有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】 有機化合物層の上にマスク層を形成し、マスク層に被覆されていない領域をドライエッチングにてパターニングする有機ＥＬ装置の製造方法において、電荷注入層が有機化合物からなる場合、エッチングガスに曝されて電荷注入層の表面が分解され、電荷注入性が低下する恐れがある。
【解決手段】 有機化合物層のパターニングに用いるエッチングガスに対するエッチングレートも小さく、エッチングガスに曝されても分解されない無機化合物で電荷注入層を形成することにより、電荷注入性を低下させずに有機化合物層のパターニングを可能とする。
【解決手段】 有機化合物層のパターニングに用いるエッチングガスに対するエッチングレートも小さく、エッチングガスに曝されても分解されない無機化合物で電荷注入層を形成することにより、電荷注入性を低下させずに有機化合物層のパターニングを可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ装置の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置の製造方法において、フォトリソグラフィを用いて有機化合物層をパターニングする方法が知られている。特許文献１には、電荷注入層の上に発光層を形成し、発光層上にフォトレジスト層を所定のパターン状に形成した後、フォトレジスト層で覆われていない領域の発光層を、電荷注入層を除去することなくドライエッチング法で除去してパターニングする方法が開示されている。この方法によれば、各発光層をパターニングする毎に電荷注入層を成膜し直す必要がなく、電荷注入層の成膜工程が一度で済むことから、製造効率が高く、材料の無駄を低減することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特登録４１４５５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＬ装置には、一対の電極に発光層を含む有機化合物層が挟まれた構造を有する有機ＥＬ素子が複数設けられている。有機ＥＬ素子では、一方の電極から正孔、他方の電極から電子がそれぞれ有機化合物層に注入され、正孔と電子が発光層で再結合して光が発生する。有機化合物層は、発光層の他に公知の機能層を含んでいてもよく、特許文献１では、機能層として、発光層に電荷をバランス良く注入し、発光効率を向上させるための電荷注入層が設けられている。
【０００５】
特許文献１には、電荷注入層として有機化合物もしくは無機酸化物を、塗布法によって形成することが開示されている。塗布工程によって形成される膜には、塗布工程で用いられる溶媒や膜材料の前駆体などの有機物が膜中に残存する場合がある。このような電荷注入層がエッチングガスに曝されると、表面に残存する有機物がエッチングガスと反応して、表面の形状が荒れたり、表面の膜特性が変質したりしてしまうと考えられる。従って、特許文献１のように電荷注入層を塗布法にて形成すると、ドライエッチング法にて有機化合物層をパターニングする工程において、電荷注入層の表面が荒れたり膜特性が変質したりして、電荷注入効率が低下してしまう。このような電荷注入層の上に発光層を積層しても、有機ＥＬ装置の発光特性を向上させることはできない。
【０００６】
本発明の目的は、有機化合物層のパターニングごとに電荷注入層を成膜し直す必要がなく、かつ、電極から効率良く電荷が注入することのできる、発光特性に優れた有機ＥＬ装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる有機ＥＬ装置の製造方法は、
無機化合物からなる電荷注入層を真空成膜法にて形成する工程と、
前記電荷注入層の上に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マスク層をパターン状に形成する工程と、
前記マスク層が形成されていない領域の前記有機化合物層をドライエッチング法により除去して、前記無機化合物からなる電荷注入層を露出させる工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、真空成膜法によって無機化合物からなる電荷注入層を形成する。真空成膜法によって形成された無機化合物からなる電荷注入層は、エッチングガスに曝されてもエッチングされににくく、また、変性しにくい。そのため、ドライエッチングによる有機化合物層のパターニング後も良好な電荷注入性を維持することができ、発光特性に優れた有機ＥＬ装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図。
【図２】第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図。
【図３】実施例２にかかる有機ＥＬ装置の製造工程の一部を示す断面模式図。
【図４】本発明にかかる有機ＥＬ装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る有機ＥＬ装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図示または記載を省略している部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用することができる。また、以下に説明する実施形態は一例であって、これらに限定されるものではない。各実施形態を組み合わせて用いる事もできる。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る有機ＥＬ装置の製造工程を断面模式図で示した図で、基板１０上に、互いに異なる色を発する第一副画素３、第二副画素４、第三副画素５を有する有機ＥＬ装置を示している。図４に有機ＥＬ装置の斜視図を模式的に示す。基板１０には表示領域８と外部接続端子９が設けられている。表示領域８には第一、第二、第三副画素３〜５が二次元に配置されており、外部接続端子９は不図示の配線によって不図示の回路に電気的に接続されている。
【００１２】
第一副画素３、第二副画素４、及び第三副画素５のそれぞれには、第一電極と第二電極とに挟まれた有機化合物層を備える有機ＥＬ素子が設けられており、第一〜第三副画素が１つの画素２を構成している。画素２は、有機ＥＬ装置が画像を表示する際の最小単位である。図１では画素２を１つしか示していないが、実際の有機ＥＬ装置では、基板１０上に画素２が複数配置されている。また、第一電極２０、２１、２２は、基板１０に設けられた、不図示のトランジスタ等を含む回路に接続されている。
【００１３】
以下、図１を参照して第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。
【００１４】
（第一電極を形成する工程）
まず、基板１０の上に、第一電極２１、２２、２３を副画素毎に形成する。本発明では、第一電極をアノード電極として説明する。第一電極が、カソード電極であっても構わない。第一電極２１、２２、２３は、光の放出方向に応じて、構成材料を選択する。基板１０側から光を放出する場合（ボトムエミッション型）には光透過性の導電材料、基板１０とは反対側から光を放出する場合（トップエミッション型）には光反射性の金属材料を用いる。本実施例ではトップエミッション型の有機ＥＬ装置を作製するため、第一電極２１、２２、２３を光反射性の電極材料で形成する。光反射性の電極材料には、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料を好適に用いることができる。反射率が高い材料ほど、光取り出し効率を向上させることができるのでより好ましい。
【００１５】
トップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、後述する第二電極６０は光透過性の電極材料で形成する。ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合は、第二電極６０を光反射性の電極材料で形成するとよい。
【００１６】
第一電極２１、２２、２３は、メタルマスクを使用した蒸着法や公知のフォトリソグラフィ等を利用して、副画素ごとに形成することができる。
【００１７】
（電荷注入層を形成する工程）
第一電極２１、２２、２３上に、真空成膜法にて電荷注入層として無機化合物からなる正孔注入層３０を形成する。真空成膜法によって形成された無機化合物には、所望の材料のみを形成する。塗布法とは異なり溶媒や有機前駆体などの不純物などが電荷注入層内に残留する心配がない。正孔注入層３０の具体的な材料としては、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、窒化チタン、五酸化バナジウム、などが挙げられる。真空成膜法としては真空蒸着法、スパッタリング法など公知の方法を用いることができる。モリブデンやタングステンなどの金属材料を成膜した後に酸化処理を施して、正孔注入性を付与してもよい。第一電極をカソードとした場合は、電荷注入層として無機化合物からなる電子注入層を形成すると良い。電子注入層の具体的な材料は、ＬｉＦ、Ｃｓ２ＣＯ３等が挙げられる。
【００１８】
正孔注入層３０の膜厚が約１００ｎｍを超えると電荷の流れに対する抵抗となり、アノード電極である第一電極２１、２２、２３から後述の有機化合物層へ正孔を注入し難くなるため、正孔注入層３０の膜厚は、数ｎｍから数十ｎｍ程度が好ましい。
【００１９】
正孔注入層３０は、第一電極を覆っていれば、第一電極２１、２２、２３に連続する膜として形成してもよいし、フォトリソグラフィ等を用いて所定の形状に形成してもよい。
【００２０】
正孔注入層３０の材料は、後述の有機化合物層の除去工程で用いるエッチングガスを考慮して選択する必要がある。具体的には、使用するエッチングガスに対して耐性のある材料を選択する。ここで言う耐性とは、エッチングガスに対するエッチングレートが有機化合物層のそれよりも小さく、エッチングガスに曝されても変質しにくい特性をいう。例えば、有機化合物層を酸素ガスでドライエッチングをする場合、正孔注入層は酸化された無機化合物で形成するのが好ましい。酸化された無機化合物は組成として酸素を含有しているため酸化反応し難く、エッチングガスである酸素ガスに対するエッチングレートも小さく、ほとんど変質もしない。
【００２１】
（第一有機化合物層を成膜する工程）
第一有機化合物層４１を、公知の蒸着法や塗布法を用いて第一電極２１、２２、２３が形成された基板１０の上に形成する（図１（ａ））。第一有機化合物層４１は、少なくとも発光層を含む単層、又は、発光層の他に電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層などの機能層が積層された積層体である。第一有機化合物層４１は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。また特定の発光波長について膜厚干渉効果が得られるように膜厚を設計してもよい。
【００２２】
（マスク層をパターン状に形成する工程）
第一有機化合物層４１の上に、マスク層５１をパターン状に形成する。具体的には、第一有機化合物層４１を残存させる領域にマスク層５１を形成すればよく、本実施形態では、第一電極２１が設けられた第一副画素３の領域に形成された第一有機化合物層４１の上にマスク層５１を選択的に形成する（図１（ｂ））。
【００２３】
例えば、スピンコート法、ディップコート法等により感光性樹脂からなる層を、第一有機化合物層４１が形成された基板面の全体に形成した後、フォトリソグラフィを用いてパターニングし、マスク層５１として所定の領域に選択的に形成することができる。インクジェット法、印刷法などの材料を選択的に形成することのできる方法を用いる場合は、フォトリソグラフィを用いてパターニングする必要がなく好ましい。
【００２４】
マスク層５１を形成する工程では、第一有機化合物層４１が感光性樹脂に含まれる溶媒や感光性樹脂層の現像液等に接触する可能性がある。第一有機化合物層４１がこれらの溶媒や現像液等によって溶解や変質等のダメージを受ける場合は、第一有機化合物層４１とマスク層５１との間に保護層を設けておくと良い。保護層としては、防湿性の高い膜が好ましく、具体的には窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素などが挙げられる。
【００２５】
マスク層５１および保護層は最終的には第一有機化合物層４１の表面から除去するため、マスク層５１および保護層が除去しにくい材料である場合は、有機化合物層とマスク層５１および保護層との間に不図示の剥離層を設けておくのが好ましい。剥離層は、剥離層より上に形成されるマスク層５１および保護層を、有機化合物層にダメージを与えずに、容易に有機化合物層の表面から除去するために設ける層である。従って、剥離層には、第一有機化合物層４１の溶解度が低い液体に対して溶解度が高く、かつ、形成時に第一有機化合物層４１にダメージを与えない材料を選択する。言い換えると、剥離層には、剥離層の溶解液に対するエッチングレートが、第一有機化合物層のそれよりも大きい関係を満たす材料を選択する。例えば、第一有機化合物層４１が水にほとんど溶解しない材料である場合、剥離層を溶解する溶解液として水を好適に用いることができる。その場合、剥離層にはＬｉＦ、ＮａＣｌなどの水溶性無機材料、或いは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などの水溶性ポリマーを好適に使用することができる。
【００２６】
（第一有機化合物層をドライエッチング法により除去する工程）
マスク層５１がパターン状に形成された基板１０をエッチングガスに曝し、マスク層５１に被覆されていない領域の第一有機化合物層４１を除去する（図１（ｃ））。第一有機化合物層４１をはじめ、有機化合物材料からなる層の除去には、酸素ガスを用いたドライエッチング法が好適である。
【００２７】
本工程の最終段階において、第一有機化合物層４１が除去されると、第一電極２２、２３の上に形成された正孔注入層３０がエッチングガスに曝される。しかし、正孔注入層３０を構成する無機化合物は、エッチングガスである酸素ガスとは反応し難く、層中に溶媒や有機物などを含んでいないため、エッチング工程の前後で正孔注入層３０がほとんど変質せず電荷注入性を維持することができる。この工程により、マスク層５１のパターンに応じて、第一電極２１の上に第一有機化合物層４１を選択的に形成することができる。
【００２８】
（第二有機化合物層を第一電極２２の上に成膜する工程）
第一有機化合物層４１と同様にして、第一有機化合物層４１が形成された基板１０の上に第二有機化合物層４２を形成する（図１（ｄ））。その後、マスク層５１と同様にして、第一電極２２が設けられた第二副画素４の領域に形成された第二有機化合物層４２の上にマスク層５２を選択的に形成する（図１（ｅ））。続いて、マスク層５２で覆われていない領域の第二有機化合物層４２を、酸素ガスを用いたドライエッチングにより除去する（図１（ｆ））。第二有機化合物層４２をドライエッチングする間、第一有機化合物層４１は、先に形成したマスク層５１で覆われているため、ドライエッチングによるダメージを受けることはない。この工程により、マスク層５２のパターンに応じて第二電極の上に第二有機化合物層４２を選択的に形成することができる。第一電極２３が設けられた第三副画素領域３にはマスク層５２が形成されていないため、第二有機化合物層４２が除去されて正孔注入層３０の表面が露出する。この場合も、エッチング工程の前後で正孔注入層３０がほとんど変質しないため電荷注入性を維持したまま、第二有機化合物層４２を選択的に除去することが可能となる。
【００２９】
（第三有機化合物層を第一電極２３の上に成膜する工程）
第一有機化合物層４１と同様にして、第二有機化合物層４２までが形成された基板１０の上に第三有機化合物層４３を形成する（図１（ｇ））。第一電極２３が形成された第三副画素５の領域に形成された第三有機化合物層４３の上にマスク層５３を選択的に形成する（図１（ｈ））。その後、マスク層５３で覆われていない領域の第三有機化合物層４３を、酸素ガスを用いたドライエッチング法により除去する（図１（ｉ））。第三有機化合物層４３をドライエッチングする間、第一有機化合物層４１はマスク層５１、第二有機化合物層４２はマスク層５２でそれぞれ覆われているため、ドライエッチングによってダメージを受けることはない。この工程により、マスク層５３のパターンに応じて、第一電極２３の上に第三有機化合物層４３を選択的に形成することができる。
【００３０】
（マスク層を除去する工程）
以上の工程により、第一、第二、第三有機化合物層の上に残るマスク層５１〜５３は、有機ＥＬ素子における電荷の流れを阻害するため、除去する（図１（ｊ））。マスク層の除去にはウェットエッチング、ドライエッチング等の既存の方法を用いることができる。ウェットエッチングを用いる場合は、マスク層を選択的に溶解する溶媒を用いるのが好ましい。
【００３１】
（共通有機化合物層を形成する行程）
以上のようにして、第一、第二、第三副画素それぞれに含まれる第一〜第三有機化合物層をパターニングし、マスク層を除去した後、第一〜第三副画素に共通する共通有機化合物層４４を形成する（図１（ｋ））。共通有機化合物層４４としては、副画素毎にパターニングする必要のある発光層よりも後に形成する材料であれば、特に限定されない。例えば、第一電極２１〜２３が陽極である本実施例の場合、共通有機化合物層４４として電子注入層や電子輸送層などが挙げられる。電子注入層の材料としては、電子輸送材料にセシウム、リチウム等のアルカリ金属を添加したものを用いることができる。
【００３２】
（第二電極を形成する工程）
共通有機化合物層４４の上に、第二電極６０を形成する（図１（ｌ））。第二電極６０は、光透過性、または、半透過性を有するのが好ましい。光透過性の電極とする場合は、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物等の透明導電材料や、ポリアセチレン等の有機導電材料を好適に用いることができる。半透過性の電極とする場合は、Ａｇ、Ａｌ等の金属材料を１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の薄膜を用いたり、金属材料の薄膜と透明導電材料からなる膜を積層して用いたりすることができる。光透過性とは可視光に対して透過率が８０％以上の特性を指し、半透過性とは可視光域の波長の光の透過率が２０％以上８０％未満の特性を指す。第二電極は、スパッタリングや真空蒸着等、公知の方法によって形成することができる。
【００３３】
最後に、有機ＥＬ装置に外部から水分が浸入して画素が劣化するのを抑制するため、公知の封止部材（不図示）を設けるのが好ましい。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法の各工程を示す図である。本実施形態は、有機化合物層とマスク層との間に剥離層を設け、剥離層を用いたリフトオフ工程を有している点で第１の実施形態とは異なっている。以下、第１の実施形態と共通する点については、詳細な説明を省略する。
【００３５】
第１の実施形態と同様にして、第一電極２１、２２、２３を形成し、その上に無機化合物からなる正孔注入層３０、第一有機化合物層４１、剥離層７１を順次形成する（図２（ａ））。
【００３６】
剥離層７１は、剥離層より上に形成される膜を、有機化合物層へのダメージを与えずに有機化合物層の表面から除去するために設ける層である。従って、剥離層７１には、第一有機化合物層４１の溶解度が低い液体に対して溶解度が高く、かつ、形成時に第一有機化合物層４１にダメージを与えない材料を選択する。言い換えると、剥離層７１の材料には、剥離層７１の溶解液に対する剥離層７１のエッチングレートが、第一有機化合物層４１のそれよりも大きい関係を満たす材料を選択する。例えば、第一有機化合物層４１が水にほとんど溶解しない材料である場合、剥離層７１を溶解する剥離液として水を好適に用いることができる。その場合、剥離層７１にはＬｉＦ、ＮａＣｌなどの水溶性無機材料、或いは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などの水溶性ポリマーを使用することができる。
【００３７】
第一電極２１の上に形成された剥離層７１の上に、マスク層５１を選択的に形成する（図２（ｂ））。マスク層５１がパターン状に形成された基板１０をエッチングガスに曝し、マスク層５１に被覆されていない領域の剥離層７１および第一有機化合物層４１をドライエッチングにより除去する（図２（ｃ））。本工程の最終段階において、第一有機化合物層４１が除去されると、第一電極２２、２３の上に形成された正孔注入層３０がエッチングガスに曝される。しかし、正孔注入層３０を構成する無機化合物はエッチングガスである酸素とは反応し難く、エッチング工程の前後で正孔注入層３０の注入性を維持することができる。この工程により、マスク層５１のパターンに応じて、第一電極の上に第一有機化合物層４１を選択的に形成することができる。
【００３８】
剥離層７１がパターン状に残存する基板１０の上に、第二有機化合物層４２を形成する（図２（ｄ））。続いて、剥離層７１に溶解液を接触させて選択的に溶解し、剥離層７１の上に形成された第二有機化合物層４２をリフトオフする（図２（ｅ））。第一電極２１の上に第一有機化合物層４１、第一電極２２、２３の上に第二有機化合物層４２が残る基板１０の上に、新たに剥離層７２を形成する（図２（ｆ））。第１電極２１、２２の上の領域に選択的にマスク層５２を形成する（図２（ｇ））。マスク層５２に被覆されていない領域の第二有機化合物層４２をドライエッチングによって除去する（図２（ｈ））。この時、第一有機化合物層４１のドライエッチング工程と同様に、工程の最終段階において、第一電極２３の上に形成された正孔注入層３０がエッチングガスに曝される。しかし、正孔注入層３０を構成する無機化合物はエッチングガスである酸素とは反応し難く、正孔注入層３０の注入性を維持して選択的に第二有機化合物層４２を除去することが可能となる。
【００３９】
第一電極２３の上に形成された第二有機化合物層４２を除去した後、第三有機化合物層４３を形成する（図２（ｉ））。続いて、剥離層７２に剥離液を接触させて選択的に溶解させ、剥離層７２の上に形成された第三有機化合物層４３をリフトオフにより除去して、第一、第二、第三副画素のそれぞれに含まれる第一、第二、第三有機化合物層のパターニングが完了する（図２（ｊ））。
【００４０】
第一、第二、第三有機化合物層４１〜４３の上に共通の第二電極６０を順次形成して、有機ＥＬ装置の基本構成が完成する（図２（ｋ））。第１の実施形態と同様に第２電極の形成に先だって、第一、第二、第三副画素に共通する共通有機化合物層４４を形成してもよい。有機ＥＬ装置に外部から水分が浸入して画素が抑制するため、公知の封止部材（不図示）を設けるのが好ましい。
【００４１】
本実施形態のように、剥離層を用いたリフトオフ工程を用いれば、マスク層を選択的に形成する工程を減らして工程を簡略化することができる。
【００４２】
［実施例１］
本実施例では、３種類の有機化合物層４１、４２、４３それぞれに含まれる発光層（第一発光層、第ニ発光層、第三発光層）の発光色が、緑色、青色、赤色であるフルカラーの有機ＥＬ装置を作成した。発光色の組み合わせは特に限定されないが、本実施例では、各有機化合物層を正孔輸送層、発光層、電子輸送層の３層からなる構成とした。
【００４３】
有機ＥＬ装置は、図１に示した製造工程に従って作成した。
【００４４】
まず、不図示の回路が設けられた基板１０を用意し、基板１０の回路が設けられた面全体にスパッタリング法にてアルミニウム層を形成した。アルミニウム層を公知のフォトリソグラフィを用いて副画素毎にパターニングし、第一電極２１、２２、２３を形成した。
【００４５】
第一電極が形成された基板面全体に真空蒸着法にて酸化モリブデンを２ｎｍ成膜し、正孔注入層３０とした。基板１０の正孔注入層３０が形成された面全体に、公知の有機化合物材料を用いて、正孔輸送層、緑色を発光する第一発光層、電子輸送材料を蒸着法にて順次形成して、第一有機化合物層４１を形成した。第一有機化合物層４１の膜厚は全体で１６０ｎｍとした。
【００４６】
第一有機化合物層の表面全体に、ポジ型の感光性レジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製、製品名「ＡＺ１５００」）をスピンコート法により塗布した。その後プリベークして膜厚１０００ｎｍの感光性レジスト層を成膜した。
【００４７】
第一副画素３の領域に感光性レジスト層が残存するように、フォトマスクを介して紫外線を感光性レジスト層に露光した。露光工程には露光機、キヤノン製「ＭＰＡ６００」を用いた。本実施例では、ポジ型の感光性樹脂を用いたため、感光性材料を残存させる領域が露光されないように紫外線を遮光するフォトマスクを用いた。ネガ型の感光性樹脂を用いる場合は、感光性レジスト層を残存させる領域が露光されるよう紫外線を遮光するものを用いればよい。
【００４８】
露光後、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製のアルカリ現像液、製品名「３１２ＭＩＦ」の５０％水溶液を現像液とし、１分現像した。このようにして、感光性レジスト層を第一電極２１が形成された第一副画素３の領域に残存するようにパターニングしてマスク層５１を形成した（図１（ｂ））。
【００４９】
基板１０に残存するマスク層（感光性レジスト層）５１で覆われていない領域の第一有機化合物層４１を、酸素ガスを用いたドライエッチングにより除去した（図１（ｃ））。酸素を反応ガスとし流量３０ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、出力１５０Ｗの条件で、２分間エッチングを行った。本工程において、有機化合物層４０が除去された後、正孔注入層３０の表面がドライエッチングされたが、本実施例では、正孔注入層３０を構成する酸化モリブデンは、ドライエッチングの反応ガスである酸素と無機化合物とが、反応し難く、エッチングされ難い。そのため、正孔注入層３０が除去されてしまうことはなかった。
【００５０】
感光性レジスト層５１に覆われていない領域の第一有機化合物層４１をドライエッチングした後、第一有機化合物層４１と同様にして、青色を発光する第二発光層を含む第二有機化合物層４２を蒸着法にて成膜した（図１（ｄ））。第一電極２２が形成された第二副画素４の領域に形成された第二有機化合物層４２の上に、感光性レジスト層を形成し、パターニングしてマスク層５２を形成した（図１（ｅ））。マスク層（感光性レジスト層）５２は、第一副画素３の領域のマスク層５１と同様に形成した。マスク層５２に覆われていない領域の第二有機化合物層４２を、第一有機化合物層４１のドライエッチングと同様の条件にてドライエッチングして除去した（図１（ｆ））。
【００５１】
第二有機化合物層４２と同様にして、赤色を発光する第三発光層をふくむ第三有機化合物層３を形成後、感光性レジスト層を形成し、パターニングしてマスク層５３を形成した。その後、マスク層（感光性レジスト層）５３で覆われていない領域の第三有機化合物層を除去して第一電極２３が形成された第三副画素５の領域に選択的に形成した（図１（ｇ）〜（ｉ））。
【００５２】
第一〜第三副画素の有機化合物層の上には、それぞれマスク層が積層されている。そこで、酸素を反応ガスとし流量２０ｓｃｃｍ、圧力８Ｐａ、出力１５０Ｗ、処理時間３分の条件で、ドライエッチングによりフォトレジスト層５１〜５３を除去した（図１（ｊ））。以上により、第一、第二、第三副画素の有機化合物層のパターニングが完了した。
【００５３】
第一〜第三副画素の有機化合物層のパターニング後、第一〜第三副画素に連続する共通有機化合物層４４として、公知の材料を用いて電子注入層を形成した（図１（ｋ））。共通有機化合物層４４の上にはインジウム亜鉛酸化物を３０ｎｍスパッタリングにより成膜し、一〜第三副画素に連続する第二電極６０を形成して有機ＥＬ装置が完成した（図１（ｌ））。第二電極６０は、基板１０に設けられた不図示の回路に接続されている。最後に、封止部材としてガラスキャップを紫外線硬化樹脂にて基板１０に接着した。
【００５４】
比較例として、塗布法を用いて、正孔注入層３０をポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネートで形成した点を除いて、実施例１と同様にして有機ＥＬ装置を作成した。
【００５５】
得られた有機ＥＬ装置それぞれに回路を介して電力を供給して白を表示する時の駆動電圧を比較したところ、比較例の有機ＥＬ装置が約１０Ｖであったのに対し、本実施例の有機ＥＬ装置は約４Ｖであった。この結果から、本実施例にかかる製造方法によれば、発光層をパターニングする毎に電荷注入層を成膜し直す必要がないため製造効率が良く、かつ、低い駆動電圧で良好な発光特性を示す有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００５６】
［実施例２］
図３は本発明に係る有機ＥＬ装置の断面を模式的に示した図である。本実施例は、第一電極と正孔注入層を、副画素毎にパターニングした点で実施例１と異なっている。以下、第一電極と正孔注入層のパターニングについて詳細に説明する。
【００５７】
不図示の回路が形成された基板１０の上に、アルミニウムからなる第一電極層２４、酸化モリブデンからなる正孔注入層３０を、連続してスパッタリング法により形成した（図３（ａ））。
【００５８】
正孔注入層の上に、実施例１と同じ感光性レジストを用い、同様の方法にて、感光性レジスト層を形成し、副画素毎の発光領域に応じて感光性レジスト層からなるマスク層５４が残存するようパターニングを行った（図３（ｂ））。
【００５９】
マスク層（感光性レジスト層）５４に被覆されていない領域の正孔注入層３０、及び第一電極２４をドライエッチングで除去した（図３（ｃ））。ドライエッチングは、四フッ化炭素を反応ガスとして流量３０ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、出力１５０Ｗの条件で行った。各層に用いる材料に応じて、既存のドライエッチングやウェットエッチングを適宜選択して用いることができる。
【００６０】
正孔注入層３０、第一電極２４のパターニングが完了した後、有機溶剤のアセトンでマスク層５４を溶解して除去した（図３（ｄ））。マスク層５４の除去は、他の溶剤を用いたウェットエッチングやドライエッチング等の既存の方法を用いることもできる。
【００６１】
マスク層５４を除去して以降は、実施例１と同様にして第一〜第三有機化合物層、共通有機化合物層、第二電極を形成し、フルカラー有機ＥＬ装置１を作製した。得られた有機ＥＬ装置と、実施例１で作製した有機ＥＬ装置を、同じ条件で赤、青、緑の各色を順次表示させて画質を比較した。
【００６２】
実施例１で作製した有機ＥＬ装置は、赤を表示した際には、隣接する青や緑の副画素でも微弱な発光が生じ、混色が観察された。他の色を表示した際も同様であった。しかし、本実施例にかかる有機ＥＬ装置は、隣接する副画素の通電にした際のリーク電流によって誤発光が生じる事がなく、実施例１の有機ＥＬ装置に比べて混色のない良好な画質が得られた。これは、正孔注入層３０が副画素毎にパターニングされているため、副画素間で正孔の移動を抑制されたためである。
【００６３】
また、実施例１と同様にして白を表示する時の駆動電圧を測定したところ、実施例１と同等の低い駆動電圧であった。
【００６４】
本実施例では、第一電極と正孔注入層を、副画素毎にパターニングするため、第一電極２４と正孔注入層３０を形成した後にマスク層５４を選択的に形成し、マスク層５４を用いて第一電極２４と正孔注入層３０をパターニングする例を説明した。しかし、この製造方法に限定されることはなく、第一電極２４と正孔注入層３０を別々にパターニングしても良い。具体的には、実施例１と同様にして第一電極を副画素毎にパターニングした後、正孔注入層３０を形成し、改めて副画素毎の発光領域に応じてマスク層を形成して正孔注入層３０のパターニングを行ってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ 有機ＥＬ装置
２ 画素
３ 第一副画素
４ 第二副画素
５ 第三副画素
１０ 基板
２１、２２、２３、２４ 第一電極
３０ 正孔注入層
４１、４２、４３ 有機化合物層
４４ 共通有機化合物層
５１、５２、５３、５４ マスク層
６０ 第二電極
７１、７２ 剥離層
８ 表示領域
９ 外部接続端子
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機ＥＬ装置の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
有機ＥＬ装置の製造方法において、フォトリソグラフィを用いて有機化合物層をパターニングする方法が知られている。特許文献１には、電荷注入層の上に発光層を形成し、発光層上にフォトレジスト層を所定のパターン状に形成した後、フォトレジスト層で覆われていない領域の発光層を、電荷注入層を除去することなくドライエッチング法で除去してパターニングする方法が開示されている。この方法によれば、各発光層をパターニングする毎に電荷注入層を成膜し直す必要がなく、電荷注入層の成膜工程が一度で済むことから、製造効率が高く、材料の無駄を低減することもできる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特登録４１４５５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
有機ＥＬ装置には、一対の電極に発光層を含む有機化合物層が挟まれた構造を有する有機ＥＬ素子が複数設けられている。有機ＥＬ素子では、一方の電極から正孔、他方の電極から電子がそれぞれ有機化合物層に注入され、正孔と電子が発光層で再結合して光が発生する。有機化合物層は、発光層の他に公知の機能層を含んでいてもよく、特許文献１では、機能層として、発光層に電荷をバランス良く注入し、発光効率を向上させるための電荷注入層が設けられている。
【０００５】
特許文献１には、電荷注入層として有機化合物もしくは無機酸化物を、塗布法によって形成することが開示されている。塗布工程によって形成される膜には、塗布工程で用いられる溶媒や膜材料の前駆体などの有機物が膜中に残存する場合がある。このような電荷注入層がエッチングガスに曝されると、表面に残存する有機物がエッチングガスと反応して、表面の形状が荒れたり、表面の膜特性が変質したりしてしまうと考えられる。従って、特許文献１のように電荷注入層を塗布法にて形成すると、ドライエッチング法にて有機化合物層をパターニングする工程において、電荷注入層の表面が荒れたり膜特性が変質したりして、電荷注入効率が低下してしまう。このような電荷注入層の上に発光層を積層しても、有機ＥＬ装置の発光特性を向上させることはできない。
【０００６】
本発明の目的は、有機化合物層のパターニングごとに電荷注入層を成膜し直す必要がなく、かつ、電極から効率良く電荷が注入することのできる、発光特性に優れた有機ＥＬ装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明にかかる有機ＥＬ装置の製造方法は、
無機化合物からなる電荷注入層を真空成膜法にて形成する工程と、
前記電荷注入層の上に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マスク層をパターン状に形成する工程と、
前記マスク層が形成されていない領域の前記有機化合物層をドライエッチング法により除去して、前記無機化合物からなる電荷注入層を露出させる工程と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、真空成膜法によって無機化合物からなる電荷注入層を形成する。真空成膜法によって形成された無機化合物からなる電荷注入層は、エッチングガスに曝されてもエッチングされににくく、また、変性しにくい。そのため、ドライエッチングによる有機化合物層のパターニング後も良好な電荷注入性を維持することができ、発光特性に優れた有機ＥＬ装置を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図。
【図２】第２の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面模式図。
【図３】実施例２にかかる有機ＥＬ装置の製造工程の一部を示す断面模式図。
【図４】本発明にかかる有機ＥＬ装置の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明に係る有機ＥＬ装置の実施の形態について図面を参照して説明する。図示または記載を省略している部分に関しては、当該技術分野の周知または公知技術を適用することができる。また、以下に説明する実施形態は一例であって、これらに限定されるものではない。各実施形態を組み合わせて用いる事もできる。
【００１１】
（第１の実施形態）
図１は本発明に係る有機ＥＬ装置の製造工程を断面模式図で示した図で、基板１０上に、互いに異なる色を発する第一副画素３、第二副画素４、第三副画素５を有する有機ＥＬ装置を示している。図４に有機ＥＬ装置の斜視図を模式的に示す。基板１０には表示領域８と外部接続端子９が設けられている。表示領域８には第一、第二、第三副画素３〜５が二次元に配置されており、外部接続端子９は不図示の配線によって不図示の回路に電気的に接続されている。
【００１２】
第一副画素３、第二副画素４、及び第三副画素５のそれぞれには、第一電極と第二電極とに挟まれた有機化合物層を備える有機ＥＬ素子が設けられており、第一〜第三副画素が１つの画素２を構成している。画素２は、有機ＥＬ装置が画像を表示する際の最小単位である。図１では画素２を１つしか示していないが、実際の有機ＥＬ装置では、基板１０上に画素２が複数配置されている。また、第一電極２０、２１、２２は、基板１０に設けられた、不図示のトランジスタ等を含む回路に接続されている。
【００１３】
以下、図１を参照して第１の実施形態にかかる有機ＥＬ装置の製造方法を説明する。
【００１４】
（第一電極を形成する工程）
まず、基板１０の上に、第一電極２１、２２、２３を副画素毎に形成する。本発明では、第一電極をアノード電極として説明する。第一電極が、カソード電極であっても構わない。第一電極２１、２２、２３は、光の放出方向に応じて、構成材料を選択する。基板１０側から光を放出する場合（ボトムエミッション型）には光透過性の導電材料、基板１０とは反対側から光を放出する場合（トップエミッション型）には光反射性の金属材料を用いる。本実施例ではトップエミッション型の有機ＥＬ装置を作製するため、第一電極２１、２２、２３を光反射性の電極材料で形成する。光反射性の電極材料には、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等の金属材料を好適に用いることができる。反射率が高い材料ほど、光取り出し効率を向上させることができるのでより好ましい。
【００１５】
トップエミッション型の有機ＥＬ装置の場合、後述する第二電極６０は光透過性の電極材料で形成する。ボトムエミッション型の有機ＥＬ装置の場合は、第二電極６０を光反射性の電極材料で形成するとよい。
【００１６】
第一電極２１、２２、２３は、メタルマスクを使用した蒸着法や公知のフォトリソグラフィ等を利用して、副画素ごとに形成することができる。
【００１７】
（電荷注入層を形成する工程）
第一電極２１、２２、２３上に、真空成膜法にて電荷注入層として無機化合物からなる正孔注入層３０を形成する。真空成膜法によって形成された無機化合物には、所望の材料のみを形成する。塗布法とは異なり溶媒や有機前駆体などの不純物などが電荷注入層内に残留する心配がない。正孔注入層３０の具体的な材料としては、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、窒化チタン、五酸化バナジウム、などが挙げられる。真空成膜法としては真空蒸着法、スパッタリング法など公知の方法を用いることができる。モリブデンやタングステンなどの金属材料を成膜した後に酸化処理を施して、正孔注入性を付与してもよい。第一電極をカソードとした場合は、電荷注入層として無機化合物からなる電子注入層を形成すると良い。電子注入層の具体的な材料は、ＬｉＦ、Ｃｓ２ＣＯ３等が挙げられる。
【００１８】
正孔注入層３０の膜厚が約１００ｎｍを超えると電荷の流れに対する抵抗となり、アノード電極である第一電極２１、２２、２３から後述の有機化合物層へ正孔を注入し難くなるため、正孔注入層３０の膜厚は、数ｎｍから数十ｎｍ程度が好ましい。
【００１９】
正孔注入層３０は、第一電極を覆っていれば、第一電極２１、２２、２３に連続する膜として形成してもよいし、フォトリソグラフィ等を用いて所定の形状に形成してもよい。
【００２０】
正孔注入層３０の材料は、後述の有機化合物層の除去工程で用いるエッチングガスを考慮して選択する必要がある。具体的には、使用するエッチングガスに対して耐性のある材料を選択する。ここで言う耐性とは、エッチングガスに対するエッチングレートが有機化合物層のそれよりも小さく、エッチングガスに曝されても変質しにくい特性をいう。例えば、有機化合物層を酸素ガスでドライエッチングをする場合、正孔注入層は酸化された無機化合物で形成するのが好ましい。酸化された無機化合物は組成として酸素を含有しているため酸化反応し難く、エッチングガスである酸素ガスに対するエッチングレートも小さく、ほとんど変質もしない。
【００２１】
（第一有機化合物層を成膜する工程）
第一有機化合物層４１を、公知の蒸着法や塗布法を用いて第一電極２１、２２、２３が形成された基板１０の上に形成する（図１（ａ））。第一有機化合物層４１は、少なくとも発光層を含む単層、又は、発光層の他に電子輸送層、電子注入層、正孔輸送層などの機能層が積層された積層体である。第一有機化合物層４１は、発光効率の観点からアモルファス膜であることが好ましい。また特定の発光波長について膜厚干渉効果が得られるように膜厚を設計してもよい。
【００２２】
（マスク層をパターン状に形成する工程）
第一有機化合物層４１の上に、マスク層５１をパターン状に形成する。具体的には、第一有機化合物層４１を残存させる領域にマスク層５１を形成すればよく、本実施形態では、第一電極２１が設けられた第一副画素３の領域に形成された第一有機化合物層４１の上にマスク層５１を選択的に形成する（図１（ｂ））。
【００２３】
例えば、スピンコート法、ディップコート法等により感光性樹脂からなる層を、第一有機化合物層４１が形成された基板面の全体に形成した後、フォトリソグラフィを用いてパターニングし、マスク層５１として所定の領域に選択的に形成することができる。インクジェット法、印刷法などの材料を選択的に形成することのできる方法を用いる場合は、フォトリソグラフィを用いてパターニングする必要がなく好ましい。
【００２４】
マスク層５１を形成する工程では、第一有機化合物層４１が感光性樹脂に含まれる溶媒や感光性樹脂層の現像液等に接触する可能性がある。第一有機化合物層４１がこれらの溶媒や現像液等によって溶解や変質等のダメージを受ける場合は、第一有機化合物層４１とマスク層５１との間に保護層を設けておくと良い。保護層としては、防湿性の高い膜が好ましく、具体的には窒化ケイ素、酸化ケイ素、酸窒化ケイ素などが挙げられる。
【００２５】
マスク層５１および保護層は最終的には第一有機化合物層４１の表面から除去するため、マスク層５１および保護層が除去しにくい材料である場合は、有機化合物層とマスク層５１および保護層との間に不図示の剥離層を設けておくのが好ましい。剥離層は、剥離層より上に形成されるマスク層５１および保護層を、有機化合物層にダメージを与えずに、容易に有機化合物層の表面から除去するために設ける層である。従って、剥離層には、第一有機化合物層４１の溶解度が低い液体に対して溶解度が高く、かつ、形成時に第一有機化合物層４１にダメージを与えない材料を選択する。言い換えると、剥離層には、剥離層の溶解液に対するエッチングレートが、第一有機化合物層のそれよりも大きい関係を満たす材料を選択する。例えば、第一有機化合物層４１が水にほとんど溶解しない材料である場合、剥離層を溶解する溶解液として水を好適に用いることができる。その場合、剥離層にはＬｉＦ、ＮａＣｌなどの水溶性無機材料、或いは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などの水溶性ポリマーを好適に使用することができる。
【００２６】
（第一有機化合物層をドライエッチング法により除去する工程）
マスク層５１がパターン状に形成された基板１０をエッチングガスに曝し、マスク層５１に被覆されていない領域の第一有機化合物層４１を除去する（図１（ｃ））。第一有機化合物層４１をはじめ、有機化合物材料からなる層の除去には、酸素ガスを用いたドライエッチング法が好適である。
【００２７】
本工程の最終段階において、第一有機化合物層４１が除去されると、第一電極２２、２３の上に形成された正孔注入層３０がエッチングガスに曝される。しかし、正孔注入層３０を構成する無機化合物は、エッチングガスである酸素ガスとは反応し難く、層中に溶媒や有機物などを含んでいないため、エッチング工程の前後で正孔注入層３０がほとんど変質せず電荷注入性を維持することができる。この工程により、マスク層５１のパターンに応じて、第一電極２１の上に第一有機化合物層４１を選択的に形成することができる。
【００２８】
（第二有機化合物層を第一電極２２の上に成膜する工程）
第一有機化合物層４１と同様にして、第一有機化合物層４１が形成された基板１０の上に第二有機化合物層４２を形成する（図１（ｄ））。その後、マスク層５１と同様にして、第一電極２２が設けられた第二副画素４の領域に形成された第二有機化合物層４２の上にマスク層５２を選択的に形成する（図１（ｅ））。続いて、マスク層５２で覆われていない領域の第二有機化合物層４２を、酸素ガスを用いたドライエッチングにより除去する（図１（ｆ））。第二有機化合物層４２をドライエッチングする間、第一有機化合物層４１は、先に形成したマスク層５１で覆われているため、ドライエッチングによるダメージを受けることはない。この工程により、マスク層５２のパターンに応じて第二電極の上に第二有機化合物層４２を選択的に形成することができる。第一電極２３が設けられた第三副画素領域３にはマスク層５２が形成されていないため、第二有機化合物層４２が除去されて正孔注入層３０の表面が露出する。この場合も、エッチング工程の前後で正孔注入層３０がほとんど変質しないため電荷注入性を維持したまま、第二有機化合物層４２を選択的に除去することが可能となる。
【００２９】
（第三有機化合物層を第一電極２３の上に成膜する工程）
第一有機化合物層４１と同様にして、第二有機化合物層４２までが形成された基板１０の上に第三有機化合物層４３を形成する（図１（ｇ））。第一電極２３が形成された第三副画素５の領域に形成された第三有機化合物層４３の上にマスク層５３を選択的に形成する（図１（ｈ））。その後、マスク層５３で覆われていない領域の第三有機化合物層４３を、酸素ガスを用いたドライエッチング法により除去する（図１（ｉ））。第三有機化合物層４３をドライエッチングする間、第一有機化合物層４１はマスク層５１、第二有機化合物層４２はマスク層５２でそれぞれ覆われているため、ドライエッチングによってダメージを受けることはない。この工程により、マスク層５３のパターンに応じて、第一電極２３の上に第三有機化合物層４３を選択的に形成することができる。
【００３０】
（マスク層を除去する工程）
以上の工程により、第一、第二、第三有機化合物層の上に残るマスク層５１〜５３は、有機ＥＬ素子における電荷の流れを阻害するため、除去する（図１（ｊ））。マスク層の除去にはウェットエッチング、ドライエッチング等の既存の方法を用いることができる。ウェットエッチングを用いる場合は、マスク層を選択的に溶解する溶媒を用いるのが好ましい。
【００３１】
（共通有機化合物層を形成する行程）
以上のようにして、第一、第二、第三副画素それぞれに含まれる第一〜第三有機化合物層をパターニングし、マスク層を除去した後、第一〜第三副画素に共通する共通有機化合物層４４を形成する（図１（ｋ））。共通有機化合物層４４としては、副画素毎にパターニングする必要のある発光層よりも後に形成する材料であれば、特に限定されない。例えば、第一電極２１〜２３が陽極である本実施例の場合、共通有機化合物層４４として電子注入層や電子輸送層などが挙げられる。電子注入層の材料としては、電子輸送材料にセシウム、リチウム等のアルカリ金属を添加したものを用いることができる。
【００３２】
（第二電極を形成する工程）
共通有機化合物層４４の上に、第二電極６０を形成する（図１（ｌ））。第二電極６０は、光透過性、または、半透過性を有するのが好ましい。光透過性の電極とする場合は、インジウム錫酸化物、インジウム亜鉛酸化物、亜鉛酸化物等の透明導電材料や、ポリアセチレン等の有機導電材料を好適に用いることができる。半透過性の電極とする場合は、Ａｇ、Ａｌ等の金属材料を１０ｎｍ〜３０ｎｍ程度の薄膜を用いたり、金属材料の薄膜と透明導電材料からなる膜を積層して用いたりすることができる。光透過性とは可視光に対して透過率が８０％以上の特性を指し、半透過性とは可視光域の波長の光の透過率が２０％以上８０％未満の特性を指す。第二電極は、スパッタリングや真空蒸着等、公知の方法によって形成することができる。
【００３３】
最後に、有機ＥＬ装置に外部から水分が浸入して画素が劣化するのを抑制するため、公知の封止部材（不図示）を設けるのが好ましい。
【００３４】
（第２の実施形態）
図２は、第２の実施形態である有機ＥＬ装置の製造方法の各工程を示す図である。本実施形態は、有機化合物層とマスク層との間に剥離層を設け、剥離層を用いたリフトオフ工程を有している点で第１の実施形態とは異なっている。以下、第１の実施形態と共通する点については、詳細な説明を省略する。
【００３５】
第１の実施形態と同様にして、第一電極２１、２２、２３を形成し、その上に無機化合物からなる正孔注入層３０、第一有機化合物層４１、剥離層７１を順次形成する（図２（ａ））。
【００３６】
剥離層７１は、剥離層より上に形成される膜を、有機化合物層へのダメージを与えずに有機化合物層の表面から除去するために設ける層である。従って、剥離層７１には、第一有機化合物層４１の溶解度が低い液体に対して溶解度が高く、かつ、形成時に第一有機化合物層４１にダメージを与えない材料を選択する。言い換えると、剥離層７１の材料には、剥離層７１の溶解液に対する剥離層７１のエッチングレートが、第一有機化合物層４１のそれよりも大きい関係を満たす材料を選択する。例えば、第一有機化合物層４１が水にほとんど溶解しない材料である場合、剥離層７１を溶解する剥離液として水を好適に用いることができる。その場合、剥離層７１にはＬｉＦ、ＮａＣｌなどの水溶性無機材料、或いは、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などの水溶性ポリマーを使用することができる。
【００３７】
第一電極２１の上に形成された剥離層７１の上に、マスク層５１を選択的に形成する（図２（ｂ））。マスク層５１がパターン状に形成された基板１０をエッチングガスに曝し、マスク層５１に被覆されていない領域の剥離層７１および第一有機化合物層４１をドライエッチングにより除去する（図２（ｃ））。本工程の最終段階において、第一有機化合物層４１が除去されると、第一電極２２、２３の上に形成された正孔注入層３０がエッチングガスに曝される。しかし、正孔注入層３０を構成する無機化合物はエッチングガスである酸素とは反応し難く、エッチング工程の前後で正孔注入層３０の注入性を維持することができる。この工程により、マスク層５１のパターンに応じて、第一電極の上に第一有機化合物層４１を選択的に形成することができる。
【００３８】
剥離層７１がパターン状に残存する基板１０の上に、第二有機化合物層４２を形成する（図２（ｄ））。続いて、剥離層７１に溶解液を接触させて選択的に溶解し、剥離層７１の上に形成された第二有機化合物層４２をリフトオフする（図２（ｅ））。第一電極２１の上に第一有機化合物層４１、第一電極２２、２３の上に第二有機化合物層４２が残る基板１０の上に、新たに剥離層７２を形成する（図２（ｆ））。第１電極２１、２２の上の領域に選択的にマスク層５２を形成する（図２（ｇ））。マスク層５２に被覆されていない領域の第二有機化合物層４２をドライエッチングによって除去する（図２（ｈ））。この時、第一有機化合物層４１のドライエッチング工程と同様に、工程の最終段階において、第一電極２３の上に形成された正孔注入層３０がエッチングガスに曝される。しかし、正孔注入層３０を構成する無機化合物はエッチングガスである酸素とは反応し難く、正孔注入層３０の注入性を維持して選択的に第二有機化合物層４２を除去することが可能となる。
【００３９】
第一電極２３の上に形成された第二有機化合物層４２を除去した後、第三有機化合物層４３を形成する（図２（ｉ））。続いて、剥離層７２に剥離液を接触させて選択的に溶解させ、剥離層７２の上に形成された第三有機化合物層４３をリフトオフにより除去して、第一、第二、第三副画素のそれぞれに含まれる第一、第二、第三有機化合物層のパターニングが完了する（図２（ｊ））。
【００４０】
第一、第二、第三有機化合物層４１〜４３の上に共通の第二電極６０を順次形成して、有機ＥＬ装置の基本構成が完成する（図２（ｋ））。第１の実施形態と同様に第２電極の形成に先だって、第一、第二、第三副画素に共通する共通有機化合物層４４を形成してもよい。有機ＥＬ装置に外部から水分が浸入して画素が抑制するため、公知の封止部材（不図示）を設けるのが好ましい。
【００４１】
本実施形態のように、剥離層を用いたリフトオフ工程を用いれば、マスク層を選択的に形成する工程を減らして工程を簡略化することができる。
【００４２】
［実施例１］
本実施例では、３種類の有機化合物層４１、４２、４３それぞれに含まれる発光層（第一発光層、第ニ発光層、第三発光層）の発光色が、緑色、青色、赤色であるフルカラーの有機ＥＬ装置を作成した。発光色の組み合わせは特に限定されないが、本実施例では、各有機化合物層を正孔輸送層、発光層、電子輸送層の３層からなる構成とした。
【００４３】
有機ＥＬ装置は、図１に示した製造工程に従って作成した。
【００４４】
まず、不図示の回路が設けられた基板１０を用意し、基板１０の回路が設けられた面全体にスパッタリング法にてアルミニウム層を形成した。アルミニウム層を公知のフォトリソグラフィを用いて副画素毎にパターニングし、第一電極２１、２２、２３を形成した。
【００４５】
第一電極が形成された基板面全体に真空蒸着法にて酸化モリブデンを２ｎｍ成膜し、正孔注入層３０とした。基板１０の正孔注入層３０が形成された面全体に、公知の有機化合物材料を用いて、正孔輸送層、緑色を発光する第一発光層、電子輸送材料を蒸着法にて順次形成して、第一有機化合物層４１を形成した。第一有機化合物層４１の膜厚は全体で１６０ｎｍとした。
【００４６】
第一有機化合物層の表面全体に、ポジ型の感光性レジスト（ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製、製品名「ＡＺ１５００」）をスピンコート法により塗布した。その後プリベークして膜厚１０００ｎｍの感光性レジスト層を成膜した。
【００４７】
第一副画素３の領域に感光性レジスト層が残存するように、フォトマスクを介して紫外線を感光性レジスト層に露光した。露光工程には露光機、キヤノン製「ＭＰＡ６００」を用いた。本実施例では、ポジ型の感光性樹脂を用いたため、感光性材料を残存させる領域が露光されないように紫外線を遮光するフォトマスクを用いた。ネガ型の感光性樹脂を用いる場合は、感光性レジスト層を残存させる領域が露光されるよう紫外線を遮光するものを用いればよい。
【００４８】
露光後、ＡＺエレクトロニックマテリアルズ製のアルカリ現像液、製品名「３１２ＭＩＦ」の５０％水溶液を現像液とし、１分現像した。このようにして、感光性レジスト層を第一電極２１が形成された第一副画素３の領域に残存するようにパターニングしてマスク層５１を形成した（図１（ｂ））。
【００４９】
基板１０に残存するマスク層（感光性レジスト層）５１で覆われていない領域の第一有機化合物層４１を、酸素ガスを用いたドライエッチングにより除去した（図１（ｃ））。酸素を反応ガスとし流量３０ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、出力１５０Ｗの条件で、２分間エッチングを行った。本工程において、有機化合物層４０が除去された後、正孔注入層３０の表面がドライエッチングされたが、本実施例では、正孔注入層３０を構成する酸化モリブデンは、ドライエッチングの反応ガスである酸素と無機化合物とが、反応し難く、エッチングされ難い。そのため、正孔注入層３０が除去されてしまうことはなかった。
【００５０】
感光性レジスト層５１に覆われていない領域の第一有機化合物層４１をドライエッチングした後、第一有機化合物層４１と同様にして、青色を発光する第二発光層を含む第二有機化合物層４２を蒸着法にて成膜した（図１（ｄ））。第一電極２２が形成された第二副画素４の領域に形成された第二有機化合物層４２の上に、感光性レジスト層を形成し、パターニングしてマスク層５２を形成した（図１（ｅ））。マスク層（感光性レジスト層）５２は、第一副画素３の領域のマスク層５１と同様に形成した。マスク層５２に覆われていない領域の第二有機化合物層４２を、第一有機化合物層４１のドライエッチングと同様の条件にてドライエッチングして除去した（図１（ｆ））。
【００５１】
第二有機化合物層４２と同様にして、赤色を発光する第三発光層をふくむ第三有機化合物層３を形成後、感光性レジスト層を形成し、パターニングしてマスク層５３を形成した。その後、マスク層（感光性レジスト層）５３で覆われていない領域の第三有機化合物層を除去して第一電極２３が形成された第三副画素５の領域に選択的に形成した（図１（ｇ）〜（ｉ））。
【００５２】
第一〜第三副画素の有機化合物層の上には、それぞれマスク層が積層されている。そこで、酸素を反応ガスとし流量２０ｓｃｃｍ、圧力８Ｐａ、出力１５０Ｗ、処理時間３分の条件で、ドライエッチングによりフォトレジスト層５１〜５３を除去した（図１（ｊ））。以上により、第一、第二、第三副画素の有機化合物層のパターニングが完了した。
【００５３】
第一〜第三副画素の有機化合物層のパターニング後、第一〜第三副画素に連続する共通有機化合物層４４として、公知の材料を用いて電子注入層を形成した（図１（ｋ））。共通有機化合物層４４の上にはインジウム亜鉛酸化物を３０ｎｍスパッタリングにより成膜し、一〜第三副画素に連続する第二電極６０を形成して有機ＥＬ装置が完成した（図１（ｌ））。第二電極６０は、基板１０に設けられた不図示の回路に接続されている。最後に、封止部材としてガラスキャップを紫外線硬化樹脂にて基板１０に接着した。
【００５４】
比較例として、塗布法を用いて、正孔注入層３０をポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンスルホネートで形成した点を除いて、実施例１と同様にして有機ＥＬ装置を作成した。
【００５５】
得られた有機ＥＬ装置それぞれに回路を介して電力を供給して白を表示する時の駆動電圧を比較したところ、比較例の有機ＥＬ装置が約１０Ｖであったのに対し、本実施例の有機ＥＬ装置は約４Ｖであった。この結果から、本実施例にかかる製造方法によれば、発光層をパターニングする毎に電荷注入層を成膜し直す必要がないため製造効率が良く、かつ、低い駆動電圧で良好な発光特性を示す有機ＥＬ装置を提供することができる。
【００５６】
［実施例２］
図３は本発明に係る有機ＥＬ装置の断面を模式的に示した図である。本実施例は、第一電極と正孔注入層を、副画素毎にパターニングした点で実施例１と異なっている。以下、第一電極と正孔注入層のパターニングについて詳細に説明する。
【００５７】
不図示の回路が形成された基板１０の上に、アルミニウムからなる第一電極層２４、酸化モリブデンからなる正孔注入層３０を、連続してスパッタリング法により形成した（図３（ａ））。
【００５８】
正孔注入層の上に、実施例１と同じ感光性レジストを用い、同様の方法にて、感光性レジスト層を形成し、副画素毎の発光領域に応じて感光性レジスト層からなるマスク層５４が残存するようパターニングを行った（図３（ｂ））。
【００５９】
マスク層（感光性レジスト層）５４に被覆されていない領域の正孔注入層３０、及び第一電極２４をドライエッチングで除去した（図３（ｃ））。ドライエッチングは、四フッ化炭素を反応ガスとして流量３０ｓｃｃｍ、圧力１０Ｐａ、出力１５０Ｗの条件で行った。各層に用いる材料に応じて、既存のドライエッチングやウェットエッチングを適宜選択して用いることができる。
【００６０】
正孔注入層３０、第一電極２４のパターニングが完了した後、有機溶剤のアセトンでマスク層５４を溶解して除去した（図３（ｄ））。マスク層５４の除去は、他の溶剤を用いたウェットエッチングやドライエッチング等の既存の方法を用いることもできる。
【００６１】
マスク層５４を除去して以降は、実施例１と同様にして第一〜第三有機化合物層、共通有機化合物層、第二電極を形成し、フルカラー有機ＥＬ装置１を作製した。得られた有機ＥＬ装置と、実施例１で作製した有機ＥＬ装置を、同じ条件で赤、青、緑の各色を順次表示させて画質を比較した。
【００６２】
実施例１で作製した有機ＥＬ装置は、赤を表示した際には、隣接する青や緑の副画素でも微弱な発光が生じ、混色が観察された。他の色を表示した際も同様であった。しかし、本実施例にかかる有機ＥＬ装置は、隣接する副画素の通電にした際のリーク電流によって誤発光が生じる事がなく、実施例１の有機ＥＬ装置に比べて混色のない良好な画質が得られた。これは、正孔注入層３０が副画素毎にパターニングされているため、副画素間で正孔の移動を抑制されたためである。
【００６３】
また、実施例１と同様にして白を表示する時の駆動電圧を測定したところ、実施例１と同等の低い駆動電圧であった。
【００６４】
本実施例では、第一電極と正孔注入層を、副画素毎にパターニングするため、第一電極２４と正孔注入層３０を形成した後にマスク層５４を選択的に形成し、マスク層５４を用いて第一電極２４と正孔注入層３０をパターニングする例を説明した。しかし、この製造方法に限定されることはなく、第一電極２４と正孔注入層３０を別々にパターニングしても良い。具体的には、実施例１と同様にして第一電極を副画素毎にパターニングした後、正孔注入層３０を形成し、改めて副画素毎の発光領域に応じてマスク層を形成して正孔注入層３０のパターニングを行ってもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１ 有機ＥＬ装置
２ 画素
３ 第一副画素
４ 第二副画素
５ 第三副画素
１０ 基板
２１、２２、２３、２４ 第一電極
３０ 正孔注入層
４１、４２、４３ 有機化合物層
４４ 共通有機化合物層
５１、５２、５３、５４ マスク層
６０ 第二電極
７１、７２ 剥離層
８ 表示領域
９ 外部接続端子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とに挟まれた電荷注入層およびパターン状に形成された有機化合物層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、
（ｉ）第一電極の上に無機化合物からなる電荷注入層を形成する工程と、
（ｉｉ）前記電荷注入層の上に有機化合物層を形成する工程と、
（ｉｉｉ）前記有機化合物層の上にマスク層をパターン状に形成する工程と、
（ｉｖ）前記マスク層が形成されていない領域の前記有機化合物層をドライエッチング法により除去して、前記電荷注入層を露出させる工程と、を有し、
前記（ｉｉ）乃至（ｉｖ）の工程を２回以上繰り返すことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記電荷注入層を露出させる工程で使用するエッチングガスは酸素を含んでおり、
前記電荷注入層は、酸化された無機化合物からなる正孔注入層であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とに挟まれた電荷注入層およびパターン状に形成された有機化合物層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、
（ｉ）第一電極と電荷注入層をこの順に形成する工程と、
（ｉｉ）第一電極および電荷注入層をパターニングする工程と、
（ｉｉｉ）前記電荷注入層の上に有機化合物層を形成する工程と、
（ｉｖ）前記有機化合物層の上にマスク層をパターン状に形成する工程と、
（ｖ）前記マスク層が形成されていない領域の前記有機化合物層をドライエッチング法により除去して、前記電荷注入層を露出させる工程と、を有し、
前記（ｉｉ）の工程は、
（ｉｉ−ａ）前記電荷注入層の上にマスク層をパターン状に形成する工程と、
（ｉｉ−ｂ）前記マスク層が形成されていない領域の前記第一電極および前記電荷注入層を除去する工程と、
（ｉｉ−ｃ）前記マスク層を除去する工程と、
を含んでおり、前記（ｉｉ）乃至（ｉｖ）の工程を２回以上繰り返すことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法により製造された有機ＥＬ装置。
【請求項１】
第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とに挟まれた電荷注入層およびパターン状に形成された有機化合物層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、
（ｉ）第一電極の上に無機化合物からなる電荷注入層を形成する工程と、
（ｉｉ）前記電荷注入層の上に有機化合物層を形成する工程と、
（ｉｉｉ）前記有機化合物層の上にマスク層をパターン状に形成する工程と、
（ｉｖ）前記マスク層が形成されていない領域の前記有機化合物層をドライエッチング法により除去して、前記電荷注入層を露出させる工程と、を有し、
前記（ｉｉ）乃至（ｉｖ）の工程を２回以上繰り返すことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
前記電荷注入層を露出させる工程で使用するエッチングガスは酸素を含んでおり、
前記電荷注入層は、酸化された無機化合物からなる正孔注入層であることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
第一電極と、第二電極と、前記第一電極と前記第二電極とに挟まれた電荷注入層およびパターン状に形成された有機化合物層とを備える有機ＥＬ装置の製造方法であって、
（ｉ）第一電極と電荷注入層をこの順に形成する工程と、
（ｉｉ）第一電極および電荷注入層をパターニングする工程と、
（ｉｉｉ）前記電荷注入層の上に有機化合物層を形成する工程と、
（ｉｖ）前記有機化合物層の上にマスク層をパターン状に形成する工程と、
（ｖ）前記マスク層が形成されていない領域の前記有機化合物層をドライエッチング法により除去して、前記電荷注入層を露出させる工程と、を有し、
前記（ｉｉ）の工程は、
（ｉｉ−ａ）前記電荷注入層の上にマスク層をパターン状に形成する工程と、
（ｉｉ−ｂ）前記マスク層が形成されていない領域の前記第一電極および前記電荷注入層を除去する工程と、
（ｉｉ−ｃ）前記マスク層を除去する工程と、
を含んでおり、前記（ｉｉ）乃至（ｉｖ）の工程を２回以上繰り返すことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法により製造された有機ＥＬ装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−１０９９２０（Ｐ２０１３−１０９９２０Ａ）
【公開日】平成２５年６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２５３０６８（Ｐ２０１１−２５３０６８）
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【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６月６日（２０１３．６．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月１８日（２０１１．１１．１８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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