CN101118381A - 制造图案化颜色转换层的方法、以及使用通过该方法获得的颜色转换层制造颜色转换滤光器和有机el显示器的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的一个目的是提供一种在不会对通过诸如蒸镀法等干法工艺形成的颜色转换层造成任何损害的情况下制造带预定图案的颜色转换层以实现大比例和高清晰度的方法。公开了一种制造图案化的颜色转换层的方法，该方法包括以下步骤：依次在基板上形成蚀刻停止层、使用蒸镀法的颜色转换层、保护层和透明掩模层；使在透明掩模层上形成的抗蚀剂层具有预定图案；将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；去除图案化的抗蚀剂层；以及将图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有所述图案。

Description

制造图案化颜色转换层的方法、以及使用通过该方法获得的颜色转换层制造颜色转换滤光器和有机EL显示器的方法
相关申请的交叉参考
本申请基于2006年8月3日提交的日本专利申请No.2006-212232，并要求其优先权，该申请的内容合并在此作为参考。
发明背景
1.发明领域
本发明涉及一种图案化由蒸镀法形成的颜色转换层的方法。本发明还涉及颜色转换滤光器和有机EL显示器，该滤光器和显示器使用通过该图案化方法获得的颜色转换层。通过本发明该方法获得的颜色转换滤光器和有机EL显示器可以在安装在个人计算机、文字处理器、电视机、传真机、音频设备、录像机、车用导航设备、电子计算器、电话机、移动终端、工业仪器和其他装备内的多色发光有机EL设备中使用。
2.相关技术的描述
近些年来，对有机EL设备的实际应用已经做出了积极的研究。期望能在低电压下获得高电流密度的有机EL设备能够实现高亮度和高效率。期望有机多色EL显示器可以实现高清晰度多色或全色显示。已经提出了一种用有机EL显示器获得多色或全色的方法(专利文献1至3)，它是一种使用图案化颜色转换膜和有机EL设备的颜色转换方法，而该有机EL设备包括多个独立的发光元件并且发射单色光。颜色转换膜包括吸收短波长区的光并将其转换成较长波长区的光的一种或多种颜色转换材料。用于形成颜色转换膜的方法也有所研究，在其中经由诸如蒸镀法或溅射法之类的干法工艺来沉积颜色转换材料。
在一种用于将通过使用诸如蒸镀法或溅射法之类的干法工艺沉积颜色转换材料而形成的颜色转换层图案化的方法中，通常采用一种在其中使用金属掩模来沉积带有预定图案的颜色转换材料的方法。
在另一种用于实现多色或全色有机EL显示的方法中，已经研究出所谓的“图案化RGB方法”，其中形成发出不同的颜色(例如，三原色：红(R)、绿(G)和蓝(B))的多种有机EL发光元件。在这种已研究的用于形成带有预定图案的多种有机EL发光元件的方法中，使用抗蚀剂掩模来对包括通过诸如蒸镀法等干法工艺形成的有机EL层和电极的叠层结构进行干法蚀刻(专利文献4至6)。
〔专利文献1〕
日本待审查专利申请公开No.2002-75643以及相应的美国专利申请No.US 2001/0043043 A1
〔专利文献2〕
日本待审查专利申请公开No.2003-217859以及相应的美国专利No.6,781,304 B2
〔专利文献3〕
日本待审查专利申请公开No.2000-230172
〔专利文献4〕
日本待审查专利申请公开No.H9-293589以及相应的美国专利No.5,953,585
〔专利文献5〕
日本待审查专利申请公开No.2000-113981
〔专利文献6〕
日本待审查专利申请公开No.2000-113982以及相应的美国专利No.6,120,338
然而，发现扩展所形成的颜色转换层的面积以借助利用金属掩模的蒸镀法来形成颜色转换层是很困难的。此外，该方法目前就要达到形成高清晰度图案的极限。
同样，在上述“图案化RGB方法”中的形成带有预定图案的多种有机EL发光元件的的使用抗蚀剂掩模的干法蚀刻技术中，抗蚀剂掩模必须被去除以消除残余抗蚀剂对所得显示器的光学性能的不利影响。去除抗蚀剂掩模的工艺可以在干法蚀刻工艺后蒸镀膜的侧边暴露于周围环境的条件下执行。结果，没有任何粘合剂的蒸镀膜在利用诸如氧等离子体灰化的干法工艺或利用带溶剂的湿法工艺来去除抗蚀剂掩模的过程中遭受一定程度的损害。
发明概述
因此本发明的一个目的是提供一种在不会对通过诸如蒸镀法等干法工艺形成的颜色转换层造成任何损害的情况下制造带预定图案的颜色转换层以实现大比例和高清晰度的方法。本发明的另一目的是提供一种利用该制造图案化颜色转换层的方法来制造颜色转换滤光器的方法。本发明的又一个目的是提供一种利用该制造图案化颜色转换层的方法来制造有机EL显示器的方法。
为了实现上述目的，根据本发明的第一实施例包括以下步骤：
(a)在基板上形成蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在该蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖该颜色转换层的保护层；
(d)在该保护层上形成透明掩模层；
(e)在该透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使该抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；
(h)去除该图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将该图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有上述图案。
蚀刻停止层可由含有从由铟、锌、铝、锆和钛组成的组中选出的一种元素的氧化物形成。透明掩模层可由含铟或锌的氧化物形成。颜色转换层的厚度至多为1μm。保护层可由各自透明的氧化硅、氮化硅或氮氧化硅形成。步骤(i)可通过反应离子蚀刻法来进行。
作为根据本发明的第二实施例的方法的一种制造颜色转换滤光器的方法包括以下步骤：
(a-1)在基板上形成一种或多种滤色器层；
(a-2)形成覆盖该滤色器层的蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在该蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖该颜色转换层的保护层；
(d)在该保护层上形成透明掩模层；
(e)在该透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使该抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；
(h)去除该图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将该图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有上述图案。
作为根据本发明的第三实施例的方法的一种制造有机EL显示器的方法包括以下步骤：
(a-1)形成多个开关元件、以一一对应的方式与所述多个开关元件分别连接的多个电极元件的反射电极，并在反射电极上形成有机EL层；
(a-2)在该有机EL层上形成单片透明电极；
(a-3)在该透明电极上形成蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在该蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖该颜色转换层的保护层；
(d)在该保护层上形成透明掩模层；
(e)在该透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使该抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；
(h)去除该图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将该图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有上述图案。
或者，步骤(a-2)和(a-3)可用在有机EL层上形成同时用作单片透明电极并由含铟或锌的氧化物形成的蚀刻停止层的步骤(a-4)代替。
通过本发明的上述组成，可以在通过诸如蒸镀法等干法工艺沉积的颜色转换层上形成图案以提供图案化的颜色转换层。通过用以形成图案的抗蚀剂层和用以干法蚀刻的掩模之间的功能分离，在所形成的大面积层和所形成的高清晰度图案之间实现了相容。由透明材料制成的掩模消除了在干法蚀刻之后去除掩模的需要，并避免了对所得的图案化颜色转换层的损害。此种制造图案化颜色转换层的方法对制造颜色转换滤光器和制造有机EL显示器的应用也呈现出相同的效果。
附图简述
图1(a)至1(e)示出了一种图案化颜色转换层的制造工艺，该工艺是根据本发明的第一实施例并且示出了该制造工艺中的各个按序步骤；
图2示出了通过根据本发明的第二实施例获得的颜色转换滤光器；以及
图3示出了通过根据本发明的第三实施例获得的有机EL显示器。
(符号描述)
10：基板
20：蚀刻停止层
30：颜色转换层
40：保护层
50：透明掩模层
60：抗蚀剂层
70：覆盖层
100(100a、100b和100c)：滤色器层
200：TFT电路
210：反射电极
220：有机EL层
230：透明电极
300：平坦化绝缘体层
310：绝缘层
发明详述
根据本发明的第一实施例的一种制造图案化颜色转换层的方法包括以下步骤：
(a)在基板上形成蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在该蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖该颜色转换层的保护层；
(d)在该保护层上形成透明掩模层；
(e)在该透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使该抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；
(h)去除该图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将该图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有上述图案。
如下将参考图1描述该实施例。
图1(a)示出了步骤(d)之后的状态，其中蚀刻停止层20、颜色转换层30、保护层40和透明掩模层50的各层层叠在基板10上并且未被图案化。尽管取决于期望的实践，但是在该实施例中的基板10优选地由透明自支承(self-supporting)材料制成。用于形成基板10的较佳材料包括玻璃和聚合物材料，其中后者可选自：诸如二乙酰基纤维素、三乙酰基纤维素(TAC)、丙酰基纤维素、丁酰基纤维素、乙酰丙酰基纤维素和硝基纤维素之类的纤维素酯；聚酰胺；聚碳酸酯；诸如聚对苯二甲酸乙二酯、聚萘二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯醇、聚对苯二甲酸-1，4-环己二甲酯、聚-1，2-二苯氧基乙烷-4，4’二羧酸乙二酯(polyethylene-1，2-diphenoxyethane-4，4’-dicarboxylate)的聚酯；聚苯乙烯；诸如聚乙烯、聚丙烯和聚甲基戊烯的聚烯烃；诸如聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸树脂；聚砜；聚醚砜；聚醚酮；聚醚酰亚胺；聚氧乙烯；以及降冰片烯树脂。
基板10在由聚合物形成时可以是刚性或柔性的。基板10是“透明的”意味着基板呈现出对可见光的不低于80％，优选地不低于86％的透射率。
在步骤(a)中，形成蚀刻停止层20。在对颜色转换层30和保护层40的干法蚀刻过程中，蚀刻停止层20停止该蚀刻过程或者呈现出比颜色转换层30和保护层40更慢的蚀刻速度(即，呈现出更高的选择性因数)。因为进入颜色转换层30或离开颜色转换层30的光都通过蚀刻停止层20，所有期望该蚀刻停止层20是透明的。当通过使用含氟蚀刻气体的反应离子蚀刻(RIE)技术进行对颜色转换层30和保护层40的干法蚀刻时，蚀刻停止层20可由含有从由铟、锌、铝、锆和钛组成的组中选出的一种或多种元素的氧化物形成，虽然具体材料取决于该干法蚀刻工艺的条件。较佳的氧化物包括氧化铟、氧化锌、氧化铟锌(IZO)氧化铟锡(ITO)的透明导电氧化物以及Al2O3、ZrO2和TiO2的氧化物。蚀刻停止层20可通过利用本领域内已知任何合适技术(诸如溅射或CVD)来沉积含有铟或锌的氧化膜而形成。为了停止干法蚀刻过程并保护在蚀刻停止层下形成的膜，本发明中的蚀刻停止层20的厚度在10至100nm的范围中，优选地在30至50nm的范围中。
在步骤(b)中，在蚀刻停止层20上形成颜色转换层30。在此实施例中的颜色转换层30是由一种或多种颜色转换染料形成的。颜色转换层30的厚度优选地至多为1μm，更为优选地范围在200nm至1μm。颜色转换层30由干法工艺形成，优选地由蒸镀法(包括电阻加热和电子束加热)形成。当颜色转换层30由多种颜色转换染料形成时，可以采取在其中按预定比例混合这些颜色转换染料材料以制备初步混合物，并使用这些初步混合物进行共蒸镀的工序。还可以采取的另外一个工序是将多种染料安排在不同的地方并且单独加热每种染料以进行共蒸镀。如果颜色转换染料在诸如蒸镀速度和蒸气压力之类的材料性质上存有巨大不同，则更具体地是后一种工序更高效。可用于形成颜色转换层30的颜色转换染料可以从诸如3-(2-苯并噻唑基)-7-二乙氨基香豆素(香豆素6)，3-(2-苯并咪唑基)-7-二乙氨基香豆素(香豆素7)和香豆素135之类的香豆素染料；诸如溶剂黄43和溶剂黄44的萘二甲酰亚胺(anphthalimide)染料；诸如4-二氰基亚甲基-2-甲基-6-(对二甲基氨基苯乙烯基)-4H-吡喃(DCM-1，(I))、DCM-2(II)和DCJTB(III)的花青染料；诸如若丹明B和若丹明6G的呫吨；诸如嘧啶1的嘧啶染料；4，4-二氟-1，3，5，7-四苯基-4-硼-3a，4a，-二氮杂-s-引达省(indacene)(IV)、lumogen F红和尼罗红(V)中选取。
Figure A20071014138100111
在步骤(c)中，形成覆盖颜色转换层30的保护层40。保护层40保护颜色转换层30不受下述在形成抗蚀剂层60中使用的溶剂的影响，并且不受在图案化该抗蚀剂层60中使用的溶剂和显影剂的影响。期望保护层40在用于图案化颜色转换层30的条件下可去除，并且可以在不引起对颜色转换层30的任何损害的条件下形成。还期望保护层40是透明的，因为保护层40与蚀刻停止层20类似，也要使进入颜色转换层30的光或离开颜色转换层30的光通过。形成保护层40的较佳材料包括诸如氧化硅、氮化硅和氮氧化硅等无机材料。保护层40的形成可通过用诸如CVD法或蒸镀法等干法工艺来沉积这些无机材料而进行。
在步骤(d)中，在保护层40上形成透明掩模层50。透明掩模层50由图案化的抗蚀剂层60的掩模图案化并在随后实际图案化颜色转换层30的干法蚀刻过程中用作掩模。因此，透明掩模层50由在所利用的干法蚀刻的条件下不允许蚀刻前进的材料组成，或者以比颜色转换层30和保护层40慢得多的速度来蚀刻。透明掩模层50也需要使进入颜色转换层30的光或离开颜色转换层30的光通过，所以期望是透明的。当通过使用含氟蚀刻气体的反应离子蚀刻(RIE)技术进行干法蚀刻过程时，透明掩模层50可由含铟或锌的氧化物形成，虽然这取决于用于干法蚀刻颜色转换层30和保护层40的条件。较佳的氧化物包括诸如氧化铟、氧化锌、氧化铟锌(IZO)氧化铟锡(ITO)等透明导电氧化物。透明掩模层50可通过利用本领域内已知任何合适技术(诸如溅射法或CVD法)来沉积含有铟或锌的氧化膜而形成。为了起到步骤(i)中的蚀刻掩模的作用，本发明中透明掩模层50的厚度在10至100nm的范围中，优选地在30至50nm的范围中。
在步骤(e)中，在透明掩模层50上形成抗蚀剂层60以图案化透明掩模层50。抗蚀剂层60可通过利用任何合适技术(通过旋涂、丝网印刷等等)涂覆本领域内已知的负型或正型抗蚀剂材料来形成。随后在步骤(f)中，抗蚀剂层60被图案化以获得如图1(b)所示的图案化的抗蚀剂层60。抗蚀剂层60的图案化取决于所采用的抗蚀剂材料可通过用于获得预定图案的适当的暴露和显影工艺来进行。
在步骤(g)中，使用图案化的抗蚀剂层60的掩模来图案化透明掩模层50。该步骤优选地通过湿法蚀刻工艺执行，但这仍需取决于涉及的材料。当透明掩模层50由含铟或锌的氧化物形成时，例如可将酸溶液(例如，草酸的水溶液)用于蚀刻工艺。随后在步骤(h)中，已用作掩模的抗蚀剂层60被去除以获得如图1(c)所示的具有图案化透明掩模层50的顶层的层叠结构。抗蚀剂层60的去除可以取决于所用材料通过合适的方法(例如，用溶剂或剥离液清洗)来进行。这样，抗蚀剂层60仅在图案化透明掩模层50的过程中使用，并在图案化颜色转换层30(以及保护层40)之前就已被去除。因而，用于抗蚀剂层60的材料无需对干法蚀刻具有抵抗力。抗蚀剂层60的材料可以主要根据提供大面积且高清晰度的期望图案的目标来选取。
在步骤(i)中，使用图案化的透明掩模层50的掩模通过干法蚀刻技术来图案化保护层40和颜色转换层30。进行干法蚀刻以去除在没有图案化的透明掩模层50的区域内的保护层40和颜色转换层30，直到露出蚀刻停止层20并在此时停止。该蚀刻过程形成了如图1(d)所示具有按透明掩模层50的图案的构造的颜色转换层30/保护层40/透明掩模层50的层叠结构。本发明中均为透明的保护层40和透明掩模层50无需在图案化过程完成之后去除。因此能够避免由去除这些层的过程所引起的损害。本发明中的透明掩模层50使用抗蚀剂层60来图案化并且无需具有通过透明掩模层50本身来图案化的功能。因此，透明掩模层50的材料可以主要根据透明度以及对干法蚀刻的抵抗性等因素来选取。
在此干法蚀刻步骤中优选地利用了使用含氟蚀刻气体的反应离子蚀刻，虽然这仍需取决于各层的材料。蚀刻气体包括CF4、CHF3、CClF3、CCl3F、C2F6、C3F8、C3F6、C4F10、NF3、SF6和HF。
在如上所述图案化颜色转换层30之后，可以任选地设置一覆盖层70来覆盖颜色转换层30/保护层40/透明掩模层50的层叠结构以保护否则会暴露在大气中的颜色转换层30的侧面(图1(e))。覆盖层70可以使用与保护层40相同的材料和技术来形成。
可任选地，在本实施例中的步骤(i)之后，可以重复步骤(b)至(i)以在同一基板上形成不同种类的图案化颜色转换层。此处在重复步骤(c)的过程中，新形成的保护层40优选地保护先前被图案化的颜色转换层30(图1(d)，特别是其侧面)以及新形成的不同种类的颜色转换层30。此外可以在需要时重复步骤(b)至(i)任意合适的次数，从而在同一基板上形成各自具有预定图案的期望类型的颜色转换层。
根据本发明的一种制造颜色转换滤光器的方法的第二实施例包括以下步骤：
(a-1)在基板上形成一种或多种滤色器层；
(a-2)形成覆盖该滤色器层的蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在该蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖该颜色转换层的保护层；
(d)在该保护层上形成透明掩模层；
(e)在该透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使该抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；
(h)去除该图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将该图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有上述图案。
在此实施例中，作为光进入通过颜色转换层30和滤色器层100的通路的基板10必须由透明的自支承材料形成。用于形成本实施例中的基板10的较佳材料与用于第一实施例中的基板10的透明材料相同。
在步骤(a-1)中，在基板10上形成一种或多种滤色器层100。图2示出了一个具有三种滤色器层100a、100b和100c的示例。滤色器层100可以使用作为平板显示器的材料的可购得的任何合适的材料并通过适于所涉及材料的涂覆和图案化的已知方法来形成。可任选地，可以在滤色器层上形成平坦化层(图中未示出)以在滤色器层上获得平坦表面。该平坦化层由呈现出对可见光的透射性、电绝缘特性以及对湿气、氧气的阻碍功能的低分子量成分的聚合物材料组成。
在步骤(a-2)中，形成覆盖一种或多种滤色器层100的蚀刻停止层20。可以利用与第一实施例的步骤(a)中相同的材料和方法来进行此实施例中的步骤(a-2)。在此实施例中的蚀刻停止层20的厚度与第一实施例中的值相同。
在这些步骤之后，以与第一实施例中相同的方式进行步骤(b)至(i)以形成图案化的颜色转换层30。该图案化的颜色转换层30在对应于一种或多种滤色器层100之一的位置处形成。在图2的示例中，(例如，用于红色的)颜色转换层30在对应于(例如，用于红色的)滤色器层100a的位置处形成。
可任选地，在本实施例中的步骤(i)之后，可以重复步骤(b)至(i)以在同一基板上形成不同种类的图案化颜色转换层。例如，(例如，用于绿色的)第二颜色转换层可以在对应于(例如，用于绿色的)滤色器层100b的位置处形成。此处在重复步骤(c)的过程中，新形成的保护层40优选地保护先前被图案化的颜色转换层30(图1(d)，特别是其侧面)以及新形成的不同种类的颜色转换层30。此外可以在需要时重复步骤(b)至(i)任意合适的次数，从而在同一基板上形成各自具有预定图案的期望类型的颜色转换层。
在此实施例中，同样可以任选地设置一覆盖层70来覆盖颜色转换层30/保护层40/透明掩模层50的层叠结构以保护否则会暴露在大气中的颜色转换层30的侧面(图2)。覆盖层70可以使用与保护层40相同的材料和技术来形成。
根据本发明的一种制造有机EL显示器的方法的第三实施例包括以下步骤：
(a-1)形成多个开关元件、以一一对应的方式与所述多个开关元件分别连接的多个电极元件的反射电极，并在反射电极上形成有机EL层；
(a-2)在该有机EL层上形成单片透明电极；
(a-3)在该透明电极上形成蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在该蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖该颜色转换层的保护层；
(d)在该保护层上形成透明掩模层；
(e)在该透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使该抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将该图案化的抗蚀剂层用作掩模而使透明掩模层具有上述图案；
(h)去除该图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将该图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法而使保护层和颜色转换层具有上述图案。
或者，步骤(a-2)和(a-3)可用在有机EL层上形成同时用作单片透明电极并由含铟或锌的氧化物形成的蚀刻停止层的步骤(a-4)代替。
基板可由与第一实施例中相同的材料形成。然而在此实施例中的基板10不是光的通路。结果，基板10可由诸如包括硅的半导体材料或陶瓷材料等不透明材料形成。
首先在步骤(a-1)中，在基板10上形成TFT电路200作为开关元件。开关元件可以具有本领域内已知的诸如TFT或MIM之类的结构。TFT电路200可通过已知的合适技术形成。可任选地，可以在除了连接该TFT电路200和反射电极210的部分之外的其他部分形成用以覆盖TFT电路200并在TFT电路上提供平坦表面的平坦化绝缘体膜300。平坦化绝缘体膜300可以使用本领域内已知的材料和方法来形成。
反射电极210定义了本实施例的有机EL显示器的独立发光区域。反射电极由多个电极元件组成，每个电极元件都以一一对应的方式连接至TFT电路200。反射电极210可以通过诸如蒸镀法等干法工艺使用高反射性金属(Al、Ag、Mo、W、Ni、Cr等)、非晶合金(NiP、NiB、CrP、CrB等)或微晶合金(NiAl等)形成。可任选地，可以使用绝缘金属氧化物(TiO2、ZrO2、AlOx等)或绝缘金属氮化物(AlN、SiN等)在反射电极210的电极元件之间的空隙处形成绝缘层310。
随后，在反射电极210上形成有机EL层220。有机EL层220至少包括有机发光层，并且在需要时可包括空穴注入层、空穴输运层、电子输运层和/或电子注入层。更具体地，有机EL层或有机EL器件的结构可从以下层结构中选取。
(1)阳极/有机发光层/阴极
(2)阳极/空穴注入层/有机发光层/阴极
(3)阳极/有机发光层/电子注入层/阴极
(4)阳极/空穴注入层/有机发光层/电子注入层/阴极
(5)阳极/空穴输运层/有机发光层/电子注入层/阴极
(6)阳极/空穴注入层/空穴输运层/有机发光层/电子注入层/阴极
(7)阳极/空穴注入层/空穴输运层/有机发光层/电子输运层/电子注入层/阴极
上述层结构中的阳极和阴极可以是反射电极210或透明电极230中的任一个。
已知材料可用于组成有机EL层220的各层。组成有机EL层220的各层可通过包括蒸镀法在内的本领域内已知的合适方法来形成。为使有机发光层获得蓝至蓝绿色发光而优选使用的材料包括例如诸如苯并噻唑、苯并咪唑和苯并唑等荧光增白剂、金属螯合氧化合物、苯乙烯苯化合物以及芳香类二次甲基化合物等等。
接着在步骤(a-2)中，在有机EL层220上形成透明电极230。透明电极230是单片共用电极。透明电极230可以由选自ITO、氧化锡、氧化铟、IZO、氧化锌、氧化锌铝、氧化锌镓的导电透明金属氧化物以及添加了氟或锑等掺杂物的这些氧化物形成。透明电极230可以经由蒸镀法、溅射法或化学气相沉积(CVD)法来形成；其中优选溅射法。
接着在步骤(a-3)中，在透明电极230上形成蚀刻停止层20。蚀刻停止层20的形成方式与第一实施例步骤(a)中的相同，除了蚀刻停止层20在此实施例中不在基板10上而是在透明电极230上形成的之外。
虽然以上对其中分开设置透明电极230和蚀刻停止层20的情况做出了描述，但是由含铟或锌的氧化物制成的蚀刻停止层20同时还具有透明电极230的功能。即，步骤(a-2)和(a-3)可用在有机EL层上形成同时用作单片透明电极并由含铟或锌的氧化物形成的蚀刻停止层的步骤(a-4)代替。图3示出了这一替换情况的示例，在其中蚀刻停止层20同时起到透明电极230的作用。适用于形成这一替换情况中的蚀刻停止层20/透明电极230的含铟或锌的氧化物包括氧化铟、氧化锌、IZO和ITO。这一替换情况中的蚀刻停止层20/透明电极230的形成方式与第一实施例步骤(a)中的相同，除了该层/电极在此实施例中不在基板10上而在有机EL层220上形成的之外。
在这些步骤之后，以与第一实施例中相同的方式进行步骤(b)至(i)以形成图案化的颜色转换层30。该图案化的颜色转换层30在对应于独立发光区之一的位置处形成。当图3的示例中的颜色转换层30将从有机EL层220发出的光转换成红色光时，由该颜色转换层30提供的位置就变为显示器的红色发光区。
可任选地，在本实施例中的步骤(i)之后，可以重复步骤(b)至(i)以在同一基板上形成不同种类的图案化颜色转换层。例如，可以形成绿色转换层的第二颜色转换层并且可以将该第二颜色转换层的位置用作显示器的绿色发光区。此处在重复步骤(c)的过程中，新形成的保护层40优选地保护先前被图案化的颜色转换层30(图1(d)，特别是其侧面)以及新形成的不同种类的颜色转换层30。此外可以在需要时重复步骤(b)至(i)任意合适的次数，从而可在同一基板上形成各自具有预定图案的期望类型的颜色转换层。
在此实施例中，同样可以任选地设置一覆盖层70来覆盖颜色转换层30/保护层40/透明掩模层50的层叠结构以保护否则会暴露在大气中的颜色转换层30的侧面(图3)。覆盖层70可以使用与保护层40相同的材料和技术来形成。
(示例)
制备好的基板10是尺寸为50×50×0.7mm且在用纯水清洗并烘干之后使用的Corning 1737玻璃。蚀刻停止层20可通过使用普通磁控管溅射装置在该透明玻璃基板上沉积30nm厚的IZO而形成。
随后，其上形成蚀刻停止层20的基板10被传送至蒸镀装置并生成由香豆素6和DCM-2组成的颜色转换层30。膜厚为300nm的颜色转换层通过在蒸镀装置内分开的坩锅中加热香豆素6和DCM-2的共蒸镀来生成。控制被加热的坩锅的温度以便获得对香豆素6的0.3nm/s的蒸镀速度以及对DCM-2的0.005nm/s的蒸镀速度。该示例中的颜色转换层30以组成颜色转换层30的总摩尔数为基础含有2mol％的DCM-2；(即香豆素6∶DCM-2的摩尔比是49∶1)。
随后，通过使用甲硅烷(SiH4)、氮气(N2)和氨气(NH3)的原料气体的等离子体CVD法沉积覆盖颜色转换层30的300nm厚的氮化硅(SiNx)来形成保护层40。在SiNx的沉积过程中，含有颜色转换层30的叠层温度被保持在不高于100℃。随后，可通过使用普通磁控管溅射装置在该保护层40上沉积30nm厚的IZO来形成透明掩模层50。
随后，涂敷正型光刻胶(TFR1250，东京Ohka Kogyou有限公司的产品)以形成抗蚀剂层60，接着在普通条件下进行曝光和显影过程以获得具有在其中线宽0.042mm的条纹以0.126mm的间距平行排列的图案的抗蚀剂层60。随后使用带有该条纹图案的抗蚀剂层60的掩模，进行使用草酸水溶液的湿法蚀刻过程以在透明掩模层50上制成一图案。所获的透明掩模层50的图案是抗蚀剂层60图案的完全复制。随后，在40℃的温度下使用抗蚀剂剥离液(由东京Ohka Kogyou有限公司制造的No.104)来去除图案化透明掩模层50上的抗蚀剂层60。
保护层40和颜色转换层30的图案化使用所获的图案化透明掩模层50的掩模通过反应离子蚀刻来进行。在图案化保护层40的过程中，使用CF4的蚀刻气体。在图案化颜色转换层30的过程中，使用CF4和O2的混合(混合比为1∶1)的蚀刻气体。所获的颜色转换层30的图案遵循透明掩模层50的图案，即线宽0.042mm的条纹以0.125mm的间距平行排列。
最后，形成覆盖颜色转换层30/保护层40/透明掩模层50的图案的覆盖层70。保持其上形成有覆盖层的基板叠层在不高于100℃的温度下，通过使用甲硅烷(SiH4)、氮气(N2)和氨气(NH3)的原料气体的等离子体CVD法沉积300nm厚的氮化硅(SiNx)以获得覆盖层70。

Claims (9)

1.一种制造图案化的颜色转换层的方法，包括以下步骤：
(a)在基板上形成蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在所述蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖所述颜色转换层的保护层；
(d)在所述保护层上形成透明掩模层；
(e)在所述透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使所述抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将所述图案化的抗蚀剂层用作掩模而使所述透明掩模层具有所述图案；
(h)去除所述图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将所述图案化的透明掩模层用作掩模，通过干蚀刻法使所述保护层和所述颜色转换层具有所述图案。
2.如权利要求1所述的制造图案化的颜色转换层的方法，其特征在于，所述蚀刻停止层由含有从由铟、锌、铝、锆和钛组成的组中选出的一种元素的氧化物构成。
3.如权利要求1所述的制造图案化的颜色转换层的方法，其特征在于，所述透明掩模层由含铟或锌的氧化物构成。
4.如权利要求1所述的制造图案化的颜色转换层的方法，其特征在于，所述颜色转换层的厚度至多为1μm。
5.如权利要求1所述的制造图案化的颜色转换层的方法，其特征在于，所述步骤(i)中的所述干蚀刻法是反应性离子蚀刻法。
6.如权利要求1所述的制造图案化的颜色转换层的方法，其特征在于，所述保护层由皆为透明的氧化硅、氮化硅或氮氧化硅构成。
7.一种制造颜色转换滤光器的方法，包括以下步骤：
(a-1)在基板上形成一种或多种滤色器层；
(a-2)形成覆盖所述滤色器层的蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在所述蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖所述颜色转换层的保护层；
(d)在所述保护层上形成透明掩模层；
(e)在所述透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使所述抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将所述图案化的抗蚀剂层用作掩模而使所述透明掩模层具有所述图案；
(h)去除所述图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将所述图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法使所述保护层和所述颜色转换层具有所述图案。
8.一种制造有机EL显示器的方法，包括以下步骤：
(a-1)形成多个开关元件、以一一对应的方式与所述多个开关元件分别连接的多个电极元件的反射电极、以及在所述反射电极上形成有机EL层；
(a-2)在所述有机EL层上形成单片透明电极；
(a-3)在所述透明电极上形成蚀刻停止层；
(b)通过蒸镀法在所述蚀刻停止层上形成颜色转换层；
(c)形成覆盖所述颜色转换层的保护层；
(d)在所述保护层上形成透明掩模层；
(e)在所述透明掩模层上形成抗蚀剂层；
(f)使所述抗蚀剂层具有预定图案；
(g)将所述图案化的抗蚀剂层用作掩模而使所述透明掩模层具有所述图案；
(h)去除所述图案化的抗蚀剂层；以及
(i)将所述图案化的透明掩模层用作掩模通过干蚀刻法使所述保护层和所述颜色转换层具有所述图案。
9.如权利要求8所述的制造有机EL显示器的方法，其特征在于，所述步骤(a-2)和(a-3)由步骤(a-4)代替，所述步骤(a-4)是在所述有机EL层上形成蚀刻停止层，该蚀刻停止层同时用作单片透明电极并由含铟或锌的氧化物构成。
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