CN100472843C - 有机电致发光装置及其制造方法、其所用基板及电子机器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供可以实现降低配线电阻、达到低消耗功率化、抑制发热及亮度均匀化的有机电致发光装置、有机电致发光装置的制造方法及电子机器。本发明的方法,是在第1电极(41a)上具备以第1隔壁(42a)及第2隔壁(45)围绕的发光功能层(47)的有机电致发光装置(1)的制造方法,其特征在于,具备:在层间绝缘膜(30)上使第1电极材料(41)和第1隔壁材料(42)顺序成膜的工序;用相同形状的掩模(PR)使上述第1电极材料(41)及上述第1隔壁材料(42)图案形成而形成上述第1电极(41a)和上述第1隔壁(42a)的工序;和在上述层间绝缘膜(30)上及上述第1隔壁材料(42)上形成上述第2隔壁(45)的工序。
Description
技术领域
本发明涉及一种有机电致发光装置的制造方法、有机电致发光装置、有机电致发光装置用基板及电子机器。
背景技术
以往,有机电致发光(以下简称为有机EL)装置具备在基板上层叠多个电路元件、阳极、空穴注入层和含有有机EL物质(发光元件)的发光功能层和阴极等、由密封基板将它们夹在与基板之间而密封的构成。
具体而言,就是在形成了薄膜晶体管等的开关元件的玻璃基板等的透明基板上,顺次层叠由铟锡氧化物(ITO:Indium Tin Oxide)、氧化锡(SnO2)等的透明导电材料构成的阳极、由聚硫苯衍生物(以下简称为PEDOT)的掺杂体构成的空穴注入层、由聚芴等发光物质构成的发光层、和具有Ca等的低功函数的金属材料或金属化合物构成的阴极。
近年来,作为上述有机EL装置的制造方法提出了由液滴喷出法的制造方法。这样的制造方法在液滴喷出之前要进行形成液滴接受部的工序。形成该液滴接受部时,通过实施图7(a)所示的形成半导体元件(薄膜晶体管)300及层间绝缘膜301的工序、图7(b)所示的形成像素电极302的工序、图7(c)所示的形成第1隔壁303的工序和图7(d)所示的形成第2隔壁304的工序,从而形成液滴接受部305。而且,对液滴接受部305的表面实施等离子体处理等的表面改质处理,形成疏液化部及亲液化部,将含有功能性材料的液滴滴入该液滴接受部305内,由此形成功能性元件(例如,参照专利文献1)。
【专利文献1】特许第3328297号说明书
但是,上述制造方法中形成像素电极302时,由于用于使像素电极302图案形成的抗蚀剂掩模与像素电极302的材料接触,所以存在该抗蚀剂掩模的残留物污染像素电极302的表面的问题。而且,在这样被污染的像素电极302的表面上形成空穴注入层和发光层等的发光功能层,由此,就存在发光功能层的可靠性降低的问题。
另外,在通过用丙烯酸和聚酰亚胺等的有机材料涂布形成层间绝缘膜301的情况下,多少存在下述所示的问题。
(1)因实施湿式蚀刻和抗蚀剂层剥离等的湿式过程、使像素电极302或第1隔壁303图案形成,层间绝缘膜301的有机材料会膨胀,使平面相连的像素电极302和第1隔壁303产生应力,特别是使显示特性重要的像素区域(像素电极302)发生损坏。另外,发生层间绝缘膜301和第1隔壁303的接合面中的剥离。
(2)由于使用等离子体CVD等在由有机材料构成的层间绝缘膜301上形成第1隔壁303时,赋予有机材料表面以损坏,同时使第1隔壁303成膜,所以第1隔壁303和层间绝缘膜301的密接性变低,第1隔壁303和层间绝缘膜301容易剥离。而且剥离该膜时,颗粒飞散,会污染真空容器内。另外,因该颗粒存在于真空容器内或基体上,担心会降低有机电致发光装置的合格率。
(3)由于已覆盖由无机材料构成的像素电极302和由有机材料构成的层间绝缘膜301的表面的形态形成第1隔壁303,而有机材料的蚀刻速度比无机材料的更大,所以蚀刻第1隔壁303时的蚀刻控制性困难。
发明内容
本发明是鉴于上述课题而做出的发明,其的目的在于,提供一种可以达到抑制赋予像素区域的损坏和防止对真空容器的污染、还可以实现提高第1隔壁的蚀刻控制性的有机电致发光装置的制造方法、有机电致发光装置、有机电致发光装置用基板及电子机器。
为了达到上述目的,本发明采用了以下的构成。
本发明的有机EL装置的制造方法是在第1电极上方具备以第1隔壁及第2隔壁围绕的发光功能层的有机EL装置的制造方法,其特征在于,具有:在层间绝缘膜上使第1电极材料成膜,并覆盖该第1电极材料使第1隔壁材料成膜的工序、用相同形状的掩模使上述第1电极材料及上述第1隔壁材料图案形成而形成上述第1电极和上述第1隔壁的工序,和在上述层间绝缘膜上及上述第1隔壁材料上形成上述第2隔壁的工序。
按照这样,在形成第1电极的工序中,用于使第1电极图案形成的抗蚀剂掩模和第1电极材料保持为非接触状态,可以防止由该抗蚀剂掩模的残留物造成的对第1电极的污染。因此,由于可以在具有干净的表面状态的第1电极上形成空穴注入层和发光层等的发光功能层,所以发光功能层的可靠性提高,可以提供良好的有机EL装置。
另外,层间绝缘膜优选由有机材料构成。因用该有机材料可以由湿式成膜法形成层间绝缘膜,与真空成膜法相比较,可以由简单的设备以低制造成本进行成膜。另外,用真空成膜法难以厚膜化,而如果由湿式成膜法容易达到厚膜化。
另外,由于第1隔壁材料成膜之前,在层间绝缘膜上形成第1电极材料,所以由第1电极材料保护间绝缘膜。因此,即使用等离子体CVD法使第1隔壁材料成膜,层间绝缘膜本身也不会在等离子体下曝露,所以可以防止对该层间绝缘膜的等离子体损坏,稳定地形成第1隔壁材料。
另外,通过仅在第1电极上形成第1隔壁,与有机材料连接的第1电极及第1隔壁的总计面积比现有技术少。因此在制造过程中或者完成体的状态下层间绝缘膜上发生应力(在湿润工序中的膨胀和机械应力)的情况下,由于应力降低,所以可以抑制破损和剥离等的发生。
另外,由于层间绝缘膜和第1隔壁保持非接触,所以不会发生现有技术中成为问题的层间绝缘膜和第1隔壁的接合面上的剥离。
另外,作为第2隔壁材料采用有机材料,由于层间绝缘膜和第2隔壁都由有机材料构成,所以可以实现该层间绝缘膜和第2隔壁的密接性的提高。而且,由于在该结构中相同程度硬度的有机材料接触而构成,所以还可以实现有机EL装置的强度的提高。
另外,由于即使用等离子体CVD等的方法形成第1隔壁材料、进行该过程时层间绝缘膜也不露出,所以该层间绝缘膜的有机材料没有由等离子体损坏而被蚀刻的情况,也就可以防止伴随有机材料的蚀刻的制造装置的污染。
另外,由于现有技术中在由层间绝缘膜及第1电极材料构成的多层膜上形成第1隔壁材料,所以该第1隔壁材料的蚀刻控制性是困难的,而本发明中仅在第1电极材料上形成第1隔壁,所以可以得到良好的蚀刻控制性,可以控制面内的第1隔壁的蚀刻速率的不均匀化。
另外,由于在层间绝缘膜上可以使第1电极材料和第1隔壁材料顺序成膜,以相同形状的掩模图案形成,所以不必使第1电极材料和第1隔壁材料的各个材料图案形成,可以达到工序的简单化。
而且,在这样的制造方法中,在第1电极上形成由第1隔壁和第2隔壁构成的液滴接受部。而且,通过使用液滴喷出法,使发光功能层的液体材料液滴化喷到液滴接受部,从而在液滴接受部内可以形成发光功能层。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,还具备除去上述第1隔壁的一部分、露出上述第1电极的工序。
这里,形成用于除去第1隔壁的一部分的掩模后,与该掩模相应露出第1电极。
按照这样,通过用液滴喷出法将发光功能层的液体材料向第1电极喷出,使液体材料在该第1电极的露出面上弹落,形成发光功能层。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,通过在基材上全面形成第2隔壁材料后,在上述第2隔壁材料与上述第1电极相应的部分上形成开口部,进行形成上述第2隔壁的工序。
这里,用湿式成膜法全面形成第2隔壁材料后,配置与开口部的图案相应的掩模,形成与该掩模图案相应的开口部。
按照这样,通过第2隔壁材料设开口部,在与第1电极对应的部分上就可以形成液滴接受部。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,在露出上述第1电极后形成上述第2隔壁。
按照这样,在第1电极露出的状态下,实施第2隔壁材料的全面涂布及开口部的形成。由此,在形成开口部后可以确实露出第1电极。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,形成上述第2隔壁后露出上述第1电极。
按照这样,由于以第2隔壁作为掩模使第1隔壁图案形成、露出第1电极,所以可以不要仅用于露出第1电极的掩模,减少了掩模。从而,可以达到制造工序的简单化。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,露出上述第1电极后,扩展第2隔壁的开口面积。
按照这样,由第2隔壁被覆的第1隔壁的表面露出,该第1隔壁的露出面积变大。从而,用其后工序的液滴喷出法、向液滴接受部涂布形成发光功能层的液体材料的情况下,液体材料与第1隔壁的接触面积变大。即,液体材料可以适宜地湿润扩展到具有亲液性的第1隔壁上,可以确实地实施液体材料和第1电极的接触。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,相应于在上述第1隔壁材料上形成的掩模,使上述第1隔壁材料图案形成而形成第1隔壁,以该第1隔壁作为掩模,使上述第1电极材料图案形成而形成第1电极。
按照这样,可以形成与掩模形状相应的第1隔壁,形成与第1隔壁的平面形状相应的第1电极。由此,可以用相同形状的掩模形成第1隔壁和第1电极。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,相应于在上述第1隔壁材料上形成的掩模的形状,使上述第1电极材料及上述第1隔壁材料统一图案形成,形成上述第1隔壁及上述第1电极。
按照这样,可以形成与相同的掩模形状对应的第1隔壁及第1电极。另外,通过统一图案形成形成第1隔壁及第1电极,因而可以达到工序数的简化。另外,由于用该方法不以第1隔壁作为掩模,所以使第1电极材料图案形成时的湿式蚀刻液或蚀刻气体与第1隔壁的上面不接触。因此,就可以防止湿式蚀刻液或蚀刻气体对第1隔壁的上面的影响。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,使用干式蚀刻法进行上述第1电极材料和上述第1隔壁材料的图案形成,形成上述第1隔壁及上述第1电极。
由于使用这样的干式蚀刻法,不会发生起因于湿式工序的层间绝缘膜(有机材料)的膨胀,所以可以防止层间绝缘膜的应力的发生。
另外,在现有技术中用等离子体CVD法形成第1隔壁材料的情况下,存在第1隔壁和层间绝缘膜容易剥离、导致真空容器内的污染的问题,但本发明不是在成膜工序而是在图案形成工序进行干式蚀刻(等离子体处理),所以不会导致起因于膜的剥离的真空容器内的污染。
另外,上述有机EL装置的制造方法的特征在于,在上述层间绝缘膜上形成可以赋予上述层间绝缘膜和上述第1电极以密接性的密接性赋予膜。
按照这样,由于密接性赋予膜可以确实地密接层间绝缘膜和第1电极,所以可以实现有机EL装置的强度的提高。
另外,本发明的有机EL装置是在第1电极上方具有以第1隔壁及第2隔壁围绕的发光功能层的有机EL装置,其特征在于,在上述发光功能层的侧部设第1隔壁及第2隔壁,上述第1隔壁仅设在上述第1电极上。
这里,在层间绝缘膜上使第1电极材料和第1隔壁材料依次成膜后,用相同形状的掩模使第1电极材料及第1隔壁材料图案形成,形成第1电极和第1隔壁。按照这样,可以得到与如前所述的制造方法同样的效果。
另外,本发明的有机EL装置用基板是在第1电极上形成第1隔壁的有机电致发光装置用基板,其特征在于,在层间绝缘膜上形成上述第1电极,仅在该第1电极上设有上述第1隔壁。
这里,在层间绝缘膜上使第1电极材料和第1隔壁材料依次成膜后,用相同形状的掩模使第1电极材料及第1隔壁材料图案形成,由此,形成第1电极和第1隔壁。
按照这样,可以得到与如前所述的制造方法同样的效果。
另外,相对于这样的有机EL装置用基板形成第2隔壁,在第1电极上形成以第1隔壁及第2隔壁围绕的发光功能层,可以得到与如前所述的有机EL装置同样的效果。
另外,本发明的电子机器的特征在于,具备如前所述的有机EL装置。
作为这样的电子机器,例如可以例示出移动电话机、移动体信息终端、表、文字处理机、个人电脑等的信息处理装置。另外,可以例示出具有大型显示画面的电视、大型监视器等。通过对于这样的电子机器的显示部采用本发明的有机EL装置,可以提供显示特性良好的电子机器。
附图说明
图1是用于说明本发明的第1实施方式中表示的有机EL装置的制造方法的图。
图2是用于说明本发明的第1实施方式中表示的有机EL装置的制造方法的图。
图3是用于说明本发明的第1实施方式中表示的有机EL装置的制造方法的图。
图4是用于说明本发明的第2实施方式中表示的有机EL装置的制造方法的图。
图5是用于说明本发明的第2实施方式中表示的有机EL装置的制造方法的图。
图6是表示具备本发明的有机EL装置的电子机器。
图7是用于说明以往的有机EL装置的制造方法的图。
图中:1—有机EL装置(有机电致发光装置),2—有机EL装置用基板(有机电致发光装置用基板),10—基材,30—层间绝缘膜,41—像素电极材料(第1电极材料),41a—像素电极(第1电极),42—第1隔壁材料,42a—第1隔壁(相同形状的掩模),45—第2隔壁,45a—开口部,45b—开口面积,47—发光功能层,50—空穴注入层(发光功能层),51—发光层(发光功能层),52—电子注入层(发光功能层),PR—掩模(相同形状的掩模)
具体实施方式
以下,参照图1~图5,说明本发明的有机电致发光装置的制造方法、有机电致发光装置、有机电致发光装置用基板及电子机器。
本实施方式是本发明的一种方式,并不限定本发明,在本发明的技术思想范围内可以任意地变更。另外,在以下所示的各图中,将各层和各构件取为在图面上可辨认程度的大小,各层和各构件是不同的缩尺。
(有机EL装置的制造方法的第1实施方式)
参照图1说明有机EL装置的制造方法的第1实施方式。
其中,图1(a)~(e)及图2是用于说明有机EL装置的制造方法的工序图,图3是用于详细地说明图1(c)的图。
首先,如图1(a)所示,在基材10上形成薄膜晶体管20、层间绝缘膜30和接触孔31。
基材10是玻璃基板。另外,作为材料不限定是玻璃,例如也可以采用石英、树脂(塑料、塑料薄膜)等材料。通过采用这样的透明性或半透明性的材料,可以制造能够从基材10侧取出发光的光的所谓底部发射型有机EL装置。另外,如后所述,在从密封基板侧取出发光的光的所谓顶部发射型中,作为基材10的材料也可以采用金属基板等的非透明性材料。
薄膜晶体管20由底绝缘膜21、半导体层22、栅绝缘膜23、栅电极24、源电极25S、漏电极25D和上绝缘膜26构成。
其中,底绝缘膜21是在基材10的表面上形成的绝缘膜,是用于使基材10和半导体层22保持非接触的层膜。
另外,半导体层22由源区域22S、通道区域22C及漏区域22D构成,是通过栅电极24的电场作用进行源区域22S和漏区域22D间的转换的层膜。
另外,栅绝缘膜23是设在栅电极24和半导体层22之间的层膜,用于得到半导体层22和栅电极24的电绝缘性。
另外,栅电极24是借助于栅绝缘膜23与通道区域22C对向配置的层膜。由流入该栅电极24的电流量得到希望的薄膜晶体管20的转换特性。
源电极25S及漏电极25D是借助于在上绝缘膜26上形成的接触孔分别与源区域22S及漏区域22D连接的电极。
构成这样的薄膜晶体管20的层膜及电极可以由公知的制造方法制造。例如,采用各种成膜法、光刻法及蚀刻法等。另外,在形成半导体层22的源区域22S、通道区域22C及漏区域22D中,可以采用离子掺杂法等。
层间绝缘膜30采用有机物或无机物的任一种材料形成。其中,作为层间绝缘膜30采用有机物的情况下,适宜采用例如丙烯酸树脂或聚酰亚胺树脂等。即使在这样的材料中,也可以采用非感光性树脂或感光性树脂。
另外,使这样的有机物成膜的情况下,适宜采用湿式成膜法。作为湿式成膜法,旋转涂布法、浸渍法、狭缝涂布法等起作用。在这样的湿式成膜法中,更适宜采用旋转涂布法,可以以均匀的膜厚成膜。另外,成膜后,必需实施热处理以进行树脂的固化。
另外,作为层间绝缘膜30采用无机物的情况下,可以采用硅氧化物、硅氮化物、硅氧氮化物等。
使无机物成膜的情况下,适宜采用真空成膜法或湿式成膜法。作为真空成膜法采用CVD法、溅射法、真空镀膜法等。另外,作为湿式成膜法采用与上述同样的旋转涂布法,作为无机材料优选采用全氢化聚硅氨烷。全氢化聚硅氨烷是指以—(SiH2NH)—作为基本单元的化合物的物质名。另外,由于该全氢化聚硅氨烷是在有机溶剂中可溶的无机聚合物,所以与有机溶剂混合形成液体材料而可操作。另外,全氢化聚硅氨烷通过在惰性气氛气体中高温烧成,伴随脱氢反应发生热固化收缩,具有向硅氮化物的陶瓷转化的性质。另外,通过在大气中或含有水蒸气的气氛中烧成,与水或氧反应,具有向硅氧化物转化的性质。
由于如上述的湿式成膜法与真空成膜法相比厚膜化容易,所以在形成层间绝缘膜30的情况下,更优选采用湿式成膜法。另外,通过实施厚膜化,薄膜晶体管20的凹凸形状不会在层间绝缘膜30的表面上转印,该层间绝缘膜30的表面平坦化而特佳。
另外,在层间绝缘膜30上形成接触孔31。
这里,接触孔31的形成方法,在层间绝缘膜30由非感光性树脂或无机材料构成的情况下和由感光性树脂构成的情况下,其处理是不同的。
首先,说明层间绝缘膜30由非感光性树脂或无机材料构成的情况下。
在该情况下,由使用抗蚀剂膜的蚀刻处理实施图案形成。具体地说,在层间绝缘膜30上涂布形成抗蚀剂膜后,实施热处理、曝光处理、显像处理,形成开口部,而且实施蚀刻处理,除去与该开口部对应的非感光性树脂或无机材料,由此形成接触孔31。
与此相反,层间绝缘膜30由感光性树脂构成的情况下,不需要抗蚀剂膜,对层间绝缘膜30本身依次实施热处理、曝光处理及显像处理,由此形成接触孔31。
接着,如图1(b)所示,在层间绝缘膜30上形成像素电极材料(第1电极材料)41和第1隔壁材料(第1隔壁材料)42(在层间绝缘膜上使第1电极材料和第1隔壁材料顺序成膜的工序)。
其中,形成像素电极材料41和第1隔壁材料42时,不进行像素电极41的图案形成,使像素电极材料41和第1隔壁材料42连续地成膜。
像素电极材料41采用ITO等的透明性金属。另外,除此以外,可以使用例如氧化铟·氧化锌系非结晶形透明导电膜(Indium ZincOxide:IZO/I·Z·O(注册商标))(出光兴产社制)等。另外,在本实施方式中采用ITO。另外,在顶部发射型的情况下,特别是不必采用具备光透过性的材料,例如也可以在ITO的下层侧设A1等作为反射层使用。
另外,作为第1隔壁材料42的材料,采用具有亲液性的材料,在本实施方式中,采用硅氧化物。另外,这里所说的亲液性是指相对于其后涂布的液体材料比第2隔壁材料(后述)具有相对的亲液性。
作为使这样的像素电极材料41及第1隔壁材料42成膜的方法适宜采用真空成膜法。
然后,如图1(c)所示,使像素电极材料41和第1隔壁材料42图案形成,形成像素电极(第1电极)41a和第1隔壁42a(用相同形状的掩模使第1电极材料及第1隔壁材料图案形成而形成第1电极和第1隔壁的工序)。
这里,参照图3详述像素电极材料41和第1隔壁材料42的图案形成。图3是表示图1(c)中的层间绝缘膜30、像素电极材料41及第1隔壁材料42的主要部分的图,是通过蚀刻直至形成像素电极41a及第1隔壁42a的工序图。另外,在图3中,未图示接触孔31,但是在未图示部分中形成接触孔31,借助于该接触孔31漏电极25D与像素电极材料41连接。
如图3(a)所示,首先,形成掩模(相同形状的掩模)PR。通过对于由旋转涂布法涂布形成的抗蚀剂膜实施热处理、曝光处理及显像处理形成该掩模PR。
接着,如图3(b)所示,残留掩模PR,同时对像素电极材料41及第1隔壁材料42实施蚀刻处理,形成像素电极41a及第1隔壁42a。
这里,作为蚀刻处理的方法,可以使用湿式蚀刻法或干式蚀刻法。在湿式蚀刻法中,作为除去第1隔壁材料42的硅氧化物的蚀刻液适宜采用以氢氟酸(HF)为主体的蚀刻液。另外,作为除去像素电极材料41的ITO的蚀刻液适宜采用王水。
在这样的湿式蚀刻法中,浸渍在HF的蚀刻液中使第1隔壁材料42图案形成后,洗涤层间绝缘膜30的上面和像素电极材料41的上面,其后,浸渍在王水中,使像素电极41a图案形成。
另外,在干式蚀刻法中,通过使第1隔壁材料42在氟系气体的等离子体中曝露,除去第1隔壁材料42。
另外,在除去像素电极材料41的ITO的干式蚀刻法中,可以使用HBr、HI等的卤化物的气体。
在这样的干式蚀刻法中,由于可以在同一室内一边改变蚀刻气体,一边处理,所以可以统一形成第1隔壁42a及像素电极41a。另外,图3(b)所示的第1隔壁42a及像素电极41a的侧部的形状是被挖下E生成的形状,但是,使用干式蚀刻法中的各向异性蚀刻法(RIE),可以恰当地控制侧部的形状。
另外,在图3(b)中,由于残留掩模PR是重要的,所以优选在不使用将会除去掩模PR那样的气体、例如氧气的等离子体中进行干式蚀刻法。
然后,如图3(c)所示,除去掩模PR,像素电极41a及第1隔壁42a的图案形成结束。
以下返回到图1,继续说明有机EL装置的制造方法。
如图1(d)所示,除去第1隔壁42a的一部分、露出像素电极41a、形成电极露出部41b(除去第1隔壁的一部分露出第1电极的工序)。
这里,在第1隔壁42a上形成未图示的掩模,与该掩模的图案相对应蚀刻第1隔壁42a,形成电极露出部41b。作为第1隔壁42a的蚀刻方法,适宜采用如上述那样的湿式蚀刻法、干式蚀刻法。另外,由这样的蚀刻法,在第1隔壁42a上形成隔壁侧部42b。该侧壁部42b优选以所定的角度比电极露出部41b的表面更倾斜。
由这样的图1(a)~(d)所述的制造方法完成有机EL装置用基板2。接着,参照图1(e)及图2,说明依次形成第2隔壁和发光功能层而形成有机EL装置的方法。
如图1(e)所示,在有机EL装置用基板2上,以被覆层间绝缘膜30及第1隔壁42a的上方的形态形成第2隔壁45(在层间绝缘膜上和第1隔壁材料上形成第2隔壁的工序)。另外,该第2隔壁45在形成电极露出部41b的状态下形成(露出第1电极后形成第2隔壁的工序)。
这里,第2隔壁45的形成方法是通过全面形成第2隔壁45的材料后、形成与像素电极41a对应的开口部45a那样进行。
作为这样的第2隔壁45的材料适宜的是丙烯酸树脂和聚酰亚胺等有机物,另外采用非感光性树脂和感光性树树脂。另外,使这样的有机物成膜的情况下,适宜采用湿式成膜法。作为湿式成膜法,旋转涂布法、浸渍法、狭缝涂布法等起作用。在这样的湿式成膜法中,更适宜采用旋转涂布法,可以以均匀的膜厚成膜。另外,成膜后,实施热处理以进行树脂的固化。
另外,优选第2隔壁45的材料和层间绝缘膜30的材料相同。或者优选以相同的有机材料形成。如果是这样,材料间的密接力提高,同时由于热膨胀系数也大体相同,可以成为对于热应力和机械应力稳定的结构。
另外,开口部45a的形成方法,在第2隔壁45由非感光性树脂构成的情况下和由感光性树脂构成的情况下,其处理是不同的。
首先,在非感光性树脂该情况下,由使用抗蚀剂膜的蚀刻处理实施图案形成。具体地说,在第2隔壁45上涂布形成抗蚀剂膜后,实施热处理、曝光处理、显像处理,形成掩模开口部,而且实施蚀刻处理,除去与该开口部对应的非感光性树脂,由此形成开口部45a。
与此相反,第2隔壁45由感光性树脂构成的情况下,不需要抗蚀剂膜,对第2隔壁45本身依次实施热处理、曝光处理及显像处理,由此形成开口部45a。
另外,当形成这样的开口部45a时,优选露出第1隔壁42a的隔壁侧部42b和第1隔壁上部42c。通过这样,在后述工序中使用喷墨法(液滴喷出法)的情况下,可以使液滴适当地湿润扩展到第1隔壁42a附近。
另外,通过形成开口部45a,在像素电极41a上就形成由第1隔壁42a和第2隔壁45围绕的液滴接受部46。另外,对液滴接受部46实施O2等离子体处理和CF4等离子体处理等,使像素电极41a亲液化,使第2隔壁45疏液化。由此,可以将由喷墨法喷出的液体材料存留在液滴接受部46中,同时使液体材料恰当地湿润扩展到液滴接受部46内。
然后,如图2所示,形成发光功能层47及阴极53,借助于密封树脂(未图示)粘合基材10和密封基板56,由此完成了有机EL装置1。这里,在基材10及密封基板56之间粘贴可以吸收密封基板56的内面的水分和氧的吸气剂55。另外,其空间部填充氮气,成为氮气填充层54。在这样的构成下,可以抑制水分和氧渗透到有机EL装置1的内部,由此可以谋求有机EL装置1的长寿命化。这样的有机EL装置1成为从基材10侧取出发光的光的所谓底部发射型有机EL装置。另外,作为密封树脂材料优选采用与第2隔壁45的材料或层间绝缘膜30的材料相同的材料。或者优选以相同的有机材料形成。如果是这样,材料间的密接力提高,同时由于热膨胀系数也大体相同,可以成为对于热应力和机械应力稳定的结构。
以下,说明发光功能层47的各构成及阴极53。
发光功能层47成为由像素电极41a侧向着阴极53层叠空穴注入层50、发光层51和电子注入层52的构成。
作为空穴注入层50的形成材料特别适宜使用3,4—聚乙烯二羟基噻吩/聚苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的分散液,即将3,4—聚乙烯二羟基噻吩分散在作为分散溶剂的聚苯乙烯磺酸中,再将其分散在水中的分散液。
另外,作为空穴注入层50的形成材料不限定于上述的材料,可以使用各种材料。可以使用例如将聚苯乙烯、聚吡咯、聚苯胺、聚乙炔和其衍生物等分散在适宜的分散溶剂例如上述的聚苯乙烯磺酸中的产物等。
作为用于形成发光层51的材料,可以使用能够使萤光或磷光发光的公知的发光材料。另外,对多个像素电极41a的每个设R(红)、G(绿)、B(蓝)的各色发光层51,成为可全色显示的有机EL装置。
作为发光层51的形成材料,具体而言,适宜使用聚芴衍生物(PF)、聚对亚苯基亚乙烯基衍生物(PPV)、聚亚苯基衍生物(PP)、聚对亚苯基衍生物(PPP)、聚乙烯咔唑(PVK)、聚噻吩衍生物、聚甲基苯基硅烷(PMPS)等聚硅烷系等。另外,也可以在这些高分子材料中,掺杂苝系色素、香豆素系色素、若丹明系色素等高分子系材料和红荧烯、紫苏烯、9,10-二苯基蒽、四苯基丁二烯、尼罗红、香豆素6、喹吖酮等低分子材料而使用。
另外,作为红色的发光层51的形成材料,可以使用例如MEHPPV(聚(3-甲氧基6-(3-乙基己基)对亚苯基亚乙烯酯),作为绿色的发光层51的形成材料,可以使用例如聚二辛基芴和F8BT(二辛基芴和苯并二唑的交替共聚物)的混合溶液,作为蓝色的发光层51的形成材料,可以使用例如聚二辛基芴。另外,在这样的发光层51中对其厚度不作特别的限制,可以调整对每种颜色较佳的膜厚。
电子注入层52在发光层51上形成。该电子注入层52的材料可以根据发光层51的各种材料适当选择。作为具体的材料适宜使用作为碱性金属的氟化物:LiF(氟化锂)、NaF(氟化钠)、KF(氟化钾)、RbF(氟化铷)、CsF(氟化铯)等和/或碱金属的氧化物:Li2O(氧化锂)、Na2O(氧化钠)等。另外,作为该电子注入层52的厚度,优选取为0.5nm~10nm左右。
阴极53具有比电子注入层52的总面积大的面积,以覆盖电子注入层的方式形成,由设在电子注入层52上的低功函数的金属构成的第1阴极和由设在该第1阴极上、保护该第1阴极的第2阴极构成。作为形成第1阴极的低功函数的金属特别优选的功函数是3.0eV以下的金属,具体而言,适宜使用Ca(功函数为2.6eV)、Sr(功函数为2.1eV)、Ba(功函数为2.5eV)。为了覆盖第1阴极,保护其不受氧和水分的侵害,同时提高阴极53全体的导电性而设第2阴极。作为该第2阴极的形成材料,只要是化学上稳定、功函数比较低,就不作特别的限定,可以是任意的,例如使用金属或合金等,具体地说,适宜使用Al(铝)或Ag(银)等。
另外,上述构成的有机EL装置1具有底发射型的结构,但是对此不作限定。该有机EL装置1也可以在从密封基板56侧取出发光的光的所谓顶部发射型中适用。
在顶部发射型有机EL装置的情况下,由于是从作为基材10的对向侧的密封基板56侧取出发光的光的构成,所以可以使用透明基板及不透明基板的任一种。作为不透明基板,可以举出例如除了对氧化铝等的陶瓷、不锈钢等的金属片实施表面氧化等绝缘处理的以外,还有热固化性树脂、热可塑性树脂等。
如上所述,由于本实施方式具有在层间绝缘膜30上使像素电极材料41和第1隔壁材料42顺序成膜的工序、用掩模PR使像素电极材料41及第1隔壁材料42图案形成而形成像素电极41a和第1隔壁42a的工序,和在层间绝缘膜30上及第1隔壁42a上形成第2隔壁45的工序,所以用于使像素电极41a图案形成的抗蚀剂掩模和像素电极材料41保持为非接触状态。因此,可以防止由该抗蚀剂掩模的残留物造成的对像素电极41a的污染。因此,由于可以在具有清洁的表面状态的像素电极41a上形成空穴注入层50和发光层51等的发光功能层47,所以发光功能层47的可靠性提高,可以提供良好的有机EL装置1。
另外,层间绝缘膜30优选由有机材料构成。由于该情况下可以由湿式成膜法形成层间绝缘膜30,所以与真空成膜法相比较,可以由简单的设备以低制造成本进行成膜。另外,用真空成膜法难以厚膜化,而如果由湿式成膜法容易达到厚膜化。
另外,由于第1隔壁材料42成膜之前、在层间绝缘膜30上形成像素电极材料41,所以由像素电极材料41可以保护层间绝缘膜30。因此,即使用等离子体CVD法使第1隔壁材料42成膜,层间绝缘膜30本身也不会在等离子体下曝露,所以可以防止对该层间绝缘膜30的等离子体损坏,稳定地形成第1隔壁材料42。
另外,通过仅在像素电极41a上形成第1隔壁42a,与有机材料连接的像素电极41a及第1隔壁42a的总计面积比现有技术少。因此在制造过程中或者完成体的状态下层间绝缘膜30上发生应力的情况下,由于应力降低,所以可以抑制破损和剥离等的发生。
另外,由于层间绝缘膜30和第1隔壁42a保持为非接触,所以不会发生现有技术中成为问题的层间绝缘膜30和第1隔壁42a的接合面上的剥离。
另外,作为第2隔壁材料45采用有机材料,由于层间绝缘膜30和第2隔壁45都由有机材料构成,所以可以实现该层间绝缘膜30和第2隔壁45的密接性的提高。而且,由于在该结构中相同程度硬度的有机材料接触而构成,所以还可以实现有机EL装置1的强度的提高。
另外,由于即使用等离子体CVD等的方法形成第1隔壁材料42、进行该过程时层间绝缘膜30也不露出,所以该层间绝缘膜30的有机材料不会由等离子体损坏而被蚀刻,也就可以防止伴随有机材料的蚀刻的制造装置的污染。
另外,由于现有技术中在由层间绝缘膜30及像素电极材料41构成的多层膜上形成第1隔壁材料42,所以该第1隔壁材料42的蚀刻控制性困难,而本实施方式中仅在像素电极材料41上形成第1隔壁42a,所以可以得到良好的蚀刻控制性,可以控制面内的第1隔壁42a的蚀刻速率的不均匀化。
另外,在层间绝缘膜30上可以使像素电极材料41和第1隔壁材料42依次成膜,以掩模PR图案形成,因而不必使像素电极材料41和第1隔壁材料42的各个材料图案形成,可以达到工序的简单化。
而且,在这样的制造方法中,在像素电极41a上形成由第1隔壁42a和第2隔壁45构成的液滴接受部46。而且,通过使用喷墨法,使发光功能层47的液体材料液滴化、喷到液滴接受部46,从而在液滴接受部46内可以形成发光功能层47。
另外,由于具有除去第1隔壁42a的一部分而露出像素电极41a的工序,所以通过用液滴喷出法将发光功能层47的液体材料向像素电极41a喷出,使液体材料弹落在电极的露出部41b,就可以形成发光功能层47。
另外,由于形成第2隔壁45的工序在基材10上全面形成第2隔壁45的材料后、在与像素电极41a相应的部分上形成开口部45a,所以在与像素电极41a对应的部分上就可以形成液滴接受部46。
另外,由于在形成电极露出部41b后形成第2隔壁45,所以在电极露出部41b上可以实施第2隔壁45的材料的全面涂布及开口部45a的形成。由此在形成开口部45a后可以确实露出电极露出部41b。
另外,由于相应于在第1隔壁材料42上形成的掩模PR的形状使像素电极材料41及第1隔壁材料42统一图案形成而形成第1隔壁42a及像素电极41a,所以可以形成与掩模PR的形状对应的第1隔壁42a及像素电极41a。另外,由于由统一图案形成来形成第1隔壁42a及像素电极41a,所以可以达到工序数的简化。另外,由于用该方法不以第1隔壁42a作为掩模,所以使像素电极材料41图案形成时的湿式蚀刻液或蚀刻气体与第1隔壁42a的上面不接触。因此,就可以防止湿式蚀刻液或蚀刻气体对第1隔壁42a的上面的影响。
另外,上述有机EL装置1的制造方法的特征在于,使用干式蚀刻法进行像素电极材料41和第1隔壁材料42的图案形成,形成第1隔壁42a及像素电极41a。
由于使用这样的干式蚀刻法,不发生起因于湿式工序的层间绝缘膜30的膨胀,所以可以防止层间绝缘膜30的应力的发生。
另外,在现有技术中用等离子体CVD法形成第1隔壁材料42的情况下,有第1隔壁42a和层间绝缘膜30容易剥离、导致真空容器内的污染的问题,但本实施方式不是在成膜工序而是在图案形成工序进行干式蚀刻(等离子体处理),所以不会导致起因于上述膜的剥离的真空容器内的污染。
另外,由上述制造方法可以制造有机EL装置1。另外,也可以制造有机EL装置用基板2。其与上述制造方法发挥同样的效果。
(有机EL装置的制造方法的第2实施方式)
以下参照图4及图5说明有机EL装置的制造方法的第2实施方式。
其中,图4(a)~(d)是用于说明有机EL装置的制造方法的工序图,图5是用于详细地说明图4(a)的图。
另外,在本实施方式中,说明与前面所述的第1实施方式不同的部分。因此对相同的构成赋予相同的符号,简化其说明。
首先,如图4(a)所示,在基材10上形成薄膜晶体管20和层间绝缘膜30后,使像素电极材料41及第1隔壁材料42连续成膜。另外,通过使像素电极材料41及第1隔壁材料42图案形成形成像素电极41a及第1隔壁42a。
这里,参照图5详述像素电极材料41及第1隔壁材料42的图案形成。图5是表示图4(a)中的层间绝缘膜30、像素电极材料41及第1隔壁材料42的主要部分的图,是通过蚀刻直至形成像素电极41a及第1隔壁42a的工序图。另外,在图5中,未图示接触孔31,但是在未图示部分中形成接触孔31,借助于该接触孔31漏电极25D与像素电极材料41连接。
首先,如图5(a)所示,在第1隔壁材料42上形成掩模PR。
接着,如图5(b)所示,与掩模PR的形状相对应,蚀刻第1隔壁材料42,形成第1隔壁42a。
接着,如图5(c)所示,除去掩模PR,形成在像素电极材料41上仅残留第1隔壁42a的状态。
接着,如图5(d)所示,以第1隔壁42a作为掩模(相同形状的掩模),与第1隔壁42a的形状相对应,蚀刻像素电极材料41,形成像素电极41a。
按照这样进行,可以与第1实施方式同样形成像素电极41a及第1隔壁42a。
以下返回图4,继续说明有机EL装置的制造方法。
如图4(b)所示,按照被覆层间绝缘膜30和第1隔壁材料42的上面的方式形成第2隔壁45(在层间绝缘膜上及第1隔壁材料上形成第2隔壁的工序)。另外,在像素电极41a是非露出状态下形成该第2隔壁45。
然后,如图4(c)所示,除去第1隔壁42a的一部分、露出像素电极41a、形成电极露出部41b(除去第1隔壁的一部分露出第1电极的工序)。
这里,第2隔壁45的开口部45a具有作为掩模的功能,与该掩模的图案相对应,蚀刻第1隔壁材料42,形成电极露出部41b(形成第2隔壁后露出第1电极的工序)。
通过这样的工序,不仅形成电极露出部41b,而且露出隔壁侧部42b。因此,形成液滴接受部46。
然后,如图4(d)所示,使第2隔壁45后退,扩展开口部45a的开口面积45b(露出第1电极后、扩展第2隔壁开口面积的工序)。
这里,对于使第2隔壁后退,可以采用公知的蚀刻处理。例如适宜是在蚀刻液浸渍或氧等离子体处理。
如此使第2隔壁45后退时、露出第1隔壁上部42c,所以可以使喷出的液滴恰当地湿润扩展到接受部46内。
如上所述,在本实施方式中,以第2隔壁45作为掩模、在与开口部45a相当的位置上使第1隔壁42a图案形成,露出像素电极41a,由此,可以不要仅用于露出像素电极41a的掩模、例如抗蚀剂掩模,减少了掩模。从而,可以达到制造工序的简单化。
另外,由于形成电极露出部41b后扩展第2隔壁的开口面积45b,所以由第2隔壁45被覆的第1隔壁上部42c露出,该第1隔壁42a的露出面积变大。从而,用液滴喷出法向液滴接受部46涂布形成发光功能层的液体材料的情况下,液体材料与第1隔壁42a的接触面积变大。即,液体材料可以适宜地湿润扩展到具有亲液性的第1隔壁42a上,可以确实地实施液体材料和第1电极41a的接触。另外,使第1隔壁42a和第2隔壁45图案形成时,必须分别有用于使抗蚀剂掩模曝光的曝光掩模。在以往的情况下,需要将用于第1隔壁42a的曝光图案和用于第2隔壁45的曝光图案合起来,控制第1隔壁上部42c。在本发明中,由于不用抗蚀剂掩模,所以可以自己配合控制第1隔壁上部42c。因此,液体材料可以适宜地湿润扩展到具有亲液性的第1隔壁42a及像素电极41a上,可以确实地实施液体材料和第1电极41a的接触。
另外,与在第1隔壁材料42上形成的掩模PR相对应,使第1隔壁材料42图案形成而形成第1隔壁42a,以该第1隔壁42a作为掩模使像素电极材料41图案形成而形成像素电极41a,因而可以形成与掩模PR的形状相对应的第1隔壁42a,可以形成与第1隔壁42a的形状相对应的像素电极41a。由此,用相同形状的掩模可以形成第1隔壁42a和像素电极41a。
另外,在上述第1实施方式及第2实施方式中,在层间绝缘膜30上形成像素电极41a,但是也可以在该层间绝缘膜上形成可以提高层间绝缘膜30及像素电极41a的密接性的密接性赋予膜。作为该密接性赋予膜适宜采用Ti或Mo等的金属膜。按照这样,由于密接性赋予膜可以使层间绝缘膜30和像素电极41a确实密接,所以可以实现有机EL装置1和有机EL装置用基板2的强度的提高。
(电子机器)
以下,说明具备上述实施方式的有机EL装置的电子机器的例子。
图6(a)是移动电话机的一例的立体图。在图6(a)中,符号500表示移动电话机主体,符号501表示具备有机EL装置的显示部。
图6(b)是表示文字处理机、个人电脑等的便携式信息处理装置一例的立体图。在图6(b)中,符号600表示信息处理装置,符号601表示键盘等输入部,符号603表示信息处理装置主体、符号602表示具备有机EL装置的EL显示部。
图6(c)是手表型电子机器的一例的立体图。在图6(c)中,符号700表示钟表主体,符号701表示具备有机EL装置的EL显示部。
由于图6(a)~(c)表示的电子机器具备上述实施方式所示的有机EL装置,所以成为显示特性良好的电子机器。
另外,作为电子机器不限定于上述电子机器,可以适用于各种电子机器。例如可以适用于具备台型计算机、液晶投影仪、多媒体对应的个人电脑(PC)及工程技术·工作站(EWS)、寻呼机、文字处理机、电视、探视器型和监视直视型视频信号记录器、电子笔记本、台式电子计算机、汽车驾驶导航装置、POS终端、触摸板的装置等的电子机器。
Claims (11)
1.一种有机电致发光装置的制造方法,是在第1电极上方具备以第1隔壁及第2隔壁围绕的发光功能层的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,具有:
在层间绝缘膜上使第1电极材料成膜,并覆盖该第1电极材料使第1隔壁材料成膜的工序;
用相同形状的掩模使上述第1电极材料及上述第1隔壁材料图案形成而形成上述第1电极和上述第1隔壁的工序;和
在上述层间绝缘膜上及上述第1隔壁材料上形成上述第2隔壁的工序。
2.根据权利要求1所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,层间绝缘膜是有机材料。
3.根据权利要求1所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,还具备除去上述第1隔壁的一部分、露出上述第1电极的工序。
4.根据权利要求1所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,通过在基材上全面形成第2隔壁材料后,在上述第2隔壁材料与上述第1电极相应的部分上形成开口部,进行形成上述第2隔壁的工序。
5.根据权利要求3所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,露出上述第1电极后,形成上述第2隔壁。
6.根据权利要求3所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,形成上述第2隔壁后,露出上述第1电极。
7.根据权利要求6所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,露出上述第1电极后,扩展第2隔壁的开口面积。
8.根据权利要求1所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,相应于在上述第1隔壁材料上形成的掩模,使上述第1隔壁材料图案形成而形成第1隔壁,以该第1隔壁作为掩模,使上述第1电极材料图案形成而形成第1电极。
9.根据权利要求1所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,相应于在上述第1隔壁材料上形成的掩模的形状,使上述第1电极材料及上述第1隔壁材料统一图案形成,形成上述第1隔壁及上述第1电极。
10.根据权利要求8或权利要求9所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,使用干式蚀刻法进行上述第1电极材料和上述第1隔壁材料的图案形成,形成上述第1隔壁及上述第1电极。
11.根据权利要求1~权利要求9的任一项所述的有机电致发光装置的制造方法,其特征在于,在上述层间绝缘膜上形成可以赋予上述层间绝缘膜和上述第1电极以密接性的密接性赋予膜。
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