JP2012238580A - 有機ｅｌ表示装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 フォトリソ法を用いて有機化合物層を数μｍの精度でパターニングし、高精細な有機ＥＬ表示装置を製造する際、従来技術のように発光層を塗布法で形成すると、フォトレジスト層の側面部の表面張力の影響を受けて発光層に膜厚ムラが生じるため、発光ムラや開口率が低下し、高精細化に限度があった。
【解決手段】 有機化合物層をパターニングするための層を設けた後は、有機化合物層を蒸着法により形成することで、有機化合物層をパターニングするための層の側面部の表面張力の影響を受けずに、均一な膜厚で発光層などの有機化合物層を形成する。
【選択図】 図１

Description

本発明は有機ＥＬ表示装置の製造方法に関するものである。より具体的には、有機化合物層を基板の広い範囲に形成した後、所定のパターンになるよう加工を行う、有機ＥＬ表示装置の製造方法に関する。

近年、フラットパネルディスプレイとして、自発光型デバイスである有機ＥＬ表示装置が注目されている。有機ＥＬ表示装置とは、一対の電極と、前記一対の電極の間に配置された有機化合物層とを有する有機ＥＬ素子を、表示素子として用いた表示装置を意味している。カラー表示を行う有機ＥＬ表示装置には、白色光を発する有機ＥＬ素子と複数色のカラーフィルタを組み合わせた構成や、赤、緑、青のような互いに異なる色相の光を発する複数種類の有機ＥＬ素子を配置する構成などが採用される。

複数種類の有機ＥＬ素子を配置する有機ＥＬ表示装置の場合、有機ＥＬ素子の種類ごとに異なる有機化合物層を形成する必要があるため、メタルマスクを用いた真空蒸着法により、所定の位置に有機化合物層を選択的に形成する方法が広く用いられている。

近年は表示装置の高精細化が進み、有機化合物層の形成には高い成膜精度が求められている。ところが、メタルマスクを用いた真空蒸着法には、メタルマスクの加工精度や蒸着時の輻射熱によるメタルマスクの歪みなどの問題があり、表示装置の高精細化への対応が困難になってきている。

高い精度で有機化合物層を選択的に形成する方法として、特許文献１には、フォトリソグラフィー法を用いて有機化合物層をパターニングする方法が開示されている。具体的には、基板の全面に塗布法にて第１発光層を形成し、第１発光層の上にフォトレジスト層（剥離層）を形成する。第１発光部が形成される領域にフォトレジスト層が残存するように、フォトリソグラフィー法を用いてフォトレジスト層をパターニングした後、フォトレジスト層をマスクとして第１発光層をパターニングする。次いで、パターニングされた第１発光層とフォトレジスト層が形成された基板の全面に、塗布法にて第２発光層を形成した後、フォトレジスト層を、その上に形成された第２発光層と共に剥離（リフトオフ）する。このような方法を用いれば、互いに異なる色相を発する第１発光層と第２発光層を、高い精度で選択的に形成することができる。

特開２００３−３６９７１号公報

ところが、特許文献１では、スピンコーターによって基板全体に第２発光層を塗布するため、第２発光層は、フォトレジスト層の表面全体を覆って連続して形成される。すると、第２発光層をフォトレジスト層と共にリフトオフするために、基板を、フォトレジスト層を溶解する溶液に浸漬した際、溶液は第２発光層の欠損部分から浸入するか、第２発光層を浸透して剥離層に到達するしかない。そのため、フォトレジスト層を溶解する溶液を、剥離層に効率よく接触させて剥離層を安定的に溶解することができず、処理タクトの増加や歩留まりの低下などの問題の原因となる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものである。本発明は、高精細な有機ＥＬ表示装置を、歩留まり良く製造することを目的としている。

本発明にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法は、
第１電極と第２電極との間に有機化合物層を備える有機ＥＬ素子を、複数有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、複数の第１電極が設けられた基板の上に、第１有機化合物層を形成する工程と、
前記第１有機化合物層の上に剥離層を形成する工程と、
前記複数の第１電極のうち、所定の第１電極の上に前記剥離層および前記第１有機化合物層が残存するように、前記剥離層および前記第１有機化合物層を除去する工程と、
前記剥離層および前記第１有機化合物層が残存する基板の上に、第２有機化合物層を蒸着法にて形成する工程と、
前記剥離層を溶解させて、前記剥離層の上に形成された第２有機化合物層を除去する工程と、
前記基板に残存する前記第１有機化合物層および前記第２有機化合物層の上に、第２電極を形成する工程と、を有する。

本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法によれば、材料蒸気の直進性の高い真空蒸着法を用いて第２有機化合物層を形成するため、剥離層の側面に有機化合物層がほとんど付着しない。そのため、剥離層に剥離層を溶解する溶解液を確実に接触させて安定して溶解することができ、歩留まり良く有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

本発明の第１実施形態および実施例１に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す図。 本発明の第２実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す図。 本発明の第３実施形態に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す図。 本発明の第４実施形態および実施例２に係る有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す図。 実施例１に係る有機ＥＬ表示装置の上面概略図。 実施例２に係る有機ＥＬ表示装置の上面概略図。

本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、本明細書において、特に図示しない、或いは、説明しない部分に関しては、当該技術分野の周知或いは公知の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、本発明はこれらに限定されるものではない。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法の各工程を示す図である。有機ＥＬ表示装置には、第１有機化合物層を有する第１有機ＥＬ素子と、第２有機化合物層を有する第２有機ＥＬ素子と、が配置さている。

まず、基板１の上に複数の第１電極２ａおよび２ｂを形成する（図１（ａ））。基板１には、有機ＥＬ表示装置を安定に製造することができ、かつ、駆動できるものであれば特に形状や材質の制限なく用いることができる。例えば、ガラス基板やＳｉウェハが好適である。第１電極２ａ、２ｂには、公知の方法でパターニング可能な導電性材料を用いる。例えば、Ａｌ、Ａｇなどの金属材料や、ＩＴＯ、スズを添加した酸化亜鉛などの透明電極材料、或いは、それらの積層膜を用いることができる。

基板１上には、必要に応じて有機ＥＬ表示装置を駆動するための駆動回路を設けるとよく、その他、駆動回路による凹凸を平坦化するための平坦化層や、電極間を分離するとともに発光領域を区画する分離層などを、必要に応じて設けるとよい。

次に、基板の第１電極２ａおよび２ｂが形成された領域に、第１有機化合物層３を形成する（図１（ｂ））。第１有機化合物層３の材料には、公知の低分子系、或いは高分子系の材料を選択することができる。第１有機化合物層３としては、発光層だけでなく、必要に応じて、ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層、電子注入層などの機能層を形成することができる。

次に、所定の第１電極２ａに対応して、第１有機化合物層３の上に剥離層４を選択的に形成する（図１（ｃ））。剥離層４には、第１有機化合物層３の溶解度が低い溶解液に対して溶解度が高く、かつ、剥離層の形成時に第１有機化合物層３にダメージを与えない材料を選択することが好ましい。例えば、第１有機化合物層３に、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、縮合多環炭化水素化合物など、水にほとんど溶解しない材料を用いた場合、剥離層４を溶解する溶解液（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４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などの水溶性ポリマーを使用することができる。

剥離層４を選択的に形成する方法には、剥離層４に用いる材料の特性次第でいろいろな方法を採用することができる。例えば、真空蒸着法や塗布法などにより、第１有機化合物層３が形成された基板の全面に剥離層４、フォトレジスト層を順次形成した後、フォトレジスト層をフォトリソグラフィー法でパターニングする。或いは、剥離層４に感光性材料を用いた場合は、第１有機化合物層３が形成された基板の全面に剥離層４を形成した後、剥離層４自体をフォトリソグラフィー法でパターニングすることができる。また、剥離層４が高分子系の材料であれば、インクジェット法などを用いて所望の領域にのみ、選択的に形成することもできる。

なお、第１有機化合物層の上に形成された層を基板１から剥離できれば、剥離層４は、必ずしもその全体が剥離液に溶解する必要はない。例えば、剥離層１４を複数の層で形成する場合は、そのうちの第１有機化合物層に接する一層が剥離液に溶解すればよい。

次に、剥離層４が除去された領域に形成された第１有機化合物層を除去して、第１有機化合物層３をパターニングする（図１（ｄ））。第１有機化合物層３は、ドライエッチング、或いは、ウェットエッチングで除去することができる。剥離層４のパターニングにフォトレジスト層を用いる場合、フォトレジスト層をマスクとして、剥離層４と第１有機化合物層３とを、一括して除去することができる。また、剥離層４に感光性材料を用いる場合は、剥離層４をフォトリソグラフィー法でパターニングした後、剥離層４をマスクとして第１有機化合物層３を除去することもできる。或いは、レーザー光を照射して、剥離層４および第１有機層３を、アブレーションにより除去する方法を用いることもできる。

次に、パターニングされた第１有機化合物層３および剥離層４が形成された基板１の上に、第１有機化合物層３とは異なる色相の光を発する第２有機化合物層５を、真空蒸着法にて形成する（図１（ｅ））。第２有機化合物層５には、公知の蒸着可能な有機材料を用いることができる。第２有機化合物層５としては、発光層だけでなく、必要に応じて、ホール輸送層、ホール注入層、電子輸送層、電子注入層などの機能層を形成することができる。

続いて、第２有機化合物層５を、剥離層４と共にリフトオフ（剥離）する（図１（ｆ））。リフトオフは、剥離層４を溶解する溶解液（剥離液）に、基板１を浸漬して行う。このとき、剥離層４を確実に剥離液に接触させるため、第１有機化合物層３の膜厚と剥離層４との合計膜厚を、図１（ｅ）で形成する第２有機化合物層５の膜厚よりも厚くしておくとよい。真空蒸着法は蒸着材料の蒸気の直進性が高い成膜方法であるため、第２有機化合物層５は、剥離層４の側部にはほとんど堆積しない。従って、第２有機化合物層５の形成後も、剥離層４側部が露出しているため、剥離層４の側部で、剥離層４と剥離液とを確実に接触させることができる。その結果、剥離層４を安定的かつ確実に溶解することができる。剥離層４の上に形成された第２有機化合物層５は、少なくとも第１有機化合物層３との界面部分の剥離層４が溶解することで、基板１からリフトオフされる。その結果、第１有機化合物層３が形成されていない領域に第２有機化合物層５が残存するように、第２有機化合物層５がパターニングされる。

この時、表面に接着層を形成した補助基板を、剥離層４が形成された領域の第２有機化合物層の表面に接触させて接着し、基板１と補助基板とが対向した状態で剥離液に浸漬してもよい。剥離層４の溶解によって基板１から分離した第２有機化合物層５は、補助基板に接着したままリフトオフされる。このため、リフトオフされた第２有機化合物層５の膜片が剥離液中を浮遊して、基板１に形成された第１有機化合物層３や第２有機化合物層５の表面に付着したり、その表面を傷付けたりすることがない。その結果、有機ＥＬ素子の製造工程における歩留まりを、より高めることができる。

また、第２有機化合物層を蒸着法にて形成すると、次のような効果も得られる。特許文献１のように、剥離層４による凸部を有する基板上に、塗布法で第２有機化合物層を形成すると、剥離層４の側部の表面張力の影響を受けて、剥離層４の近傍で第２有機化合物層の膜厚が厚くなる。その結果、第２有機化合物層には膜厚ムラが生じる。この様に、第２有機ＥＬ素子の発光領域内に、局所的に膜厚が異なる部分が存在すると、第２有機化合物層の膜厚が厚い領域の抵抗値が高くなり、膜厚が薄い領域に集中的に電流が流れて発光ムラの原因となる。そこで、膜厚が異なる領域を避けて発光領域を設けるためには、発光領域をフォトレジスト層の端部から離す必要があり、開口率が下がってさらなる高精細化が難しくなる。しかし、本実施形態のように第２有機化合物層を蒸着法にて形成する場合、基板の表面に剥離層による凹凸構造があっても、膜厚ムラのない均一な厚さに形成することができる。従って、発光領域を剥離層近傍まで設定しても発光ムラが生じないため、有機ＥＬ素子の発光領域を高密度に配置することが可能となり、高精細あるいは高開口率の有機ＥＬ表示装置を製造することができる。

最後に、基板１の上に残存する第１有機化合物層３および第２有機化合物層５上に、共通有機化合物層８と第２電極９とを順次形成して、有機ＥＬ表示装置が完成する（図１（ｇ））。

第２電極９には、形成時に有機層にダメージを与えない導電性材料であれば、特に限定されることなく用いることができ、例えば、Ａｌ、Ａｇなどの金属材料、ＩＴＯ、スズを添加した酸化亜鉛などの透明電極材料、或いはそれらの積層膜を用いることができる。有機化合物層で発せられた光を外部に出射させるため、第１電極２および第２電極９の少なくとも一方には、透明あるいは半透明の材料を用いる。ここでいう透明とは、可視光に対して８０％以上の透過率を有する性質、半透明とは、可視光に対して２０〜８０％の透過率を有する性質を指す。共通有機化合物層８としては、例えばキャリア輸送層あるいはキャリア注入層を、真空蒸着法にて形成することができる。共通有機化合物層８は、必要に応じて形成すればよく、省略することもできる。

有機ＥＬ素子は水分によって劣化するため、第２電極９を形成した後に、有機ＥＬ素子に水分が浸入するのを防ぐための封止構造を設けることが好ましい。封止構造には、窒化珪素膜や酸化シリコン膜など防湿性の高い封止膜を、単層あるいは積層膜で設ける膜封止構成や、ガラスなど防湿性の高い封止基板の周囲を接着剤やガラスフリットで基板１に固定するキャップ封止構成など、公知の構成を採用することができる。この時、基板１の周縁部に有機化合物材料を形成しない領域を設け、有機ＥＬ素子が設けられた領域と封止構成の外側（外部）とが、有機化合物材料によって繋がらないようにしておけば、外部から水分が侵入する経路を断つことができる。例えば、第１有機化合物層３を、基板１の周縁部に設けないようにパターニングしておき、第２有機化合物層５および共通有機化合物層８を真空蒸着にて形成する際に、基板の周縁部をラフマスクなどで覆って膜が形成されないようにしておく。その後、有機化合物材料が設けられていない基板の周縁部まで封止膜を設けたり、有機化合物材料が設けられていない基板の周縁部で封止基板と基板１とを接着したりすればよい。

以上のようにして、第１電極２ａの上に第１有機化合物層３、第１電極２ｂの上に第２有機化合物層５が設けられ、それぞれが異なる色で発光するカラー表示の有機ＥＬ表示装置を、歩留まり良く作製することができる。メタルマスクを用いた蒸着方法では、最小でも約１０μｍのパターン形状しか実現できないのに対し、本発明の製造方法によれば、一般的なフォトリソグラフィー法で実現可能なパターン形状や寸法、具体的には１μｍ以下のラインアンドスペースを有する高精細な加工が可能となる。

（第２実施形態）
図２は本発明の第２実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を表す図である。本実施形態は、図２（ｄ）に示すように、剥離層４上に保護層７を設けた後に、保護層７、剥離層４及び第１有機化合物層３をパターニングする点で、第１実施形態とは異なっている。

保護層７は、剥離層４あるいは第１有機化合物層３を、その後の工程から保護する役割を担っている。保護層７を設けることで、剥離層４や第１有機化合物層３に用いることのできる材料の選択肢を増やすことが可能となる。

例えば、保護層７を形成せずにフォトレジストを用いて、剥離層４および第１有機化合物層３をパターニングする第１実施形態の場合、剥離層４は、フォトレジストの溶媒やフォトレジストの現像液等に対する溶解度が十分低い材料でなければならい。加えて、剥離層４は、第１有機化合物層３の溶解度が低い溶解液に対して高い溶解度を有し、かつ、剥離層４の形成時に第１有機化合物層３にダメージを与えない材料でなければならない。これらの条件を全て満たす材料を選択するとなると、剥離層４に用いることのできる材料の選択肢は、非常に限られてしまう。

そこで、フォトレジスト層の形成時やフォトリソグラフィー工程中に、溶解しない材料で保護層７を形成しておくことが有効となる。ただし、保護層７は、剥離層４の上に形成する際に、剥離層４に対して変質や溶解などの影響を及ぼさない材料および製法を用いる必要がある。保護層７には、フォトレジストに含まれる溶媒やフォトリソグラフィー工程から剥離層４を保護できる膜であれば、無機膜や高分子材料などからなる有機膜を用いることもできる。また、保護層７は、その形成時に剥離層４に影響を及ぼさなければ、スパッタ法、ＣＶＤ法などのドライプロセスや、塗布法などのウェットプロセスで形成することができる。しかし、剥離層４をプロセスから保護する観点から、保護層７としては、スパッタ法やＣＶＤ法などのドライプロセスを用いて形成した窒化シリコンや酸化シリコンなど、防湿性の高い無機膜が特に好ましい。これらの窒化シリコンや酸化シリコンは、一般的なフォトレジストに含まれる溶媒に対して不溶であり、フォトレジストに含まれる溶媒の浸透も防ぐことができる。このため、剥離層４に用いることのできる材料の選択肢が増え、図２（ｅ）に示す保護層７、剥離層４、および第１有機化合物層３のパターニングは、一般的なフォトレジストを用いたフォトリソグラフィー法で行うことができる。パターニング工程における、保護層７、剥離層４、および第１有機化合物層３の除去には、ドライエッチングを用いるのが好ましいが、ウェットエッチングを用いる場合は、各層の側部から溶解液が浸入して、パターニング工程中に剥離してしまわない程度の溶解度を有する溶解液を用いる。続く第２有機化合物層５の形成工程以降は、第１実施形態と同様に行うことができるため、説明は省略する。

（第３実施形態）
図３は本発明にかかる第３実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を示す図である。本実施形態は、図３（ｅ）に示すように、保護層７が剥離層４よりも広い領域に残存するようにパターニングする点で第２実施形態とは異なる。保護層７を剥離層４よりも広い領域に残存させるには、例えば、保護層７のエッチングレートよりも、剥離層４のエッチングレートの方が高いエッチングガスを用いたドライエッチングにて、保護層７、剥離層４、および第１有機化合物層３のパターニングを行う。ドライエッチングは、基板１をエッチング装置の一方の電極に配置し、基板１と対向するように他方の電極を配置し、両方の電極間に電界を印加してエッチングを行う。このとき、電界に平行な方向だけでなく、電界に対して垂直な方向にもエッチングが進行する（サイドエッチング）。そのため、マスク材（保護層７）に対して被エッチング材（剥離層４）の領域を狭くすることができる。この様な構造にしておくと、剥離層４の側面が保護層７の影になり、基板１に対して斜め方向から蒸着材料が入射しても、図３（ｆ）の様にパターニングされた剥離層４の側部にはほとんど着膜せず、剥離層４の側部を露出させることができる。

つまり、本実施形態の製造方法を用いれば、蒸着材料の分子が基板に入射する角度の許容範囲が広がり、基板サイズを大きくした際に蒸着源と基板との位置を相対移動させて蒸着を行う方法を採用することができる。その結果、基板内の膜厚均一性を維持することができ、基板の大判化が容易となる。

（第４実施形態）
図４は、本発明の第４実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造方法を表す図である。図では、１組みの有機ＥＬ素子のみを記載している。本実施形態では、第３実施形態と同様に、剥離層４の上に保護層７を形成する方法にて、３種類の有機ＥＬ素子が配置された有機ＥＬ表示装置を作製する方法について説明する。他の実施形態と同様の材料を用いることができる場合や、同様の製造方法で形成できる場合は、説明を一部省略する。

まず、基板１上には第１電極２ａ、２ｂ、２ｃがそれぞれ複数形成された基板１を、第１実施形態と同様に準備する（図４（ａ））。次に、基板１、および第１電極２ａ、２ｂ、２ｃが形成された基板の上に、第１有機化合物層３を形成する（図４（ｂ））。その後、第１有機化合物層３の上に第１剥離層４を形成する（図４（ｃ））。第１剥離層４には、第３実施形態と同様の材料を用いることができる。

基板１の、第１剥離層４が形成された領域全体に、第１保護層７を形成し（図４（ｄ））、その後、第１保護膜７をパターニングして、第１電極２ｂおよび２ｃの上の保護層７を除去する（図４（ｅ））。続いて、第３の実施形態と同様にして、所定の電極、すなわち第１電極２ａの上にのみ残った第１保護層７をマスクとして、第１保護層７に覆われていない、第１剥離層４および第１有機化合物層３を除去する（図４（ｆ））。

次に、パターニングした第１保護層７と、第１電極２ｂおよび２ｃの上に、蒸着法を用いて第２有機化合物層５を形成する（図４（ｇ））。第２有機化合物層５が形成された基板１を第１剥離層４の剥離液に浸漬し、第１剥離層４の溶解と共に第１保護層７および第１保護層７上の第２有機化合物層５をリフトオフする（図４（ｈ））。このとき、図４（ｇ）の工程で形成する第２有機化合物層５の膜厚が、第１有機化合物層３の膜厚と第１剥離層４の膜厚の合計値よりも薄いと、第１剥離層４の側部の露出部分からから剥離液を浸透させ、第１剥離層４を確実に溶解させることができるため、好ましい。

続いて、図４（ｉ）に示すように、第１有機化合物層３および第２有機化合物層５が形成された基板面に、第２剥離層４’と第２保護層７’をこの順に形成する。第２剥離層４’には、第１有機化合物層３および第２有機化合物層５の溶解度が低い溶解液に対して高い溶解度を有し、かつ、第２剥離層４’の形成時に第１有機化合物層３、および第２有機化合物層５にダメージを与えない材料を選択する。第１有機化合物層３および第２有機化合物層５に、例えば、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、縮合多環炭化水素化合物等などの水に溶解しない材料を用いた場合、第２剥離層４’の剥離液には水が好適である。その場合、第２剥離層４’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などの水溶性ポリマーを使用することができる。第２剥離層４’の形成方法としては、第１剥離層４と同様に、用いる材料に応じて蒸着や塗布などを適宜選択することができる。また、第２保護層７’には、第１保護層７と同一の材料を同様のプロセスを用いて形成することができる。

次に、第２保護層７’、第２剥離層４’、および第２有機化合物層５が形成された第１電極２ｂおよび２ｃのうち、第１電極２ｃ上の第２保護層７’と第２剥離層４’と第２有機化合物層５とを除去する（図４（ｊ））。第２保護層７’、第２剥離層４’、第２有機化合物層５のパターニングは、第１保護層７、剥離層４および第１有機化合物層３のパターニングと同様に行うことができる。

続いて、第１電極２ｃ、および、第１電極２ａ、２ｂの上に第２保護層７’までが形成された基板面に、第３有機化合物層６を蒸着法にて形成する（図４（ｋ））。第３有機化合物層６の材料および層構成は、公知のものから選択することができる。このとき、第３有機化合物層６の膜厚が、第１有機化合物層３の膜厚と第２剥離層４’の膜厚の合計値、および、第２有機化合物層５の膜厚と第２剥離層４’の膜厚の合計値の少なくとも一方よりも薄いのが好ましい。こうすれば、第２剥離層４’の側部に、第３有機化合物層６がほとんど着膜せず、第２剥離層４’が露出する部分ができるため、第２剥離層４’の露出部分から剥離液が浸透し、第２剥離層４’を確実に溶解することができる。第３有機化合物層を蒸着法にて形成する場合、第２有機化合物層を蒸着法にて形成するのと同様に、第３有機化合物層を有する有機ＥＬ素子の発光ムラを低減し、高精細あるいは高開口率を実現可能とする効果も得られる。

次に、第２剥離層４’の溶解と共に、第２保護層７’および第２保護層７’上の第３有機化合物層６をリフトオフする（図４（ｌ））。第２剥離層４’、第２保護層７’、および、第２保護層７’上の第３有機化合物層６の除去は、図４（ｇ）の工程と同様の方法にて行うことができる。

最後に、図４（ｍ）に示すように、第１有機化合物層３、第２有機化合物層５、および、第３有機化合物層６の上に、共通有機化合物層８および第２電極９を形成して有機ＥＬ表示装置が完成する。共通有機化合物層８として、公知の低分子系、あるいは高分子系の材料を用い、例えばホール輸送層、電子の輸送層、注入層のいずれかの層、あるいはこれらの層の積層を形成する。共通有機化合物層８は必要に応じて設ければよく、省略することも可能である。

第２電極９の上には、第１実施形態でも説明したように、有機化合物層に水分が浸入することを防ぐための封止手段を設けることが好ましい。

以上のようにして、第１電極２ａの上に第１有機化合物層３、第１電極２ｂの上に第２有機化合物層５、第１電極２ｃの上に第３有機化合物層６を形成して、それぞれが異なる色で発光する、高精細なカラー有機ＥＬ表示装置を得ることができる。例えば、第１有機化合物層３、第２有機化合物層５、第３有機化合物層６に、それぞれ赤、青、緑の色を発光する材料を適用すれば、フルカラー有機ＥＬ表示装置を実現することができる。

以下、本発明にかかる実施例を、図面を用いて説明する。

（実施例１）
本発明の実施例１にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法を、図１を用いて説明する。図１には有機ＥＬ表示装置の一部だけを示している。また、本実施例にて作製する有機ＥＬ表示装置の上面図を、図５に示す。基板１には外部電源や外部回路と接続して電力や信号等が入力される外部端子１１と、有機ＥＬ素子を駆動するための周辺回路１０と、第１有機化合物層３、第２有機化合物層５のいずれかを備える複数の有機ＥＬ素子と、が設けられている。図示していないが、他に外部端子１１と周辺回路１０とを接続する配線や画素回路等が設けられている。

まず、図１（ａ）に示すように、ガラス基板１の上に第１電極２ａ、２ｂをそれぞれ複数形成した。ここで、第１電極２ａは第１有機化合物層３が形成される電極、第１電極２ｂは第２有機化合物層５が形成される電極であり、第１有機化合物層３と第２有機化合物層５は互いに異なる光を発する。図５に示すように、基板１の行方向には第１電極２ａと第１電極２ｂを交互に配置し、列方向には同じ有機化合物層が形成される第１電極を配置した。

第１電極２ａおよび２ｂは、基板１一方の面にスパッタ法を用いて第１電極となる層を成膜した後、フォトリソグラフィー法でパターニングして、有機発光素子毎に分割した。第１電極２ａおよび２ｂは、膜厚２００ｎｍのＡｌ膜と膜厚２０ｎｍの錫をドープした酸化亜鉛膜とが基板１側からこの順に積層された構造を有している。第１電極２ａおよび２ｂは、それぞれ幅５０μｍ×長さ１５０μｍの大きさとし、互いに５μｍの間隔をおいて配置した。第１電極２ａと２ｂとの間にはポリイミド樹脂からなる分離膜（図示せず）を膜厚２μｍで形成した。

次に、図１（ｂ）に示すように、パターニングされた第１電極２ａおよび２ｂが形成された基板面に、ホール注入層、ホール輸送層、発光層の積層体で構成される第１有機化合物層３を、蒸着法により形成した。第１有機化合物層３に含まれる発光層には、黄色を発光する公知の低分子材料を用いた。第１有機化合物層３の総膜厚は２００ｎｍとした。

次に、図１（ｃ）に示すように、第１有機化合物層３の上に剥離層４を形成した。剥離層４は、第１電極２ａの上の第１有機化合物層３の上にのみ形成されるように、インクジェット法を用いて形成した。剥離層４には、ポリビニルピロリドン水溶液を用いた。ポリビニルピロリドン水溶液を形成後に乾燥させ、膜厚６００ｎｍのポリビニルピロリドン膜を得た。

次に、剥離層４をマスクにしてドライエッチングを行い、剥離層４が形成されていない領域の第１有機化合物層３を除去した（図１（ｄ））。ドライエッチングはＯ２ガスをエッチングガスとして用い、ＲＩＥ装置にて行った。ドライエッチングの際、第１有機化合物層３と共に剥離層４の表面もエッチングされ、第１有機化合物層３を除去した後の剥離層４の膜厚は３００ｎｍとなった。

次に、第１有機化合物層３を除去した後の基板１の上に、第２有機化合物層５を蒸着法にて形成した（図１（ｅ））。第２有機化合物層５として、公知の低分子有機材料からなるホール注入層、ホール輸送層、発光層からなる積層体を、蒸着法を用いて成膜した。第２有機化合物層５に含まれる発光層には、青色を発光する公知の低分子材料を用いた。第２有機化合物層５の総膜厚は１５０ｎｍとした。

第２有機化合物層５までを形成した基板１を流水に浸漬した。剥離層４を水溶性のポリビニルピロリドンで形成したため、剥離層４が流水中で溶解し、図１（ｆ）に示すように、剥離層４上の第２有機化合物層５をリフトオフすることができた。このとき、第２有機化合物層５形成前の、第１有機化合物層３の膜厚と剥離層４の膜厚との合計（５００ｎｍ）が、第２有機化合物層５の膜厚（１５０ｎｍ）よりも大きくなるように、剥離層４の膜厚を設定しておいた。そのため、剥離層４の側部が第２有機化合物層５によって覆われてしまうことがなく、剥離液を確実に浸透させて、剥離層４上の第２有機化合物層５を安定してリフトオフすることができた。

次いで、図１（ｇ）に示すように、第１有機化合物層３および第２有機化合物層５の上に共通有機化合物層８、第２電極９を順次形成した。共通有機化合物層８としては、公知の低分子材料からなる、電子輸送層および電子注入層を、蒸着法により形成し、共通有機化合物層８の総膜厚を５０ｎｍとした。第２電極９として、膜厚２０ｎｍのＡｇを、スパッタ法を用いて形成した。その後、第２電極９の上には膜厚２０００ｎｍの窒化シリコンをプラズマＣＶＤ法により成膜して、有機層への水分浸入防止用の封止膜（図示せず）とした。

以上のようにして、黄、または、青の色相の光を発光する有機ＥＬ素子をそれぞれ複数有する、高開口率の有機ＥＬ表示装置を得ることができた。光学顕微鏡にて、黄、青の有機ＥＬ素子の発光状態を、それぞれ複数の素子について観察したところ、発光ムラは観察されなかった。

（実施例２）
本発明の実施例２にかかる有機ＥＬ表示装置の製造方法を、図４を用いて説明する。図４には有機ＥＬ表示装置の一部だけを示している。本実施例で作製した有機ＥＬ表示装置の概略を図６に示す。

まず、ガラス基板１上に第１電極２ａ、２ｂ、２ｃをそれぞれ複数形成した（図４（ａ））。第１電極１ａは第１有機化合物層が形成される電極、第１電極１ｂは第２有機化合物層が形成される電極、第１電極１ｃは第３有機化合物層が形成される電極である。図６に示すように、基板１の行方向には、第１電極２ａ、第１電極２ｂ、第１電極２ｃの順に交互に配置し、列方向には同じ有機化合物層が形成される第１電極を配置した。第１電極２ａ乃至２ｃは、基板１の一方の面全体にスパッタ法を用いて成膜した後、フォトリソグラフィー法でパターニングし、有機ＥＬ素子毎に分割した。いずれの電極も膜厚２００ｎｍのＡｌ膜と、膜厚２０ｎｍの酸化インジウムと酸化亜鉛の混合膜（ＩｎＺｎＯ）がこの順に積層された構造を有している。各第１電極は、幅０．６μｍ×長さ１．８μｍの大きさとし、互いに０．６μｍの間隔をおいて形成した。

次に、第１電極２ａ乃至２ｃが形成された基板面に、実施例１と同様にして第１有機化合物層３を蒸着法にて形成した（図４（ｂ））。本実施例では、第１有機化合物層３に含まれる発光層には、赤色を発光する公知の低分子有機材料を用いた。第１有機化合物層３の総膜厚は２５０ｎｍとした。

第１有機化合物層３の上に、第１剥離層４を形成した（図４（ｃ））。第１剥離層４は、ポリビニルピロリドン水溶液をスピンコート法により塗布した後、乾燥させて形成した。乾燥後のポリビニルピロリドンの膜厚は４００ｎｍであった。さらに、第１剥離層４の上に第１保護層７を形成した。第１保護層７は、膜厚２０００ｎｍの窒化シリコン膜をＣＶＤ法により成膜した（図４（ｄ））。

続いて、第１保護層７をパターニングして、第１電極２ｂおよび２ｃ上に形成された第１保護層７を除去した（図４（ｅ））。第１保護層７のパターニングは、第１電極２ａの上に形成された第１保護層７の上に、公知のフォトリソグラフィー法にて選択的に形成したフォトレジスト層をマスクにして、ドライエッチングにより行った。ドライエッチングは、ＣＦ４ガスをエッチングガスとして用い、ＲＩＥ装置にて行った。

次に、パターニングによって第１電極２ａの上に選択的に形成された第１保護層７をマスクとして、第１保護層が形成されていない、第１電極２ｂおよび２ｃの上の第１剥離層４および第１有機化合物層３を、ドライエッチングにより除去した（図４（ｆ））。ドライエッチングはＯ２ガスをエッチングガスとして用い、ＲＩＥ装置にて行った。このとき、第１剥離層４および第１有機化合物層３のエッチングレートは、第１保護層７のエッチングレートよりも大きい。そこで、第１剥離層４および第１有機化合物層３がサイドエッチングされ、パターニングされた第１剥離層４および第１有機化合物層３の端部が、第１保護層７のパターン端部よりも１００ｎｍ内側に入り込んだ状態になるまでエッチングを行った。

次に、図４（ｇ）に示すように、パターニングされた第１保護層７が形成された基板面に、第２有機化合物層５を形成した。第２有機化合物層５としては、公知の低分子有機材料からなるホール注入層、ホール輸送層、発光層からなる積層体を、蒸着法を用いて順次成膜した。第２有機化合物層５の蒸着の際には、基板１に対して蒸着材料が収容されている坩堝を動かし、第２有機化合物層５がより均一な膜厚になるようにした。第２有機化合物層５の発光層には、緑色を発光する公知の低分子有機材料を用いた。また、第２有機化合物層５の総膜厚は２００ｎｍとした。ここで、図４（ｆ）、（ｇ）に示すように、第１剥離層４および第１有機化合物層３の端部が、第１保護層７の端部よりも内側に入り込んだ状態になっているため、第１保護層７の影となる第１剥離層４の側部には、第２有機化合物層５がほとんど形成されない。加えて、第１有機化合物層３と剥離層４との総膜厚が、第２有機化合物層５の総膜厚よりも厚くなるように、剥離層４の膜厚を設定しておいたため、保護層７の上の第２有機化合物層５と、他の部分に形成された第２有機化合物層５とは、保護層７の端部で不連続となった。第１剥離層４の側部が表面に露出した状態となっていた。

第２有機化合物層５までを形成した基板１を流水に浸漬した。第１剥離層４を水溶性のポリビニルピロリドンで形成したため、第１剥離層４が露出した部分から水が浸透して溶解し、図４（ｈ）に示すように第１剥離層４の上の第１保護層および第２有機化合物層５を安定してリフトオフすることができた。

続いて、パターニングされた第１有機化合物層３、第２有機化合物層５が形成された基板面に第２剥離層４’、第２保護層７’を順次形成した（図４（ｉ））。第２剥離層４’および第２保護層７’は、それぞれ第１剥離層４、第１保護層７と同一の材料、及びプロセスで形成した。

次に、第１電極２ｃの上の第２保護層７’、第２剥離層４’、および第２有機化合物層５を除去するパターニングを行った（図４（ｊ））。第２保護層７’、第２剥離層４’、第２有機化合物層５のパターニングは、図４（ｅ）乃至図４（ｆ）と同様のプロセスで行った。パターニングの結果、第２剥離層４の端部は第２保護層７の端部よりも内側に入り込んだ状態になった。

次に、第１電極２ｃおよび第２保護層７’の上に第３有機化合物層６を形成した（図４（ｋ））。第３有機化合物層６として、公知の低分子有機材料からなるホール注入層、ホール輸送層、発光層を、第２有機化合物層５と同様の蒸着法を用いて成膜した。発光層には、青色を発光する材料を用いた。また、第３有機化合物層６の総膜厚は１５０ｎｍとした。第３有機化合物層６の形成後は、図（ｆ）と同様に、第２剥離層４’の側部が露出した状態となった。

次に、第２剥離層４’の上に形成された、第２保護層７’および第３有機化合物層６を除去した（図４（ｌ））。図（ｈ）の工程と同様に、第３有機化合物層６までが形成された基板１を流水に浸漬することにより、第２剥離層４’を溶解させ、第２保護層７’および第２保護層７’上の第３有機化合物層６が剥離し、除去することができた。

次に、図４（ｍ）に示すように、第１有機化合物層３、第２有機化合物層５、第３有機化合物層６の上に共通有機化合物層８、第２電極９を順に形成した。共通有機化合物層８として、公知の低分子材料からなる電子輸送層、および電子注入層を蒸着法により形成した。共通有機化合物層８の総膜厚は５０ｎｍとした。第２電極９として、膜厚２０ｎｍのＡｇをスパッタ法を用いて形成した。最後に、第２電極９の上に膜厚２０００ｎｍの窒化シリコンをＣＶＤ法により成膜して、有機化合物層への水分浸入防止用の封止膜（図示せず）とした。

以上のようにして、赤、緑、青それぞれの色に発光する有機ＥＬ素子の組を１画素とし、画素が１．２μｍピッチの高い精細度で配列され、且つ、５０％と高い開口率を有する有機ＥＬ表示装置を実現することができた。また、光学顕微鏡にて、赤、緑、青の有機ＥＬ素子の発光状態を、それぞれ複数の素子について観察したところ、発光ムラは観察されなかった。本発明にかかる製造方法にて形成された有機ＥＬ表示装置は、精細度に優れるため、様々な電子機器の表示部として用いることができる。電子機器としては、デジタルカメラ、携帯情報端末などの携帯機器や、パーソナルコンピュータ、テレビ、各種プリンタなどが挙げられる。

１ 基板
２ａ、２ｂ、２ｃ 第１電極
３ 第１有機化合物層
４、４’ 剥離層
５ 第２有機化合物層
６ 第３有機化合物層
７、７’ 保護層
８ 共通有機化合物層
９ 第２電極

Claims (11)

1. 第１電極と第２電極との間に有機化合物層を備える有機ＥＬ素子を、複数有する有機ＥＬ表示装置の製造方法であって、
   複数の第１電極が設けられた基板の上に、第１有機化合物層を形成する工程と、
   前記第１有機化合物層の上に剥離層を形成する工程と、
   前記複数の第１電極のうち、所定の第１電極の上に前記剥離層および前記第１有機化合物層が残存するように、前記剥離層および前記第１有機化合物層を除去する工程と、
   前記剥離層および前記第１有機化合物層が残存する基板の上に、第２有機化合物層を蒸着法にて形成する工程と、
   前記剥離層を溶解させて、前記剥離層の上に形成された第２有機化合物層を除去する工程と、
   前記基板に残存する前記第１有機化合物層および前記第２有機化合物層の上に、第２電極を形成する工程と、を有することを特徴とする有機ＥＬ表示装置の製造方法。
2. 前記第２有機化合物層を蒸着法にて形成する工程の後、前記第１有機化合物層の膜厚と前記剥離層の膜厚との合計は、前記第２有機化合物層の膜厚よりも厚くなってい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。
3. 前記剥離層を形成する工程と、前記剥離層および前記第１有機化合物層を除去する工程と、の間に、
   前記剥離層の上に保護層を形成する工程と、
   前記複数の第１電極のうち前記所定の第１電極の上に前記保護層が残存するように、前記保護層を除去する工程と、
   を有することを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
4. 前記剥離層および前記第１有機化合物層を除去する工程は、
   前記保護層のエッチングレートが、前記剥離層および前記第１有機化合物層のエッチングレートよりも遅い、エッチングガスを用いたドライエッチングにより行う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。
5. 前記保護層を除去する工程と前記剥離層および前記第１有機化合物層を除去する工程とは連続して行われることを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
6. 前記保護層を形成する工程と、前記保護層を除去する工程の間に、
   前記保護層の上にフォトレジスト層を形成する工程と、
   前記所定の第１電極の上に前記フォトレジスト層が残存するように、フォトリソグラフィー法にて前記フォトレジスト層をパターニングする工程と、
   を含むことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
7. 前記剥離層の上に形成された第２有機化合物層を除去する工程と、
   前記第１有機化合物層および前記第２有機化合物層の上に第２電極を形成する工程と、の間に、
   前記第１有機化合物層および前記第２有機化合物層の上に第２剥離層を形成する工程と、
   前記第２有機化合物層が形成された前記複数の第１電極のうち、所定の第１電極の上に前記第２剥離層および前記第２有機化合物層が残存するように、前記第２剥離層および前記第２有機化合物層を除去する工程と、
   前記第２剥離層および前記第２有機化合物層が除去された第１電極の上に第３有機化合物層を蒸着法にて形成する工程と、
   第２剥離層を溶解させて、前記第２剥離層の上に形成された第３有機化合物層を除去する工程と、を有し、
   前記第１有機化合物層および前記第２有機化合物層の上に第２電極を形成する工程は、前記第３有機化合物層の上にも第２電極を形成す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。
8. 前記第２剥離層を形成する工程と、前記第２剥離層および前記第２有機化合物層を除去する工程との間に、
   前記第２剥離層の上に第２保護層を形成する工程と、
   前記所定の第１電極の上に前記第２保護層が残存するように、前記第２保護層を除去する工程と、
   を有することを特徴とする請求項７に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
9. 前記第２剥離層および前記第２有機化合物層を除去する工程は、
   前記第２保護層のエッチングレートが、前記第２剥離層および前記第２有機化合物層のエッチングレートよりも遅い、エッチングガスを用いて行うことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
10. 前記第２保護層を除去する工程と前記第２剥離層および前記第２有機化合物層を除去する工程とは連続して行われることを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。
11. 前記第２保護層を形成する工程と、前記第２保護層を除去する工程の間に、
    前記第２保護層の上に第２フォトレジスト層を形成する工程と、
    前記所定の第１電極の上に前記第２フォトレジスト層が残存するように、フォトリソグラフィー法にて前記第２フォトレジスト層をパターニングする工程と、を含むことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬ表示装置の製造方法。

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