】
まず、第二中間層２２上に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を塗布した後、スピンコーターを用いてＡＺエレクトリックマテリアルズ製のポジ型フォトレジストＡＺ１５００を塗布した。次に、必要に応じて、プリベイクすることで１μｍのレジスト層２３を形成した。尚、次に行われる露光工程で使用されるフォトマスクの遮光部には、３１．５μｍ×９４．５μｍのサイズの約２００ｎｍの膜厚のクロム膜がパターン状に設けられていた。ここで上記クロム膜と、ポジ型レジストで構成されるレジスト層２３と、の光透過率の合計は極めて小さく、有機ＥＬ素子の構成材料の吸収波長及び可視光の波長に対する光透過率は合わせて１％以下であった。また、有機ＥＬ素子の発光領域となる第一電極のサイズに対して、フォトマスクのサイズが一回り大きくなるように設計した。このため、図４で示すフォトマスク３０の遮光部３１と非遮光部３２の境界Ｌ1と、発光領域Ａと非発光領域Ｂとの境界Ｌ2との平面方向の距離Ｄは、フォトリソグラフィー法の解像度３．５μｍの半分以上となっている。従って、露光工程を行う際に、露光機の光が第一有機化合物層２ａ（緑色有機化合物層）に照射されることはない。露光工程を行った後、現像及びポストベイクを行なった。この時点で、レジスト層２３は、緑色副画素が設けられている領域にのみ残存していた。
【００７４】
次に、パターニングされたレジスト層をマスクとして、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４ガス）をエッチングガスとするドライエッチングを行なうことで、緑色副画素が設けられている領域以外の領域に設けられている中間層（２１、２２）を除去した。この時点で、緑色副画素が設けられている領域にのみ中間層（２１、２２）が残っていた。次に、パターニングされた中間層（２１、２２）をマスクとして、酸素ガスをエッチングガスとするドライエッチングを行なうことで、１色目の副画素（緑色副画素）以外の領域に設けられている第一有機化合物層２ａを除去した。
【００７５】
（第二有機化合物層の形成工程）
次に、真空蒸着法により、少なくとも下部電極１１ｂ上に、正孔輸送層１２と、第二発光層１３ｂと、正孔ブロック層１９と、電子輸送層１４と、からなる第二有機化合物層２ｂを形成した。尚、第二発光層１３ｂには、赤色発光材料が含まれていた。
【００７６】
（第二有機化合物層の加工工程）
次に、上述した第一有機化合物層２ａの加工工程と同様のプロセスを実施することで、２色目の副画素（赤色副画素）以外の領域に設けられている第二有機化合物層２ｂが除去されるように加工した。
【００７７】
（第三有機化合物層の形成工程）
次に、真空蒸着法により、少なくとも下部電極１１ｃ上に、正孔輸送層１２と、第三発光層１３ｃと、正孔ブロック層１９と、電子輸送層１４と、からなる第三有機化合物層２ｃを形成した。尚、第三発光層１３ｃには、青色発光材料が含まれていた。
【００７８】
（第三有機化合物層の加工工程）
次に、上述した第一有機化合物層２ａの加工工程と同様のプロセスを実施することで、３色目の副画素（青色副画素）以外の領域に設けられている第三有機化合物層２ｃが除去されるように加工した。
【００７９】
（中間層の除去工程）
次に、三種類の有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）が形成されている基板１０を水に浸漬し、第一中間層２１を第二中間層２２ごと除去した。尚、第一中間層２１の構成材料であるＰＶＰは水溶性であるため、基板１０を水に浸漬したときにまず第一中間層２１が水に溶けた後、この第一中間層２１の溶解によって第二中間層２２が有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上から剥離除去された。次に、有機化合物層の表面あるいは側面に付着した水分を除去するために１００℃でベイクした。
【００８０】
（共通層の形成工程）
次に、有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上に、下記式に示される有機材料と炭酸セシウムとを共蒸着させることにより各副画素に共通する層（共通層）である電子注入層１５を形成した。このとき電子注入層１５の膜厚を２０ｎｍとした。
【００８１】
【化５】
【００８２】
（共通電極の形成工程）
次に、スパッタリング法により、電子注入層１５上に銀を成膜して共通電極である上部電極１６を形成した。このとき上部電極１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【００８３】
（封止工程）
最後に、窒素で充満されたグローブボックス内において、キャップガラスを用いて有機ＥＬ表示装置を封止した。以上により、有機ＥＬ表示装置を得た。
【００８４】
（有機ＥＬ表示装置の評価）
得られた有機ＥＬ表示装置について、装置に含まれる緑色副画素の発光効率を測定・評価した。その結果、図５に示されるグラフが得られた。
【００８５】
（画素領域の表面観察）
得られたＥＬ表示装置に対して、有機顕微鏡観察を実施したが、第一有機化合物層、第二有機化合物層、第三有機化合物層のすべての画素領域ともに残渣は観察されなかった。
【００８６】
［比較例１］
実施例１において、第一有機化合物層の加工工程で使用されるレジストを、ポジ型レジストに代えてネガ型レジストを使用した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ表示装置を得た。図７は、本比較例における有機化合物層の加工工程を示す断面模式図を示す。実施例１と同様に、第一有機化合物層からレジスト層２３までを形成し（図７（ａ））、第一有機化合物層を除去するパターンに応じた遮光部３１と被遮光部３２を有するフォトマスク３０を用いてレジスト層２３を露光する（図７（ｂ））。その後、現像およびポストベイクを行う。本比較例ではネガ型レジストを用いているので、現像により、非遮光部３１によって光が遮られ、露光されなかった領域のレジスト層２３が除去される（図７（ｃ））。次に、第二保護層２２の表面に残るレジスト層をマスクとして、中間層（２１、２２）を除去し、さらに第一有機化合物層２ａを除去した（図７（ｄ））。
【００８７】
得られた有機ＥＬ表示装置について、装置に含まれる緑色副画素の発光効率を測定・評価した。その結果、図６に示されるグラフが得られた。つまり、本比較例の有機ＥＬ表示装置は発光特性の一つである発光効率が実施例１の有機ＥＬ表示装置よりも劣っていることがわかった。
【００８８】
図７は、本比較例における有機化合物層の加工工程を示す断面模式図である。ネガ型レジストを用いた場合、特に、図７（ｂ）に示されるように、露光工程において露光機からの光が有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層に到達し得る状況にあるといえる。このため有機化合物層（特に、第一発光層）の構成材料が露光機からの光によって変化（劣化）していることが確認された。一方、得られたＥＬ表示装置に対して、有機顕微鏡観察を実施すると、第二有機化合物層、第三有機化合物層の画素領域に残渣が観察された。残渣に対して、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を実施したところ、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）であることが特定できた。これは、ネガレジストを使用したため、除去するべき副画素領域に対して、露光が行なわれていないために、中間層材料に紫外線が照射されず、分解されにくく、残渣となったと考えられる。
【符号の説明】
【００８９】
１：有機ＥＬ表示装置、２ａ：第一有機化合物層、２ｂ：第二有機化合物層、２ｃ：第三有機化合物層、１０：基板、１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）下部電極、１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）：正孔輸送層、１３ａ：第一発光層、１３ｂ：第二発光層、１３ｃ：第三発光層、１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）電子輸送層、１５：電子注入層、１６：上部電極、１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）正孔ブロック層、２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）：第一中間層、２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）：第二中間層、２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）：レジスト層、３０：フォトマスク
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ表示装置は、複数の有機ＥＬ素子をマトリクス状に配列させてなる表示装置（ディスプレイ）である。有機ＥＬ表示装置は、コントラストが高く、薄型化が容易なことから、フラットパネルディスプレイの有力候補として注目されている。また、有機ＥＬ表示装置は、液晶に比べて応答速度が非常に速く、動画表示に適していると考えられている。
【０００３】
有機ＥＬ表示装置の表示領域は、例えば、赤・緑・青の３色の有機ＥＬ素子のいずれかを含む副画素によって、２次元的に高精細に分割されている。各副画素の発光量を制御することにより、所望のフルカラーの画像を得ることができる。
【０００４】
高精細化された有機ＥＬ表示装置を作製する方法に関しては、様々な方法が提案されている。そのうちの１つとしてフォトリソグラフィーを利用した方法がある。例えば、特許文献１では、基板全面に成膜した有機化合物層をフォトリソグラフィー法によりパターニングを行ない、所定の場所にのみ当該有機化合物層を残す工程を３色分繰り返した後に共通電極を成膜する方法が開示されている。また特許文献２では、有機材料層上に光吸収材料を含有するアルコール可溶性ナイロンからなる中間層及びレジスト材料層を形成する工程と、それらをパターニングする工程を有する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３８３９２７６号公報
【特許文献２】特許第４５０７７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし発明者らが鋭意研究した結果、フォトリソグラフィー法を利用して有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層のパターニングを行なう際に、以下のような問題が存在することが明らかになった。
【０００７】
それは、フォトリソグラフィー法で用いる露光用の光源から発する光が紫外領域の光を有するため、この紫外領域の光によって有機ＥＬ素子の構成材料の劣化が生じる可能性がある、という問題である。一般的な有機ＥＬ素子の構成材料である有機化合物に含まれる炭素−炭素結合の結合エネルギーは３ｅＶ（波長４１３ｎｍ）程度である。このため、フォトリソグラフィー法で用いる光源から発する光に紫外光が含まれていると、有機ＥＬ素子の構成材料がこの紫外光に晒されることになる。そうすると有機ＥＬ素子の構成材料である有機化合物が有する炭素−炭素結合等の結合が切断され、その結果、有機ＥＬ素子の発光効率及び発光寿命が低下する場合があった。
【０００８】
また特許文献２に開示されている方法、即ち、光吸収材料を含有する中間層を有機ＥＬ素子の構成材料上に設ける方法も、この中間層の膜厚を十分に厚くしないと紫外光の遮光が十分でない場合があった。また特許文献２に開示されている方法では、使用される光吸収材料が中間層を除去する際に残渣として残る場合があり、この残渣が有機ＥＬ素子の発光特性を低下させる原因になっていた。
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、高効率、長寿命かつ高精細の有機ＥＬ表示装置を低コストで製造できる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法は、フォトリソグラフィー法による有機化合物層のパターニング工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
少なくとも低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、前記紫外光が照射された領域の前記レジスト層を部分的に除去する工程と、
前記レジスト層が除去された領域の前記有機化合物層を除去する工程と、を有しており、
前記レジスト層はポジ型レジストで構成される層であり、
前記中間層は、前記有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、高効率、長寿命かつ高精細の有機ＥＬ表示装置を低コストで製造できる有機ＥＬ表示装置の製造方法を提供することができる。
【００１２】
本発明の製造方法では、フォトリソグラフィー法による有機化合物層の加工の際に、加工の対象となる有機化合物層を残したい領域にポジ型レジストが設けられており、このポジ型レジストがフォトマスク（の遮光部分）と共に露光光源の光を遮断する。このため、残存する有機化合物層には、露光工程で使用されるフォトレジスト感光用の紫外光が照射されないため、装置内に備える有機ＥＬ素子のダメージがなくなる。一方、所定の溶媒に選択的に溶解可能な高分子材料は、その構造ゆえに低分子有機ＥＬ材料よりエッチングされにくく残渣が残りやすい。その代表例として、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。ただし、所定の溶媒に対する溶解性を確保するため、塗布した後に架橋構造が形成される樹脂とは異なり、その構造は三次元に網目状に結合されたものではなく、鎖状の高分子である。このため、エッチングが不均一に行われやすくエッチング後に残渣が残りやすい場合がある。本発明では、エッチングされる部分について、パターニング用のマスクを挟んで露光工程で使用するＵＶ光を照射することができる。このため、ドライエッチングに先立って予め、高分子材料の分解を進めておくことができるので、残渣を低減することができる。従って、有機ＥＬ素子の発光特性を低下させる原因となっていた中間層除去後の残渣が少なくなり、有機ＥＬ素子の良好な発光特性が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の製造方法によって作製される有機ＥＬ表示装置の例を示す断面模式図である。
【図２Ａ】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図２Ｂ】本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。
【図３】図２（ｂ）乃至（ｄ）の工程を詳細化した図である。
【図４】図３（ｂ）の部分拡大図である。
【図５】実施例１で作製した有機ＥＬ表示装置に含まれる緑色副画素の発光効率の測定・評価結果を示すグラフである。
【図６】比較例１で作製した有機ＥＬ表示装置に含まれる緑色副画素の発光効率の測定・評価結果を示すグラフである。
【図７】比較例１における有機化合物層の加工工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の製造方法は、フォトリソグラフィー法によるパターニング工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法である。
【００１５】
本発明において、フォトリソグラフィー法にて使用するレジストはポジ型レジストである。また本発明において、フォトリソグラフィー法にて使用するフォトマスクの遮光部の光透過率と、ポジ型レジストの光透過率と、の合計が、露光光源の光に対して１％以下である。尚、光透過率の評価がなされるポジ型レジストというのは、フォトリソグラフィー法によるパターニング工程を行った後になってもパターニングされた層上に残存しているポジ型のフォトレジストをいうものである。
【００１６】
本発明の製造方法は、少なくとも下記工程（Ａ）乃至（Ｅ）を有している。
（Ａ）低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層を形成する工程（有機化合物層形成工程）
（Ｂ）有機化合物層の上に中間層を形成する工程（中間層形成工程）
（Ｃ）中間層上にレジスト層を形成する工程（レジスト層形成工程）
（Ｄ）レジスト層にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、紫外光が照射された領域のレジスト層を部分的に除去する工程（露光・現像工程）
（Ｅ）レジスト層が除去された領域の前記有機化合物層を除去する工程（有機化合物層の加工工程）
【００１７】
本発明において、工程（Ｃ）で形成されるレジスト層は、ポジ型レジストで構成される層である。また本発明において、工程（Ｂ）で形成される中間層は、有機化合物層を保護するために設けられ、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層を含んでいる。
【００１８】
以下、図面を適宜参照しながら、本発明について詳細に説明する。尚、以下に説明する有機ＥＬ表示装置の製造方法は、本発明の具体例として、有機ＥＬ表示装置に含まれる有機ＥＬ素子の構成材料を有機低分子化合物とし、真空蒸着法とフォトリソグラフィー法とを併用し、トップエミッション型の表示装置を作製する方法である。ただし、本発明はこの具体例に限定されるものではない。例えば、有機ＥＬ素子の構成材料を高分子化合物とし、成膜プロセスを材料に合わせてスピンコーターやディップ等の塗布プロセスを採用してもよい。また本発明は、ボトムエミッション型の有機ＥＬ表示装置を製造する際にも適用可能である。
【００１９】
図１は、本発明の製造方法によって作製される有機ＥＬ表示装置の例を示す断面模式図である。尚、図１は、実際に作製される有機ＥＬ表示装置の一部分を示す図である。図１の有機ＥＬ表示装置１は、三種類の有機ＥＬ素子、即ち、第一有機ＥＬ素子、第二有機ＥＬ素子及び第三有機ＥＬ素子がそれぞれ１個ずつ設けられている。また第一有機ＥＬ素子は第一副画素の構成部材であり、第二有機ＥＬ素子は第二副画素の構成部材であり、第三有機ＥＬ素子は第三副画素の構成部材である。さらに図１にて示される三種類の有機ＥＬ素子の１組が画像を構成する色情報の最小単位となり、この１組の有機ＥＬ素子が２次元的に配列することによって、有機ＥＬ表示装置が構成される。尚、図１に示される三種類の有機ＥＬ素子は、それぞれ青色有機ＥＬ素子、緑色有機ＥＬ素子又は赤色有機ＥＬ素子のいずれかであるが、各有機ＥＬ素子の発光色は任意に決めることができる。
【００２０】
ここで第一有機ＥＬ素子は、基板１０上に、下部電極１１ａ、正孔輸送層１２ａ、発光層１３ａ、正孔ブロック層１９ａ、電子輸送層１４ａ、電子注入層１５及び上部電極１６がこの順で設けられている。尚、以下の説明において、第一有機ＥＬ素子に含まれる電極（下部電極１１ａ、上部電極１６）及び電子注入層１５以外の各層（１２ａ、１３ａ、１４ａ等）で構成されている積層体を、第一有機化合物層２ａと呼ぶことがある。
【００２１】
また第二有機ＥＬ素子は、基板１０上に、下部電極１１ｂ、正孔輸送層１２ｂ、発光層１３ｂ、電子輸送層１４ｂ、電子注入層１５及び上部電極１６がこの順で設けられている。尚、以下の説明において、第二有機ＥＬ素子に含まれる電極（下部電極１１ｂ、上部電極１６）及び電子注入層１５以外の各層（１２ｂ、１３ｂ、１４ｂ等）で構成されている積層体を、第二有機化合物層２ｂと呼ぶことがある。
【００２２】
また第三有機ＥＬ素子は、基板１０上に、下部電極１１ｃ、正孔輸送層１２ｃ、発光層１３ｃ、電子輸送層１４ｃ、電子注入層１５及び上部電極１６がこの順で設けられている。尚、以下の説明において、第三有機ＥＬ素子に含まれる電極（下部電極１１ｃ、上部電極１６）及び電子注入層１５以外の各層（１２ｃ、１３ｃ、１４ｃ等）で構成されている積層体を、第三有機化合物層２ｃと呼ぶことがある。
【００２３】
尚、有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）は、それぞれ発光層（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ）を有していれば、その層構成は特に限定されるものではない。ここで有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）に含まれ得る層としては、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、正孔ブロック層、電子ブロック層等が挙げられる。
【００２４】
また、図１では省略されているが、下部電極１１ａ、１１ｂ、１１ｃがＴＦＴ（薄膜電界トランジスタ）に接続されていてもよい。また基板１０上に平坦化膜を設けてもよい。特に、基板１０がにＴＦＴを含んでいる場合は、ＴＦＴによって生じた凹凸を埋めるために平坦化膜を設けるのが好ましい。
【００２５】
本発明の製造方法によって製造される有機ＥＬ表示装置において、有機ＥＬ表示装置に含まれる有機化合物層の構成材料として、公知の有機化合物を使用することが可能である。その中でも、露光機の光源の波長に対して吸収を有する有機材料を使用するのが好ましい。また有機化合物層の構成材料として、アントラセン骨格、クリセン骨格、フルオレン骨格、フルオランテン骨格、フェナントロリン骨格、カルバゾール骨格、トリフェニレン骨格、トリフェニルアミン骨格、アザトリフェニレン骨格及びアリルアミン骨格のうち少なくとも一の骨格を含む有機化合物が含まれていることが好ましい。
【００２６】
次に、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法について説明する。図２は、本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。尚、図２にて示されるプロセスは、図１の有機ＥＬ表示装置１の作製プロセスに相当する。
【００２７】
（下部電極付基板）
まず、下部電極（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が形成された基板１０を用意する。ここでトップエミッション型の有機ＥＬ素子を作製する際には、下部電極は可視光に対して反射率の高いものが望ましい。
【００２８】
（第一有機化合物層の形成工程）
次に、１色目の副画素となる第一副画素を形成するために、基板１０の上に、第一有機化合物層２ａを構成する層を順次積層する（図２（ａ））。尚、図２（ａ）では、正孔輸送層１２、第一発光層１３ａ、正孔ブロック層１９、電子輸送層１４をこの順で形成しているが、本発明において第一有機化合物層２ａとして形成すべき層はこれらに限定されるものではない。また第一有機化合物層２ａを構成する各層を成膜・形成する方法としては、スピンコートによる塗布法、真空蒸着法、ディップ法等が考えられるが、特に限定されない。尚、真空蒸着法を利用して有機化合物層を成膜・形成する際に、基板端を覆うマスクを用いる場合がある。ただし係る場合において、後の工程でフォトリソグラフィー法によるパターニングを実施することを考慮すると、高精細マスクは必要ない。
【００２９】
（中間層の形成工程）
次に、先程形成した第一有機化合物層２ａを、レジストや現像液、酸素、水等から保護するための中間層（２１、２２）を設ける（図２（ｂ））。尚、図２（ｂ）では、中間層は二層構成となっており、具体的には、第一有機化合物層２ａ側から第一中間層２１と、第二中間層２２と、がこの順に積層されている。
【００３０】
ここで第一中間層２１の構成材料は、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な鎖状構造を有する高分子有機材料である。例えば、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルカプロラクタム（ＰＶＣＡＰ）、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ビニルピロリドンコポリマー等の水溶性ポリマー材料が挙げられる。ただし、本発明においてはこれに限定されるものではなく、アルコール可溶性ポリマー材料であるナイロンなどを用いることもできる。アルコール可溶性ポリマー材料としてＣＭ４０００（東レ製）等が挙げられる。
【００３１】
また第二中間層２２は無機材料からなる層である。第二中間層２２の構成材料として窒化シリコン、アモルファスシリコン、酸化シリコン等が挙げられるが、本発明においてはこれらに限定されるものではない。
【００３２】
（中間層の加工工程）
次に、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによって、１色目の副画素である第一副画素上にのみ中間層（２１、２２）が残存するように中間層の加工工程を行う（図２（ｂ）〜（ｄ））。ここで中間層の加工工程は、例えば、以下の工程（ｉ）乃至（ｉｖ）で行われる。
（ｉ）レジスト層の形成工程（図２（ｂ））
（ｉｉ）露光工程
（ｉｉｉ）現像工程（図２（ｃ））
（ｉｖ）中間層のエッチング工程（図２（ｄ））
【００３３】
以下、中間層の加工工程について詳しく説明する。
【００３４】
まず、第二中間層２２上に、スピンコーター等を用いてフォトレジストを塗布しレジスト層２３を形成する（図２（ｂ））。尚、フォトレジストを塗布する前に、凝着の助触媒としてＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）等を用いてもよい。またフォトレジストを塗布した後は、必要に応じて、ベイクを実施する。
【００３５】
図３は、レジスト層の形成工程から有機化合物層の加工工程までを示す断面概略図である。尚、図３は、図２（ｂ）乃至（ｄ）の工程を詳細化した図である。図３（ａ）に示されるようにフォトレジスト層２３を形成する。その後、露光工程を行う際には、図３（ｂ）に示されるように、レジスト層２３の上方に所望の形状のフォトマスク３０を設置又はレジスト層２３上にフォトマスク３０を密着した上で露光を行う。これにより、フォトマスクに形成されたパターンはフォトレジスト層に転写される（露光工程）。ここで本発明において使用されるフォトレジストは、ポジ型のフォトレジストである。このため、露光工程の後に行われる現像工程において、レジスト層２３のうち露光されていない領域２３ａについては現像工程後も残存する一方で、露光されている領域２３ｂについては現像工程時において第二中間層２２上から除去される（図３（ｃ））。
【００３６】
露光工程では、ポジレジストの材質に応じて露光光源が使用される。例えば、ｇ線（４３５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｉ線（３６５ｎｍ）、フッ化クリプトン（ＫｒＦ：２４８ｎｍ）、フッ化アルゴン（ＡｒＦ：１９３ｎｍ）等が使用される。これら露光光源の中でも、好ましくは、ｇ線（４３６ｎｍ）である。ただし上述したように、露光光源の波長が有機化合物に一般的に含まれる炭素−炭素結合の結合エネルギーである約３ｅＶ（波長４１３ｎｍ）以下の光を含んでいると、炭素−炭素結合等の結合が切断され、有機ＥＬ素子の発光効率及び発光寿命が低下する場合がある。そこで、本発明においては、露光機の光源の波長に対するフォトマスク３０の遮光部３１の光透過率と、レジスト層２３（ポジ型フォトレジスト）の光透過率と、の合計を１％以下とするのが望ましい。このように、レジスト層２３の構成材料としてポジ型レジストを用いて、フォトマスク３０の遮光部３１とレジスト層２３との光透過率の合計を極めて小さくすることにより、所定の有機化合物層（第一有機化合物層２ａ）を露光工程で使用される光から保護できる。つまり、露光工程の際に、所定の有機化合物層（第一有機化合物層２ａ）の上面に当たる可能性がある光をフォトマスク３０の遮光部３１及びレジスト層２３で遮ることができる。
【００３７】
ただし、露光工程において、光の回折や反射等により、露光光源から放出された光が側面方向からフォトマスクの遮光部３１やレジスト層２３で覆われた領域に到達する場合がある。このため、露光光源から放出された光が、側面方向から所定の有機化合物層（第一有機化合物層２ａ）に到達しないようになるべく遮断する必要がある。
【００３８】
図４は、図３（ｂ）の部分拡大図である。図４は、具体的には、遮光領域とその周辺の領域を拡大したものである。本発明においては、図４のように、フォトマスク３０の遮光部３１と非遮光部３２の境界Ｌ１と、発光領域Ａと非発光領域Ｂとの境界Ｌ２と、の平面方向の距離Ｄを十分に長くするのが好ましい。そして距離Ｄは、フォトリソグラフィー法の解像度の半分以上とするのがより好ましい。
【００３９】
また、隣り合う副画素の下部電極の間に設けられている部材の光透過率を低くすることによって、水平方向の伝搬光を少なくすることも有効である。本発明において、隣接する二つの副画素の下部電極の間に設けられている部材の光透過率は、露光光源から放出される波長の光に対して、好ましくは８５％以下であり、より好ましくは１５％以下である。例えば、隣接する二つの副画素の下部電極の間にポリイミドあるいは窒化珪素などからなる画素分離膜を形成し、露光光源から放出される光に対する光透過率が８５％以下となるようを制御することが考えられる。
【００４０】
一方、本発明においては、各有機ＥＬ素子から出力される光が取り出される側の電極である透明電極の光透過率は、露光光源の光に対して、９０％以下であることが好ましい。
【００４１】
他方、有機ＥＬ表示装置を構成する基板１０に平坦化膜が含まれている場合、この平坦化膜の光透過率は、露光光源の光に対して、１％以下であることが好ましい。
【００４２】
露光工程にて使用されるフォトマスク３０は、所定の領域に設けられている有機化合物層に紫外光等の光が照射しないようにするための遮光領域を有し、この遮光領域には、例えば、石英等の透明ガラス基板上に遮光材料であるＣｒ等の金属薄膜が設けられている。尚、フォトマスク３０に含まれる遮光材料は、本発明の要件を満たしていれば特に限定はされない。
【００４３】
このように本発明では、有機化合物層の加工工程において、所定の領域に有機化合物層が残るように有機化合物層を加工する際に、当該所定の領域に設けられる有機化合物層に露光機から照射される光が当たることはない。このため、当該所定の領域に設けられる有機化合物層は、露光機から照射される光によってその特性が変化するのを抑制することができる。
【００４４】
露光工程を行った後、現像及びベイクを行なう（現像工程、図２（ｃ）、図３（ｃ））。尚、この現像工程を行った時点で、１色目の副画素（第一副画素）上だけにレジスト層が残っている。
【００４５】
現像工程を行った後、パターニングされたレジストに対して、ドライエッチングを行ない、１色目以外の副画素（第二副画素、第三副画素）上に設けられている中間層（２１、２２）を除去するエッチング工程を行う（図２（ｄ）、図３（ｄ））。このエッチング工程を行う際には、公知のドライエッチング法を採用することができるが、第二中間層２２が窒化ケイ素からなる場合は、四フッ化炭素ガス（ＣＦ4ガス）を用いたドライエッチングを行なうのが好ましい。このエッチングを行うことにより、図２（ｄ）や図３（ｄ）に示されるように１色目の副画素（青色副画素）上にのみ二層（第一中間層２１、第二中間層２２）からなる中間層が残っている。尚、図２（ｄ）や図３（ｄ）に示されるように、中間層の加工工程を行う際にレジスト層２３ａは残存させてもよいが、中間層の加工工程を行う過程でレジスト層２３ａを除去してもよい。
【００４６】
（第一有機化合物層の加工工程）
次に、パターニングされた中間層（２１、２２）をマスクとして、ドライエッチングを行なうことで、１色目の副画素以外の副画素（第二副画素、第三副画素）上に設けられている第一有機化合物層２ａを除去する（図２（ｅ）、図３（ｅ））。第一有機化合物層２ａの加工工程を行う際には、公知のドライエッチング法を採用することができるが、酸素をエッチングガスとしたエッチングが好ましい。
【００４７】
本工程（第一有機化合物層の加工工程）を行う前に、１色目の副画素以外の副画素（第二副画素、第三副画素）に設けられる中間層には、露光光源の光が照射されているため、露光光源に含まれる紫外線により分解されやすくなっている。このため本工程において、１色目の副画素以外の副画素（第二副画素、第三副画素）が設けられている領域には残渣が残りにくい。
【００４８】
残渣が残りにくい理由を以下に詳しく説明する。中間層の構成材料として用いられる、有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な高分子材料は、その構造ゆえに低分子有機ＥＬ材料よりエッチングされにくくエッチング後において残渣が残りやすい。中間層を構成する高分子材料としては、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）等が挙げられる。これら高分子材料は、有機化合物層を溶解しない溶媒に対する溶解性を確保するため、塗布した後に架橋構造を形成する樹脂とは異なり、塗布時の分子構造が三次元に網目状に結合されたものではなく、鎖状の高分子である。このため、さらにエッチングが不均一におこなわれるために残渣が残りやすい場合がある。ここで本発明では、エッチングされる部分については、露光光源であるＵＶ光をパターニング用のマスクに遮られることなく照射できるので、ドライエッチングに先立って予め、高分子材料の分解をある程度進めておくことができる。従って、本工程において生じ得る残渣を低減することができる。
【００４９】
以上説明したプロセスにより、１色目の副画素、即ち、第一副画素に第一有機化合物層２ａが選択的に設けられることになる。尚、２色目の副画素（第二副画素）や３色目の副画素（第三副画素）についても、１色目の副画素と同様の方法により、有機化合物層（２ｂ、２ｃ）及び中間層（２１、２２）を順次成膜し、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングを行う。これにより、２色目の副画素（第二副画素）や３色目の副画素（第二副画素）に、それぞれ所望の有機化合物層（２ｂ、２ｃ）が形成される。
【００５０】
以上により、所定の領域に３色の有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）が選択的に形成されることになる（図２（ｆ））。尚、本発明においては有機化合物層の成膜順は制限されるものではない。
【００５１】
ところで以上に説明した有機化合物層のパターニングを、フォトリソグラフィー法を利用して行うと、一般的なマスク露光機を使用したときの解像度、即ち、数十μｍ以下の解像度という高い精細度で有機化合物層のパターニングを行うことが可能となる。このため、従来用いられた高精細メタルマスクを使ったパターン形成方法と比べてより高精細の有機ＥＬ表示装置を作製することができる。
【００５２】
（中間層の除去工程）
有機化合物層の加工工程を終えた直後において、各有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上には、第一中間層２１と第二中間層２２とからなる中間層が残存している。このため次の工程として中間層を除去する工程を実施する（図２（ｇ）〜（ｈ））。例えば、第一中間層２１がポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）で形成されている場合、ＰＶＰは水溶性であるため、水で処理すれば、第一中間層２１が水に溶けて有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）の表面から除去される。これを利用することで第一中間層２１の上に形成された第二中間層２２も一括して除去することができる。尚、水等の溶媒を利用して中間層（２１、２２）を除去した場合は、溶媒による処理を行った後、有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）の表面あるいは側面に付着した溶媒を加熱等により除去する必要がある。
【００５３】
尚、本発明において、第一中間層２１の構成材料は上述したＰＶＰに限定されるものではない。例えば、同じ水溶性のポリマー材料であるポリビニルアルコール（ＰＶＡ）やアルコール可溶性のポリマー材料であるナイロンを使用してもよい。
【００５４】
また中間層の除去方法は、溶媒を利用した方法に限定されるものではなく、第二中間層２２、第一中間層２１の順にドライエッチング処理を行って各中間層を除去してもよい（図２（ｆ）乃至（ｈ））。
【００５５】
（共通層、共通電極の形成工程）
次に、各副画素に共通する層（共通層）と、各副画素に共通する電極（共通電極）と、を形成する（図２（ｉ））。以下、共通層、共通電極の形成工程の具体例について説明する。
【００５６】
まず有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上に、電子注入層１５を形成する。電子注入層１５の構成材料としては、例えば、アルカリ金属、アルカリ土類金属、アルカリ金属又はアルカリ土類金属の化合物等が挙げられる。また電子注入層１５は、真空蒸着法等により形成する。
【００５７】
次に、共通電極である上部電極１６を形成する。上部電極１６の構成材料としては、公知の導電性の材料が適用可能であるが、仕事関数の小さい金属を用いることが好ましい。また上部電極１６上に光学干渉層（不図示）等の光学調整層を設けてもよい。
【００５８】
（封止工程）
電子注入層１５及び上部電極１６を形成した後、真空雰囲気あるいは水分量が制限された雰囲気内で、画素や有機ＥＬ素子が設けられた発光領域を水分等から保護するための封止部材を設ける封止工程が行われる。
【００５９】
以上にて説明した方法は、全ての副画素において共通する層（共通層）や共通する電極（共通電極）を有する有機ＥＬ表示装置１において適用することができる。ただし、本発明の製造方法は、以上にて説明した方法に限定されるものではない。例えば、上部電極まで形成した後でフォトリソグラフィー法を用いたパターニングを行う工程を繰り返す実施される態様にも本発明の製造方法を適用することができる。
【実施例】
【００６０】
以下、実施例により、本発明をより詳しく説明する。ただし本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものはない。
【００６１】
［実施例１］
図１に示される有機ＥＬ表示装置を、以下に示す方法により作製した。
【００６２】
（第一有機化合物層（緑色有機化合物層）の形成工程）
まず真空蒸着法で形成した後フォトリソグラフィー法によりパターニングされた、２４．５μｍ×７０．０μｍのサイズの下部電極（１１ａ、１１ｂ、１１ｃ）が設けられている基板１０上に、下記式で表わされる有機材料を成膜し正孔輸送層１２を形成した。このとき正孔輸送層１２の膜厚を１５０ｎｍとした。
【００６３】
【化１】
【００６４】
次に、真空蒸着法により、正孔輸送層１２上に、下記式に示される三種類の材料を共蒸着して第一発光層１３ａとなる緑色発光層を形成した。このとき緑色発光層の膜厚は２０ｎｍであった。
【００６５】
【化２】
【００６６】
次に、真空蒸着法により、第一発光層１３ａ（緑色発光層）上に、下記式で表わされる有機材料を成膜し正孔ブロック層１９を形成した。このとき正孔ブロック層１９の膜厚を１０ｎｍとした。
【００６７】
【化３】
【００６８】
次に、真空蒸着法により、正孔ブロック層１９上に、下記式で表わされる有機材料を成膜し電子輸送層１４を形成した。このとき電子輸送層１４の膜厚を１０ｎｍとした。
【００６９】
【化４】
【００７０】
以上により、正孔輸送層１２、第一発光層１３ａ、正孔ブロック層１９及び電子輸送層１４がこの順に積層されている第一有機化合物層２ａ（緑色有機化合物層）を形成した。
【００７１】
（第一有機化合物層の加工工程）
次に、第一有機化合物層２ａ上に、ＰＶＰ（ポリビニルピドリドン）膜及び窒化ケイ素膜を、この順で形成した。尚、ＰＶＰ（ポリビニルピドリドン）膜は、第一中間層２１として機能し、窒化ケイ素膜は第二中間層２２として機能する。
【００７２】
次に、フォトリソグラフィー法を用いたパターニングによって、第一の副画素（緑色副画素）上にのみ第一中間層２１と第二中間層２２とが残存するように二つの中間層を加工した。以下に、中間層の加工工程の具体的なプロセスについて説明する。
【００７３】
まず、第二中間層２２上に、ＨＭＤＳ（ヘキサメチルジシラザン）を塗布した後、スピンコーターを用いてＡＺエレクトリックマテリアルズ製のポジ型フォトレジストＡＺ１５００を塗布した。次に、必要に応じて、プリベイクすることで１μｍのレジスト層２３を形成した。尚、次に行われる露光工程で使用されるフォトマスクの遮光部には、３１．５μｍ×９４．５μｍのサイズの約２００ｎｍの膜厚のクロム膜がパターン状に設けられていた。ここで上記クロム膜と、ポジ型レジストで構成されるレジスト層２３と、の光透過率の合計は極めて小さく、有機ＥＬ素子の構成材料の吸収波長及び可視光の波長に対する光透過率は合わせて１％以下であった。また、有機ＥＬ素子の発光領域となる第一電極のサイズに対して、フォトマスクのサイズが一回り大きくなるように設計した。このため、図４で示すフォトマスク３０の遮光部３１と非遮光部３２の境界Ｌ1と、発光領域Ａと非発光領域Ｂとの境界Ｌ2との平面方向の距離Ｄは、フォトリソグラフィー法の解像度３．５μｍの半分以上となっている。従って、露光工程を行う際に、露光機の光が第一有機化合物層２ａ（緑色有機化合物層）に照射されることはない。露光工程を行った後、現像及びポストベイクを行なった。この時点で、レジスト層２３は、緑色副画素が設けられている領域にのみ残存していた。
【００７４】
次に、パターニングされたレジスト層をマスクとして、四フッ化炭素ガス（ＣＦ４ガス）をエッチングガスとするドライエッチングを行なうことで、緑色副画素が設けられている領域以外の領域に設けられている中間層（２１、２２）を除去した。この時点で、緑色副画素が設けられている領域にのみ中間層（２１、２２）が残っていた。次に、パターニングされた中間層（２１、２２）をマスクとして、酸素ガスをエッチングガスとするドライエッチングを行なうことで、１色目の副画素（緑色副画素）以外の領域に設けられている第一有機化合物層２ａを除去した。
【００７５】
（第二有機化合物層の形成工程）
次に、真空蒸着法により、少なくとも下部電極１１ｂ上に、正孔輸送層１２と、第二発光層１３ｂと、正孔ブロック層１９と、電子輸送層１４と、からなる第二有機化合物層２ｂを形成した。尚、第二発光層１３ｂには、赤色発光材料が含まれていた。
【００７６】
（第二有機化合物層の加工工程）
次に、上述した第一有機化合物層２ａの加工工程と同様のプロセスを実施することで、２色目の副画素（赤色副画素）以外の領域に設けられている第二有機化合物層２ｂが除去されるように加工した。
【００７７】
（第三有機化合物層の形成工程）
次に、真空蒸着法により、少なくとも下部電極１１ｃ上に、正孔輸送層１２と、第三発光層１３ｃと、正孔ブロック層１９と、電子輸送層１４と、からなる第三有機化合物層２ｃを形成した。尚、第三発光層１３ｃには、青色発光材料が含まれていた。
【００７８】
（第三有機化合物層の加工工程）
次に、上述した第一有機化合物層２ａの加工工程と同様のプロセスを実施することで、３色目の副画素（青色副画素）以外の領域に設けられている第三有機化合物層２ｃが除去されるように加工した。
【００７９】
（中間層の除去工程）
次に、三種類の有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）が形成されている基板１０を水に浸漬し、第一中間層２１を第二中間層２２ごと除去した。尚、第一中間層２１の構成材料であるＰＶＰは水溶性であるため、基板１０を水に浸漬したときにまず第一中間層２１が水に溶けた後、この第一中間層２１の溶解によって第二中間層２２が有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上から剥離除去された。次に、有機化合物層の表面あるいは側面に付着した水分を除去するために１００℃でベイクした。
【００８０】
（共通層の形成工程）
次に、有機化合物層（２ａ、２ｂ、２ｃ）上に、下記式に示される有機材料と炭酸セシウムとを共蒸着させることにより各副画素に共通する層（共通層）である電子注入層１５を形成した。このとき電子注入層１５の膜厚を２０ｎｍとした。
【００８１】
【化５】
【００８２】
（共通電極の形成工程）
次に、スパッタリング法により、電子注入層１５上に銀を成膜して共通電極である上部電極１６を形成した。このとき上部電極１６の膜厚を１０ｎｍとした。
【００８３】
（封止工程）
最後に、窒素で充満されたグローブボックス内において、キャップガラスを用いて有機ＥＬ表示装置を封止した。以上により、有機ＥＬ表示装置を得た。
【００８４】
（有機ＥＬ表示装置の評価）
得られた有機ＥＬ表示装置について、装置に含まれる緑色副画素の発光効率を測定・評価した。その結果、図５に示されるグラフが得られた。
【００８５】
（画素領域の表面観察）
得られたＥＬ表示装置に対して、有機顕微鏡観察を実施したが、第一有機化合物層、第二有機化合物層、第三有機化合物層のすべての画素領域ともに残渣は観察されなかった。
【００８６】
［比較例１］
実施例１において、第一有機化合物層の加工工程で使用されるレジストを、ポジ型レジストに代えてネガ型レジストを使用した。これを除いては、実施例１と同様の方法により有機ＥＬ表示装置を得た。図７は、本比較例における有機化合物層の加工工程を示す断面模式図を示す。実施例１と同様に、第一有機化合物層からレジスト層２３までを形成し（図７（ａ））、第一有機化合物層を除去するパターンに応じた遮光部３１と被遮光部３２を有するフォトマスク３０を用いてレジスト層２３を露光する（図７（ｂ））。その後、現像およびポストベイクを行う。本比較例ではネガ型レジストを用いているので、現像により、非遮光部３１によって光が遮られ、露光されなかった領域のレジスト層２３が除去される（図７（ｃ））。次に、第二保護層２２の表面に残るレジスト層をマスクとして、中間層（２１、２２）を除去し、さらに第一有機化合物層２ａを除去した（図７（ｄ））。
【００８７】
得られた有機ＥＬ表示装置について、装置に含まれる緑色副画素の発光効率を測定・評価した。その結果、図６に示されるグラフが得られた。つまり、本比較例の有機ＥＬ表示装置は発光特性の一つである発光効率が実施例１の有機ＥＬ表示装置よりも劣っていることがわかった。
【００８８】
図７は、本比較例における有機化合物層の加工工程を示す断面模式図である。ネガ型レジストを用いた場合、特に、図７（ｂ）に示されるように、露光工程において露光機からの光が有機ＥＬ素子を構成する有機化合物層に到達し得る状況にあるといえる。このため有機化合物層（特に、第一発光層）の構成材料が露光機からの光によって変化（劣化）していることが確認された。一方、得られたＥＬ表示装置に対して、有機顕微鏡観察を実施すると、第二有機化合物層、第三有機化合物層の画素領域に残渣が観察された。残渣に対して、二次イオン質量分析（ＳＩＭＳ）を実施したところ、ＰＶＰ（ポリビニルピロリドン）であることが特定できた。これは、ネガレジストを使用したため、除去するべき副画素領域に対して、露光が行なわれていないために、中間層材料に紫外線が照射されず、分解されにくく、残渣となったと考えられる。
【符号の説明】
【００８９】
１：有機ＥＬ表示装置、２ａ：第一有機化合物層、２ｂ：第二有機化合物層、２ｃ：第三有機化合物層、１０：基板、１１ａ（１１ｂ、１１ｃ）下部電極、１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）：正孔輸送層、１３ａ：第一発光層、１３ｂ：第二発光層、１３ｃ：第三発光層、１４（１４ａ、１４ｂ、１４ｃ）電子輸送層、１５：電子注入層、１６：上部電極、１９（１９ａ、１９ｂ、１９ｃ）正孔ブロック層、２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）：第一中間層、２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）：第二中間層、２３（２３ａ、２３ｂ、２３ｃ）：レジスト層、３０：フォトマスク
【特許請求の範囲】
【請求項１】
フォトリソグラフィー法による有機化合物層のパターニング工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
少なくとも低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、前記紫外光が照射された領域の前記レジスト層を部分的に除去する工程と、
前記レジスト層が除去された領域の前記有機化合物層を除去する工程と、を有しており、
前記レジスト層はポジ型レジストで構成される層であり、
前記中間層は、前記有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層を含むことを特徴とする、有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記鎖状構造を有する高分子有機材料が、水溶性ポリマー材料又はアルコール可溶性ポリマー材料であることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記鎖状構造を有する高分子有機材料が、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記中間層が、前記鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層の上に積層される無機材料からなる層を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記無機材料が、窒化シリコンであることを特徴とする、請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記フォトマスクの遮光部の光透過率と、前記ポジ型レジストで構成されるレジスト層の光透過率と、の合計が、前記紫外光に対して１％以下であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれ、かつ互いに隣接する副画素がそれぞれ有する下部電極の間に設けられた部材の光透過率が、前記紫外光に対して８５％以下であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれる互いに隣接する副画素がそれぞれ有する下部電極の間に設けられた部材の光透過率が、前記紫外光に対して１５％以下であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれる透明電極の光透過率が、前記紫外光に対して９０％以下であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれる平坦化膜の光透過率が、前記紫外光に対して１％以下であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１】
フォトリソグラフィー法による有機化合物層のパターニング工程を有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
少なくとも低分子有機ＥＬ材料を含む有機化合物層を形成する工程と、
前記有機化合物層の上に中間層を形成する工程と、
前記中間層上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層にパターン状の遮光部を有するフォトマスクを介して紫外光を照射し、前記紫外光が照射された領域の前記レジスト層を部分的に除去する工程と、
前記レジスト層が除去された領域の前記有機化合物層を除去する工程と、を有しており、
前記レジスト層はポジ型レジストで構成される層であり、
前記中間層は、前記有機化合物層を溶解しない溶媒に対して選択的に溶解可能な、鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層を含むことを特徴とする、有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項２】
前記鎖状構造を有する高分子有機材料が、水溶性ポリマー材料又はアルコール可溶性ポリマー材料であることを特徴とする、請求項１に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項３】
前記鎖状構造を有する高分子有機材料が、ポリビニルピロリドンであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項４】
前記中間層が、前記鎖状構造を有する高分子有機材料からなる層の上に積層される無機材料からなる層を有することを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記無機材料が、窒化シリコンであることを特徴とする、請求項４に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記フォトマスクの遮光部の光透過率と、前記ポジ型レジストで構成されるレジスト層の光透過率と、の合計が、前記紫外光に対して１％以下であることを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか一項に有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項７】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれ、かつ互いに隣接する副画素がそれぞれ有する下部電極の間に設けられた部材の光透過率が、前記紫外光に対して８５％以下であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項８】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれる互いに隣接する副画素がそれぞれ有する下部電極の間に設けられた部材の光透過率が、前記紫外光に対して１５％以下であることを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項９】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれる透明電極の光透過率が、前記紫外光に対して９０％以下であることを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【請求項１０】
前記有機ＥＬ表示装置に含まれる平坦化膜の光透過率が、前記紫外光に対して１％以下であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
【図１】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２Ａ】
【図２Ｂ】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−８４５７６（Ｐ２０１３−８４５７６Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１８９７６６（Ｐ２０１２−１８９７６６）
【出願日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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