CN102760747B - 有机电致发光显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供有机电致发光显示装置的制造方法,其包括:在第一电极上形成有机化合物层的有机化合物层形成步骤;在该有机化合物层上形成剥离层的剥离层形成步骤;将该剥离层图案化的剥离层的第一加工步骤;将没有被在该剥离层的第一加工步骤中已被加工的剥离层覆盖的区域中的有机化合物层除去的有机化合物层加工步骤;和将该剥离层的一部分除去的剥离层的第二加工步骤,其中该剥离层是由电荷传输性有机化合物形成的沉积膜并且被含有与水混溶的有机溶剂的溶剂溶解。
Description
技术领域
本发明涉及有机电致发光(EL)显示装置的制造方法。
背景技术
通常已知的其上安装了有机EL元件的显示装置是将均具有单个或多个有机EL元件的像素以预定的图案排列的装置。通过这些像素,将显示装置的显示区域两维并且精细地分割。像素中包括的有机EL元件是输出例如红光、绿光和蓝光的任一种的电子元件。其上安装了有机EL元件的显示装置通过以所需的发光强度驱动用于输出所需颜色的有机EL元件而得到全色图像。
顺便提及,作为显示装置的部件的有机EL元件中,该元件中的有机化合物层是通过采用气相沉积等形成由有机材料制成的薄膜而形成的薄膜层。采用气相沉积对每个元件形成显示装置的有机EL元件中的有机化合物层时,精细图案化(finepatterning)技术是必须的。进行图案化时,其精细度(fineness)对应图案化的精细度的精细金属掩模是必须的。但是,气相沉积中反复使用金属掩模时附着的气相沉积膜可能使掩模中的开口变窄或者应力可能使掩模中的开口变形。因此,必须在固定次数的成膜后清洁使用的掩模,从制造成本的观点出发,这是不利的因素。此外,部分由于对掩模的加工精度的制约,像素尺寸具有约100μm的极限,这对于更精细尺寸是不利的。此外,关于基板尺寸,使精细金属掩模的尺寸增加时,为了确保掩模中的开口的位置精度,必须提高掩模框的刚性。但是,提高掩模的刚性时,相应地引起掩模自身重量的增加。因此,从加工性和处理性两者的观点出发,制备第四代及其后的大版式显示装置时,精细有机EL元件和其上安装了该有机EL元件的显示装置的最佳制备方法目前尚未具体化。
在这些情况下,提出了不使用金属掩模来制造具有精细有机EL元件的显示装置的方法。
日本专利No.3839276中提出的方法中,在发光层上直接形成光致抗蚀剂。采用该方法时,通常使用的光致抗蚀剂含有大量的光引发剂、交联剂等。其中,光引发剂、交联剂等均为用于使至少在显像剂中的不溶性变化的材料。在日本专利No.4507759中提出的方法中,在有机化合物层上设置由水溶性材料形成的中间层,并且在该中间层上通过进行光刻法(photolithography)来将有机化合物层图案化。其中,用于构成在发光层上形成的中间层的水溶性聚合物通常为绝缘性的。此外,日本专利No.4544811提出了如下的技术:将水溶性聚合物用作剥离层(releaselayer)并且与剥离层一起将光致抗蚀剂剥离。
抗蚀剂、中间层、剥离层等通常是绝缘性的。因此,这些层的任一个残留在有机EL元件的发光层等的表面上时,该层作为电阻显著地使有机EL显示装置中的有机EL元件的元件特性劣化。因此,需要将抗蚀剂、中间层、剥离层等除去以致这些层的任一个都不可能残留在发光层等的表面上。但是,难以将均由聚合物材料形成的抗蚀剂、中间层、剥离层等完全除去,因此,不能完全除去的残渣在某种程度上残留于装置内。此外,由于例如以下内容,对元件特性的劣化产生担心。抗蚀剂、中间层、剥离层等中的痕量的杂质或者涂布抗蚀剂、中间层、剥离层等时使用的溶剂扩散到构成有机化合物层的发光层等以引起有机化合物层的结晶。因此,以往产生了以下问题。通过包括采用光刻法的图案化制备的有机EL显示装置中的有机EL元件的元件特性劣于使用金属掩模等以真空原位(vacuumin-situ)方式以图案状形成的有机EL元件的元件特性。
发明内容
本发明为了解决上述问题而完成,并且本发明的目的在于提供包括有机EL元件的有机EL显示装置的制造方法,其具有与用金属掩模等以真空原位方式形成的有机EL元件的那些相当的元件特性,同时利用基于光刻法的图案化方法。
本发明的有机EL显示装置的制造方法是制造有机EL显示装置的方法,该有机EL显示装置具有有机EL元件,该有机EL元件包括第一电极和第二电极以及配置在该第一电极和该第二电极之间的有机化合物层,将该有机化合物层图案化,该方法包括:至少在第一电极上形成有机化合物层的有机化合物层形成步骤;在有机化合物层上形成剥离层的剥离层形成步骤;将剥离层图案化的剥离层的第一加工步骤;将没有被在剥离层的第一加工步骤中加工过的剥离层覆盖的区域中的有机化合物层除去的有机化合物层加工步骤;和将剥离层的一部分除去的剥离层的第二加工步骤,其中剥离层包括由电荷传输性有机化合物形成的沉积膜,并且可溶于极性溶剂中。
根据本发明,能够提供包括有机EL元件的有机EL显示装置的制造方法,其具有与以真空原位方式使用金属掩模等形成的有机EL元件的那些相当的元件特性,同时利用基于光刻法的图案化方法。
由以下参照附图对例示实施方案的说明,本发明进一步的特点将变得清楚。
附图说明
图1是表示通过本发明的制造方法制造的有机EL显示装置的实例的截面示意图。
图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G、2H、2I、2J、2K、2L、2M、2N和2O均为表示本发明的有机EL显示装置的制造方法中的实施方案1的截面示意图。
图3是表示化合物1和化合物A2中的对于蚀刻时间的厚度变化的坐标图。
图4是表示稠多环烃化合物(化合物1)和杂环化合物(化合物A2)在IPA/水混合溶剂(水极性溶剂)中的溶解度的坐标图。
图5A、5B、5C、5D和5E均为表示本发明的有机EL显示装置的制造方法中的实施方案2的截面示意图。
图6A、6B、6C、6D、6E和6F均为表示本发明的有机EL显示装置的制造方法中的实施方案3的截面示意图。
图7是表示数码相机系统的实例的方块图。
具体实施方式
现在根据附图对本发明的优选实施方案详细说明。
根据本发明的方法是制造有机EL显示装置的方法,该有机EL显示装置具有有机EL元件,该有机EL元件由第一电极和第二电极以及配置在该第一电极和该第二电极之间的有机化合物层形成,将该有机化合物层图案化为所需的形状。
本发明的制造方法包括以下步骤(A)-(E):(A)在第一电极上形成有机化合物层的有机化合物层形成步骤;(B)在有机化合物层上形成剥离层的剥离层形成步骤;(C)将剥离层加工为所需形状的剥离层的第一加工步骤;(D)将没有被在剥离层的第一加工步骤中加工过的剥离层覆盖的区域中的有机化合物层除去的有机化合物层加工步骤;和(E)将剥离层的一部分除去的剥离层的第二加工步骤。
此外,本发明中,剥离层是由电荷传输性有机化合物形成的沉积膜,并且是可溶于极性溶剂中的薄膜层。通常,有机EL元件的有机化合物层由在极性溶剂中的溶解度小的化合物形成。因此,步骤(E)中,能够选择性地溶解剥离层而几乎不溶解有机化合物层。此外,步骤(E)后在有机化合物层的表面上残留的剥离层是由电荷传输性有机化合物形成的层。因此,即使在其上形成构成有机EL元件的层例如第二电极,也不防止电荷的流动。应指出的是,本发明中的方法优选还包括步骤(E)(剥离层的第二加工步骤)后形成含有碱金属的层的步骤。
(实施方案1)
以下,参照附图对本发明的实施方案进行说明。应指出的是,下述说明中,本技术领域中公知的技术或已知的技术可应用于没有具体图示或说明的部分。此外,以下说明的实施方案均只是本发明的一个实施方案,本发明并不限于此。此外,只要组合不偏离本发明的主旨,可将下述的实施方案适当地组合。
(有机EL显示装置)
图1是表示通过本发明的制造方法制造的有机EL显示装置的实例的截面示意图。图1的有机EL显示装置1在支撑基板10上设置有三种副像素(sub-pixel),即,第一副像素20a、第二副像素20b和第三副像素20c。其中,像素由第一副像素20a、第二副像素20b和第三副像素20c构成。尽管在图1的有机EL显示装置1中示出由第一副像素20a、第二副像素20b和第三副像素20c形成的一组像素,但在实际的有机EL显示装置中在支撑基板10上以矩阵方式配置多个像素。
此外,图1的有机EL显示装置1中,各副像素(20a、20b或20c)具有第一电极21、有机化合物层22、电荷传输层23、电荷注入/传输层24和第二电极25。
第一电极21(21a、21b或21c)是在支撑基板10上设置的电极层(下部电极),并且对于每个副像素分别地设置。此外,第一电极21a、21b和21c均与开关元件(未图示)例如晶体管电连接。
有机化合物层22(22a、22b或22c)是由预定的有机化合物形成的单层或者多个这种层形成的层叠体。应指出的是,有机化合物层22a、22b或22c至少具有用于将包括红色、绿色和蓝色的任一种颜色的光输出的发光层(未图示)。
为了将从第二电极25注入的空穴或电子注入或传输到有机化合物层22中而设置电荷传输层23(23a、23b或23c)。此外,图1的有机EL显示装置1中,对于每个副像素分别设置电荷传输层23a、23b或23c。
为了与电荷传输层23一起将从第二电极25注入的空穴或电子注入或传输到有机化合物层22中而设置电荷注入/传输层24。尽管在图1的有机EL显示装置1中作为各副像素(20a、20b和20c)共同的层设置电荷注入/传输层24,但本发明并不限于此。换言之,可对于每个副像素分别设置电荷注入/传输层24。
尽管在图1的有机EL显示装置1中如电荷注入/传输层24中那样作为各副像素(20a、20b和20c)共同的层设置第二电极25(上部电极),但本发明并不限于此。换言之,可对于每个副像素分别设置第二电极25。
(制造有机EL显示装置的方法)
接下来,作为根据本发明的图1的有机EL显示装置的制造方法的具体实例,对包括用于显示彼此不同的颜色的三种副像素的有机EL显示装置的制造方法进行说明。
如上所述,本发明的有机EL显示装置的制造方法至少包括下述步骤(A)-(E):(A)在第一电极上形成有机化合物层的有机化合物层形成步骤;(B)在有机化合物层上形成剥离层的剥离层形成步骤;(C)将剥离层加工为所需形状的剥离层的第一加工步骤;(D)将没有被在剥离层的第一加工步骤中加工过的剥离层覆盖的区域中的有机化合物层除去的有机化合物层加工步骤;和(E)将剥离层的一部分除去的剥离层的第二加工步骤。
图2A-20均为表示图1的有机EL显示装置的制造工序的实例的截面示意图。图2A-20也均为表示本发明的有机EL显示装置的制造方法中的实施方案1的截面示意图。制造图1的有机EL显示装置时,通过例如以下步骤制造有机EL显示装置:(1)形成第一电极的步骤(图2A);(2)形成有机化合物层的步骤(图2B);(3)形成剥离层的步骤(图2C);(4)形成感光树脂层的步骤(图2D);(5)加工感光树脂层的步骤(图2E);(6)剥离层的第一加工步骤(图2F);(7)加工有机化合物层的步骤(图2G);(8)除去感光树脂层的步骤(图2L);(9)剥离层的第二加工步骤(形成电荷传输层的步骤)(图2M);(10)形成电荷注入/传输层的步骤(图2N);和(11)形成第二电极的步骤(图20)。
应指出的是,步骤(1)-(11)只是具体实例,并且本发明并不限于该模式。由于图1的有机EL显示装置1需要制备具有不同发光色的三种副像素20a、20b和20c的每一个,因此在进行步骤(1)后进行步骤(8)前步骤(2)-(7)需要进行合计三次。例如,首先,通过步骤(2)-(7)形成第一副像素20a中的有机化合物层22a(图2G)。然后,通过步骤(2)-(7)形成第二副像素20b中的有机化合物层22b(图2H-图2I)。然后,通过步骤(2)-(7)形成第三副像素20c中的有机化合物层22c(图2J-图2K)。
接下来,对步骤(1)-(11)的每一个具体地说明。
(形成第一电极的步骤)
首先,在支撑基板10上形成第一电极21a、21b和21c。能够选择已知的基板例如玻璃基板作为支撑基板10。第一电极21a、21b和21c是均由已知的电极材料形成的电极层,并且对应光取出方向来适当选择构成材料。制备顶部发光型有机EL显示装置时,第一电极21a、21b和21c是反射电极,后述的第二电极25是光透过性电极。另一方面,制备底部发光型有机EL显示装置时,第一电极21a、21b和21c是光透过性电极,第二电极25是反射电极。
形成第一电极21a、21b和21c作为反射电极时,第一电极21a、21b和21c的每一个的构成材料优选为金属材料例如Cr、Al、Ag、Au或Pt。这些金属材料中,更优选具有高反射率的材料,原因在于该材料能够进一步改善光取出效率。通过例如采用已知的方法例如溅射形成金属材料的薄膜并且通过光刻法等将该薄膜加工为所需的形状,从而对各副像素分别形成反射电极。应指出的是,出于例如薄膜的保护或者功函数的调节的原因,可在由任何这样的金属材料形成的薄膜上进一步设置由具有光透过性的氧化物半导体例如ITO或IZO形成的层。形成第一电极21a、21b和21c时也可利用使用了金属掩模的气相沉积。即使进行使用了金属掩模的气相沉积时,对各副像素也分别形成第一电极21a、21b或21c。
形成第一电极21a、21b和21c作为光透过性电极时,第一电极21a、21b和21c的每一个的构成材料的实例包括具有光透过性的氧化物半导体例如氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌。
(形成有机化合物层的步骤)
有机化合物层22(22a、22b或22c)是有机EL显示装置的构成部件,并且是至少包括发光层的单层或者多层形成的层叠体。有机化合物层22中发光层以外的层是例如空穴注入层、空穴传输层、电子阻挡层、空穴阻挡层、电子传输层或电子注入层,条件是本发明并不限于此。其中,与发光层接触的层可以是电荷传输层(空穴传输层或电子传输层),或者可以是电荷阻挡层(电子阻挡层或空穴阻挡层)。
此外,只需根据从第一电极21向有机化合物层22注入的载流子的种类来适当地设定相对于第一电极21的有机化合物层22的具体构成。即,从第一电极21注入空穴时,在第一电极21侧设置用于注入或传输空穴的层(空穴注入层或空穴传输层),在第二电极25侧设置用于注入或传输电子的层(电子注入层或电子传输层)。另一方面,从第一电极21注入电子时,在第一电极21侧设置用于注入或传输电子的层(电子注入层或电子传输层),在第二电极25侧设置用于注入或传输空穴的层(空穴注入层或空穴传输层)。
应指出的是,从发光效率的观点出发,有机化合物层22优选为无定形膜。此外,优选取决于发光波长以适当的方式设计各有机层的厚度以致可获得光学干涉效应。
设置空穴注入层和空穴传输层中的一者或者两者时,对作为空穴注入层或空穴传输层的构成材料的空穴注入性/传输性材料并无特别限制,但优选使用具有至少比发光层的构成材料的功函数小的功函数并且具有高空穴传输性的材料。此外,空穴注入层或空穴传输层可设置有阻挡从发光层流入的电子的功能以及传输空穴的功能。或者,与空穴注入层或空穴传输层独立地,可在空穴传输层(或空穴注入层)和发光层之间插入具有阻挡从发光层流入的电子的功能的层(电子阻挡层)。
例如,芳基胺衍生物、1,2-二苯乙烯衍生物、聚亚芳基(polyarylene)、稠多环烃化合物、杂环芳族化合物、杂环稠多环化合物和有机金属络合物、以及它们的均低聚物和杂低聚物均能够用作发光层中的各色(红色/绿色/蓝色)的有机发光材料,条件是本发明中的发光材料并不限于这些材料。
应指出的是,制造图1的有机EL显示装置时,对下部电极21a、21b和21c分别设置的三种有机化合物层22a、22b和22c中的发光层的发光色分别为蓝色、红色和绿色,即,发光色彼此不同。此外,对发光色的组合并无特别限制。
对空穴阻挡层的构成材料并无特别限制,只要该材料具有防止空穴从发光层向阴极泄漏的能量壁垒并且具有电子传输性。
本发明中,在将有机化合物层图案化后进行的除去剥离层的步骤中需要将剥离层选择性地蚀刻。考虑到上述内容,在形成有机化合物层的步骤中形成的有机化合物层22的全体优选为由在极性溶剂中的溶解度比剥离层低的材料形成的层。其中,有机化合物层22至少具有发光层,并且可进一步包括选自空穴阻挡层、电子阻挡层、电荷传输层(空穴传输层或电子传输层)和电荷注入层(电子注入层或空穴注入层)中的层。其中,在极性溶剂中的溶解度低的材料具体为不含任何间-三联苯基团(m-terphenylgroup)的稠多环烃化合物。
其中,稠多环烃化合物是只由烃构成的环状不饱和有机化合物。更具体地,该化合物是含有通过芳环例如苯环的至少一边的稠合而得到的稠环的化合物。稠多环烃化合物的具体实例包括萘、芴、荧蒽、蒽、并四苯、菲、芘和苯并[9,10]菲(triphenylene)。
但是,难以使用稠多环烃化合物作为有机化合物层的构成材料,原因在于原样使用该化合物时其具有低热稳定性。因此,将通过将取代基引入这样的稠多环烃化合物中而得到的化合物用作有机化合物层的构成材料。
其中,作为尤其是有机化合物层的最上层的构成材料的化合物优选为通过用单键将多个稠多环烃化合物键合而得到的有机化合物。该有机化合物包含通过用烷基例如甲基或乙基适当地将作为主骨架的稠多环烃化合物取代而得到的化合物。这样的有机化合物在极性溶剂中具有特别低的溶解度,原因在于该化合物不含任何在其主链或其取代基中具有杂原子(例如N或O)的化合物。
由芳族烃化合物形成的层具有电荷传输性。其中,术语“电荷传输性”是指能够流过电流的性质。具体地,不仅电子传输层或空穴传输层而且电子注入层、空穴注入层、阻挡层等包括在具有电荷传输性的层中。
应指出的是,现有的方法例如真空沉积法、旋涂法、浸涂法或喷墨法能够用作形成由芳族烃化合物形成的层的方法。考虑到有机EL显示装置的发光特性,成膜法更优选为真空沉积法。
(形成剥离层的步骤)
有机化合物层22上设置的剥离层30可以是单层,或者可以是由多层形成的层叠体。本发明中,剥离层30由单层形成时,该层是由可溶于极性溶剂中的材料形成的沉积膜。或者,剥离层30是由多层形成的层叠体时,构成该层叠体的层中至少最下层是采用真空沉积法形成为膜的由低分子量材料形成的层。更具体地,剥离层30的最下层是由可溶于极性溶剂中的材料形成的沉积膜。结果,极性溶剂的使用能够将剥离层30选择性除去。此外,本发明中的剥离层30优选为无定形膜。
在此,对剥离层30(或至少其最下层)是采用真空沉积法由可溶于极性溶剂中的材料形成的沉积膜的理由进行说明。
采用真空沉积法形成为膜的材料自然限于具有升华性的低分子量化合物,原因在于真空沉积法是应用于具有高升华性的化合物的薄膜形成法。具有高升华性的化合物具体为在10-4Pa-10-5Pa的压力下400℃以下的温度下升华的化合物。此外,沉积膜中的化合物的分子量与聚合物材料的分子量相比小,因此构成沉积膜的分子之间的相互作用(分子间力)弱并且它们对有机化合物层22的吸附力也弱。此外,在无定形状态下形成的沉积膜中的分子的状态例如分子彼此之间的取向是无规的。结果,与固体状态和结晶状态下的那些相比,分子间距离变大,因此实现使分子铺展开并且溶剂分子容易进入的状态,即,容易将分子溶解的状态。因此,通过使其与含有极性溶剂的溶剂接触,从而以基本上均匀的方式将该采用真空沉积法形成的(有机化合物的)沉积膜从其表面蚀刻,因此能够使几纳米至几十纳米的所需厚度残留。
另一方面,剥离层是聚合物材料时,难以在残留几纳米至几十纳米的所需厚度下将剥离层除去。例如,剥离层中使用导电水溶性聚合物时,涂布后通过焙烘干燥在界面区域形成具有低溶解度的变质层,因此难以均匀地蚀刻剥离层。此外,发光层等中使用的∏-共轭聚合物等也不能形成为剥离层,原因在于将该材料涂布时涂布液的溶剂引起作为下层的有机化合物层的溶解。
在后述的剥离层的第二加工步骤中,优选使用用于将剥离层的一部分除去的极性溶剂。此外,用于将剥离层的一部分除去的极性溶剂更优选为通过将与水混溶的有机溶剂和水混合而得到的混合溶剂。可使用与水混溶的多种有机溶剂。
其中,极性溶剂的实例包括醇类、多元醇类、酮类、酯类、吡啶类和醚类,条件是后述的剥离层的第二加工步骤中使用的溶剂在进行第二加工步骤后需要通过挥发而除去。因此,使用的有机溶剂的沸点优选至少低于有机化合物层22中的有机化合物的分解温度或玻璃化转变温度。以醇类作为具体实例进行说明时,由于它们低的沸点,因此优选均具有少数碳原子的醇例如甲醇、乙醇和异丙醇。
对于极性溶剂的由各种化合物形成的膜的蚀刻速率(etchingrate)之差,即溶解度之差产生的原因可认为如下所述。
作为极性溶剂列举的化合物均必然在其分子中含有杂原子,并且该杂原子作为对象化合物分子的极性部位发挥功能。这样,该极性部位与剥离层的构成材料中的极性部位相互作用,因此使剥离层的构成材料溶解于极性溶剂中。此外,极性部位之间的相互作用影响各种化合物在极性溶剂中的溶解度。考虑到上述内容,通过在考虑用作剥离层30的构成材料的化合物的结构的同时适当地选择极性溶剂,与有机化合物层在其中的溶解性相比,能够改善剥离层的最下层在由极性溶剂形成的溶剂中的溶解性。
因此,除了极性溶剂的沸点以外,通过考虑用作剥离层30的构成材料的化合物中的极性部位与溶剂分子的极性部位之间的相互作用来适当地选择剥离层30的构成材料,能够选择性地溶解剥离层30。
顺便提及,在极性溶剂中溶解的化合物具体为杂环化合物、或者具有给电子或吸电子取代基的有机化合物。
(1)具有电荷传输性的杂环化合物
本发明中,杂环化合物可用作剥离层30的构成材料。本发明中,适合使用电荷传输性优异的杂环化合物。其实例包括均含有杂环化合物例如吡啶、联吡啶、三嗪、菲绕啉、喹啉、咪唑、唑、噻唑、二唑和噻二唑作为基本骨架的化合物组。应指出的是,这样的化合物含有喹啉作为基本骨架时,该化合物可以是羟基喹啉络合物(quinolinatecomplex)。杂环化合物的化合物组中包括的化合物为例如下述化合物。
(2)均具有间-三联苯基团和稠环基团的化合物组
本发明中,具有间-三联苯基团和稠环基团的化合物可用作剥离层30的构成材料。间-三联苯基团的存在改善其在极性溶剂中的溶解性,条件是剥离层需要在其热稳定性例如玻璃化转变温度以及在极性溶剂中的溶解性方面得以改善。因此,优选将通过使间-三联苯基团与稠多环烃化合物结合而得到的化合物用作剥离层30的构成材料。具有间-三联苯基团和稠环基团的化合物的实例包括下述化合物。
(3)均具有吸电子基团的电荷传输性化合物组
本发明中,具有吸电子基团的电荷传输性化合物可用作剥离层30的构成材料。其中,吸电子基团的实例包括酮基和氰基。具有吸电子基团的化合物的实例包括下述化合物。
这三种化合物组中,可单独使用一种,或者从改善在极性溶剂中的溶解性的观点出发,可将其两种或更多种适当地组合使用。
杂环化合物中,在碳以外的杂元素(例如N、O或S)上电荷定域。例如,在其环中具有氮原子的吡啶的情况下,负电荷在氮原子上的定域产生整个分子的极性。其中,认为含有正电荷在其上定域的羟基(-OH)等的氢原子的有机溶剂(与水混溶)介于其间。结果,在杂环化合物具有且负电荷在其上定域的部位(N原子)与正电荷在其上定域的极性溶剂分子中的氢原子之间形成氢键。如上所述形成氢键时,杂环化合物溶解或者变得容易溶解于极性溶剂中。
同样地,与稠多环烃化合物相比,由化合物至少含有杂原子(例如N、O或S)的事实产生极性的化合物具有改善的在极性溶剂中的溶解性。
例如,通过将吸电子基团或给电子基团引入芳环中而得到的化合物中产生∏-电子的偏移,由此产生极化。其中,引入吸电子取代基时,负电荷在该取代基上定域以产生极性。引入给电子取代基时,正电荷在该取代基上定域以产生极性。极性的产生使得能够与极性溶剂的溶剂分子相互作用,由此改善在有机溶剂中的溶解性。
另一方面,不含任何稠环的芳族烃化合物,具体地,用单键将苯环彼此连接的化合物的分子自身的尺寸比稠多环烃化合物小。结果,与稠多环烃化合物相比,前者的化合物具有改善的在极性溶剂中的溶解性。均具有间-三联苯结构的分子具有特别难以结晶的结构,原因在于这些分子具有难以相互之间取向的结构。结果,进一步使极性溶剂中的溶解度改善。
鉴于上述讨论内容,属于如下所述的化合物组的任一个的化合物优选用作对本发明中使用的剥离层适合的材料,即具有电荷传输性和良好溶解性的材料。但是,该材料并不限于以下实例,只要该材料符合讨论的内容。
在此,对有机化合物层的构成材料和剥离层的构成材料在极性溶剂中的溶解度之差进行说明。以下述化合物的蚀刻速率作为具体实例进行说明:用作有机化合物层的构成材料的作为具有不含任何间-三联苯结构的稠多环烃的化合物的下述化合物1;和用作剥离层的构成材料的下述化合物A2。
本发明中,较大的蚀刻速率意味着较高的溶解速率。此外,较大的蚀刻速率意味着具有对象材料的层在溶剂(极性溶剂)中的溶解度较高。
图3是表示化合物1和化合物A2中的相对于蚀刻时间的厚度变化的坐标图。其中,图3表示通过将异丙醇(IPA)与水混合以致IPA可占60wt%而得到的混合溶剂(以下,有时称为“IPA/水混合溶剂”)用作由极性溶剂形成的溶剂时各层的蚀刻的结果。
由图3可以看到,由作为不含任何间-三联苯结构的稠多环烃化合物的化合物1形成的层(层A),即使蚀刻时间延长,也几乎不显示厚度减少。另一方面,由作为杂环化合物的化合物A2形成的层(层B)的厚度随时间而减少。在使它们的蚀刻条件彼此相同的情况下计算各层的蚀刻速率时,层A的蚀刻速率为0.008nm/秒,而层B的蚀刻速率为0.87nm/秒,即,后者与前者之比为约100。
其中,由极性溶剂产生的有机化合物层(对应于层A)和剥离层(对应于层B)的蚀刻速率之比(n)能够如下式所示。
应指出的是,式中所述的有机化合物层包括,例如,空穴阻挡层、发光层、电子阻挡层或空穴传输层。本发明中,n需要至少大于1。n优选大于10(n>10)。其中,将化合物1用于有机化合物层的最上层并且将化合物A2用于剥离层(的最下层)时,n成为约100。因此,考虑各材料在极性溶剂中的溶解性来选择有机化合物层的最上层的构成材料和剥离层(的最下层)的构成材料时,能够增加两层之间的蚀刻速率比。结果,能够用极性溶剂选择性地除去剥离层。因此,保护有机化合物层22免受向极性溶剂的洗脱或由于例如溶剂的渗透引起的损伤。此外,使膜的端部露出时,为了可防止有机化合物层22的端部免受被由极性溶剂形成的溶剂洗脱,对于有机化合物层22中的所有层的每一个,优选满足式中n至少大于10的关系。
IPA/水混合溶剂中作为各层的构成材料的化合物的溶解度取决于混合溶剂中IPA的重量比而变化。图4是表示IPA/水混合溶剂(极性溶剂)中化合物1(稠多环烃化合物)和化合物A2(杂环化合物)的溶解度的坐标图。其中,图4的坐标图中,横轴表示IPA/水混合溶剂中IPA的重量百分比浓度,纵轴表示1g溶剂中溶解的稠多环烃化合物或杂环化合物的量。由图4可以看到,在具有80wt%的IPA浓度的IPA/水混合溶剂1g中溶解的化合物1(稠多环烃化合物)的量为5μg,而化合物A2(杂环化合物)的溶解量为73μg。
图4的坐标图也是证明以下项目(i)和(ii)的坐标图:(i)IPA/水混合溶剂中IPA的浓度过高时,剥离层的构成材料和有机化合物层的构成材料都以太高的速率溶解于IPA/水混合溶剂中以致形成蚀刻速率比(n)接近1的状况;和(ii)在项目(i)的情况下,添加水以降低IPA的浓度能够增大蚀刻速率比(n),同时降低各材料的溶解速率。
在这样的情况下,优选将水引入溶剂中。具体地,优选以适当的方式调节水含量以致剥离层的蚀刻速率可大于有机化合物层。更优选以适当的方式调节水含量以致剥离层与位于有机化合物层的最上层的层的蚀刻速率比(n)可超过10。结果,能够更有选择性地除去剥离层,因此能够防止有机EL显示装置的特性的降低。
(剥离层的第一加工步骤)
本发明中,光刻法能够用作用于将剥离层30图案化(加工)为所需形状的手段。其中,对包括采用光刻法的剥离层的加工工序(剥离层的第一加工步骤)进行说明。
(i)形成和加工感光树脂层的步骤
采用光刻法时,需要首先在剥离层30上设置感光树脂层40。能够将已知的材料用作作为感光树脂层40的构成材料的感光树脂。此外,现有的方法例如旋涂法、浸涂法或喷墨法能够用作形成感光树脂层40的方法。在一些情况下能够采用真空沉积法。
感光树脂层40的形成后,加工感光树脂层40。其中,将加工感光树脂层40的步骤分为感光树脂层的曝光(曝光步骤)和感光树脂层的显像(显像步骤)。
其中,曝光步骤中能够使用现有的光照射装置。应指出的是,只需使用根据掩模图案的精细度的曝光装置。此外,进行曝光步骤时,在要曝光的区域中使用具有开口的光掩模50。应指出的是,通常使用的具有由Cr薄膜形成的遮光区域的光掩模能够用作光掩模。同时,紫外光或可见光能够用作在曝光步骤中照射感光树脂层40的光。
顺便提及,进行曝光步骤时,希望考虑作为感光树脂层40的构成材料的感光树脂的性质来确定感光树脂层40的曝光区域。具体地,使用正型感光树脂时,将希望在接下来的显像步骤中将感光树脂层40除去的区域定义为曝光区域。另一方面,使用负型感光树脂时,将希望在进行接下来的显像步骤时使感光树脂层40残留的区域定义为曝光区域。其中,图2E表示使用正型感光树脂的情形。图2E中,在接下来的显像步骤中将感光树脂层40中用紫外光51照射的区域42除去。同时,用光掩模50遮蔽紫外光的区域41用于在后面进行的加工剥离层的步骤或加工有机化合物层的步骤中保护在预定区域(第一副像素20a)设置的有机化合物层22a。
进行显像步骤时,只需使用对作为感光树脂层40的构成材料的感光树脂适合的显像剂。
(ii)剥离层的第一加工步骤
接下来,通过将剥离层30中没有被感光树脂层40覆盖的区域选择性地除去来加工剥离层30。尽管选择性地除去剥离层30的方法并无特别限制,具体地,能够采用现有的薄膜加工方法例如湿蚀刻(wetetching)或干蚀刻(dryetching),条件是优选干蚀刻,原因在于溶剂产生的侧蚀刻的影响小于任何其他方法。
在以上说明中,包括使用光致抗蚀剂的光刻法用作加工剥离层30的手段,但加工剥离层30的方法并不限于此。例如,可通过采用喷墨模式、印刷、激光加工等将剥离层图案化为所需的形状。这种情况下,能够在没有形成任何光致抗蚀剂的情况下形成图案化为所需形状的剥离层。因此,建议在接下来的步骤(加工有机化合物层的步骤)中将剥离层30用作加工有机化合物层时的蚀刻掩模。应指出的是,使用剥离层30作为蚀刻掩模时,优选剥离层30的厚度至少大于有机化合物层的厚度。此外,在本发明的制造方法中没有使用精细金属掩模,因此能够实现像素尺寸为约10μm的高精细度。因此,能够实现第五代及其以后的具有大支撑基板尺寸的有机EL显示装置的制造。
(加工有机化合物层的步骤)
接下来,将有机化合物层22中没有用剥离层30覆盖的区域中的有机化合物层22选择性除去。对加工有机化合物层22的方法并无特别限制,并且能够采用现有的方法例如湿蚀刻或干蚀刻,条件是优选干蚀刻,原因在于不必担心溶剂产生的侧蚀刻。
通过上述方法,能够形成有机化合物层以只对预定的副像素选择性地设置。此外,通过反复进行与副像素的种类数对应的次数的上述的从形成有机化合物层的步骤至加工有机化合物层的步骤的步骤,能够在副像素中选择性地形成只对各副像素所需的有机化合物层。
(剥离层的第二加工步骤)
接下来,将剥离层30的一部分除去以致可进行薄化(剥离层30可加工为薄状)。第二加工步骤具体地是加工有机化合物层的步骤后将其上已形成了直至剥离层30的层的支撑基板10浸入与水混合的极性溶剂中的步骤。其中,将其上已形成了直至剥离层30的层的支撑基板10浸入与水混合的极性溶剂中时,从支撑基板10的相反侧逐渐将剥离层30溶解。其中,在下述蚀刻速率的条件下将其上已形成了直至剥离层30的层的支撑基板10浸渍一定时间。采用预先由在该步骤中使用的溶剂中浸渍一定时间时洗脱的剥离层30的构成材料的量(洗脱量)而确定的蚀刻速率。结果,能够将剥离层30加工为所需的厚度。第二加工步骤中加工的各剥离层30作为电荷传输层23(23a、23b或23c)发挥功能(图2M)。结果,在随后的步骤中能够使形成电荷传输层的步骤简化或省略。此外,根据元件设计能够适当地改变第二加工步骤后的剥离层(电荷传输层23(23a、23b或23c))的厚度。
剥离层的第二加工步骤中,调节水和IPA之间的混合比以致对于极性溶剂的剥离层的蚀刻速率可高于有机化合物层的蚀刻速率。结果,加工有机化合物层的步骤后各副像素单元中产生的有机化合物层22(22a、22b或22c)的端部变得难以在溶剂中溶解。因此,剥离层的第二加工步骤的进行后从极性溶剂中提起支撑基板10时,只能加工剥离层30而保持有机化合物层22(22a、22b或22c)的形状。电荷传输层例如电子传输层只需根据需要进一步另外形成。
进行剥离层30的第二加工步骤后,优选通过加热支撑基板10,将设置有有机化合物层22的支撑基板10上或有机化合物层22上残留的溶剂除去。更优选在真空条件下在约80℃下加热支撑基板10。通过如上所述加热支撑基板10来除去溶剂时,能够在溶剂不影响形成的状态下在接下来的步骤中形成电荷注入层或电荷传输层。应指出的是,可在进行接下来的步骤前在真空中加热支撑基板10。真空加热也能够减少影响例如大气中的水、氧或异物的附着。
(形成电荷注入/传输层的步骤)
如上所述进行了剥离层30的再加工(剥离层30的第二加工步骤)后,在电荷传输层23上形成电荷注入/传输层24。应指出的是,电荷注入/传输层24优选形成为各副像素共同的层。
形成电子注入层作为电荷注入/传输层24时,作为电子注入层的构成材料的电子注入材料优选具有高功函数。这样的材料的实例包括碱金属、碱土金属、碱金属化合物(氧化物、碳酸盐或卤化盐),和通过用碱金属或碱金属化合物掺杂电子传输材料而得到的材料。其中,作为碱金属的具体实例,可给出铯、钾和锂。此外,碱土金属的具体实例包括钙和钡。
另一方面,形成空穴注入层作为电荷注入/传输层24时,作为空穴注入层的构成材料的空穴注入材料的实例,可适当地给出具有小的功函数的有机化合物和具有极深的功函数的吸电子材料。作为具有小的功函数的有机化合物的实例,可给出芳基胺化合物和酞菁。此外,作为具有深的功函数的吸电子材料的实例,可给出F4-TCNQ、氮杂苯并[9,10]菲(azatriphenylene)化合物(例如PPDN或六氰基-六氮杂苯并[9,10]菲)、氧化钼和氧化钨。
(形成第二电极的步骤)
制备顶部发光型有机EL显示装置时,对应于上部电极的第二电极25是由透明导电材料形成的透明电极。具有光透过性的透明导电材料优选为具有高光透射率的材料。这样的材料的实例包括:透明导电材料例如ITO、IZO和ZnO;和有机导电材料例如聚乙炔。应指出的是,通过将金属材料例如Ag或Al形成为具有约10nm-30nm的厚度的膜而得到的半透过性膜可用作第二电极25。其中,光透过性电极由透明导电材料例如ITO、IZO或ZnO形成时,为了电力消耗的减少,满足电极中使用的组成所需的低电阻特性和改善光取出效率所需的高透射率特性两者的组成是优选的。用作光透过性电极的薄膜能够采用已知的方法例如溅射形成。制备同时带来低电阻特性和高透射率特性的透明导电膜时,需要适当地调节成膜装置的容量、靶、装置内的压力和成膜时的输出电压。应指出的是,将第二电极25与开关元件例如TFT(未图示)电连接。
(关于有机EL显示装置的驱动)
通过本发明的制造方法制造的有机EL显示装置能够通过在各副像素(20a、20b或20c)具有的第一电极21和第二电极25之间施加电压而驱动。其中,施加电压时,例如,使用通过TFT与各电极电连接的电源手段(未图示)。
(实施方案2)
图5A-5E均为表示本发明的有机EL显示装置的制造方法中的实施方案2的截面示意图。其中,实施方案2不同于实施方案1在于在形成剥离层30的步骤后在剥离层30上形成保护层60(图5A)。以下尤其着重其与实施方案1的不同,对实施方案2进行说明。
(形成保护层的步骤)
本发明的制造方法中,如图5A中所示,可在形成剥离层30的步骤后在剥离层30上形成保护层60。其中,在剥离层30上形成的保护层60是在水和有机溶剂中不溶的膜,并且优选是具有防湿性和气体阻隔性的膜。其中,保护层60更优选具有这样的特性以致吸收光刻法时施加的光。本发明的制造方法中形成的保护层60优选是使用氮化硅(SiN)作为主要材料的无机化合物的薄膜层。
顺便提及,在剥离层30上形成保护层60消除了如下的可能性:在接下来的步骤中形成感光树脂层40时使用的溶剂渗透剥离层30以与有机化合物层22接触。因此,选择感光树脂层40的溶剂时,排除了溶剂不应溶解有机化合物层22的制约,因此也能够选择更便宜的材料。
(加工保护层的步骤)
在感光树脂层40和剥离层30之间设置保护层60时,在进行剥离层30的加工前需要进行保护层60的加工。其中,保护层60的加工具体地是将保护层60中没有被感光树脂层41(曝光步骤中没有曝光的感光树脂)覆盖的区域选择性除去(图5B)。尽管对选择性除去保护层60的方法并无特别限制,能够采用已知的技术例如湿蚀刻或干蚀刻。例如,保护层60的构成材料为SiN时,能够采用包括使用CF4作为反应气体的干蚀刻。
(除去保护层的步骤等)
进行了上述的加工保护层60的步骤后,以与实施方案1中相同的方式进行剥离层30和有机化合物层22a的加工(图5C)。应指出的是,进行有机化合物层22a的加工时可同时进行感光树脂层41的除去。
然后,在各副像素中进行从形成有机化合物层(22b或22c)至加工有机化合物层的步骤(图5D),然后将保护层60和剥离层30除去(图5E)。如本实施方案那样,在剥离层30与感光树脂层40之间设置保护层60时,将感光树脂层40除去后,通过在加工保护层的步骤过程中采用的方法(例如干蚀刻或湿蚀刻)将保护层60除去。将保护层60除去后将支撑基板10浸入极性溶剂中,然后在保持有机化合物层22(22a、22b或22c)的形状的同时只加工剥离层30。只将一定厚度从剥离层30的表面除去后,根据需要以与实施方案1中相同的方式进一步分别形成电荷传输层例如电子传输层、电荷注入/传输层、第二电极等。
(实施方案3)
图6A-6F均为表示本发明的有机EL显示装置的制造方法中的实施方案3的截面示意图。其中,实施方案3不同于实施方案2在于保护层60由多层(第一保护层61和第二保护层62)形成(图6A)。以下尤其着重其与实施方案2的不同,对实施方案3进行说明。
(形成保护层的步骤)
如图5A和图6A中所示,保护层60可以是单层,或者可以是多层。保护层是由两层形成的层叠体时,首先形成的第一保护层61优选由水溶性材料形成。此外,在第一保护层61之后形成的第二保护层62优选为使用在水和有机溶剂中不溶的材料例如氮化硅作为主要材料的无机化合物的膜。
作为第一保护层61的构成材料的水溶性材料的实例包括已知的水溶性聚合物材料例如聚乙烯醇、聚乙二醇和聚乙烯基吡咯烷酮。此外,第一保护层的形成时能够采用现有的方法例如已知的旋涂法、浸涂法或喷墨法。其中,由于有机化合物层22是由在水中不溶解的材料形成的层,因此第一保护层61的形成时有机化合物层22不会被溶剂蚀刻。此外,形成保护层60以具有大厚度时,能够进一步减轻影响例如有机化合物层22被感光树脂层40的溶剂溶解、有机化合物层22的厚度的减小或发光材料的洗脱。
(加工保护层的步骤)
此外,保护层60由多层构成时,需要对各保护层进行加工。例如,保护层60是通过将由水溶性聚合物形成的第一保护层61和由SiN形成的第二保护层62以所述顺序层叠而得到的层叠体时,通过以下方法对各保护层进行加工。首先,对作为上层的第二保护层进行包括使用CF4作为反应气体的干蚀刻(图6B),然后对作为下层的第一保护层进行包括使用CF4作为反应气体的干蚀刻(图6C)。
(除去保护层的步骤等)
进行了上述的加工保护层60的步骤后,以与实施方案2中相同的方式进行有机化合物层22a的加工(图6D)。应指出的是,如图6D中所示,进行有机化合物层22a的加工时可同时进行感光树脂层41的除去。
然后,在各副像素中进行从形成有机化合物层(22b或22c)至加工有机化合物层的步骤(图6E),然后将保护层60和剥离层除去(图6F)。如本实施方案那样,在剥离层30与感光树脂层40之间设置保护层60时,将感光树脂层40除去后,通过在加工保护层的步骤过程中采用的方法(例如干蚀刻或湿蚀刻)将保护层60除去。
接下来,通过实施例对本发明进行说明。但是,本发明并不限于下述的实施例。例如,以它们的发光色形成副像素的顺序并不限于顺序“蓝色、绿色和红色”。例如,有机化合物层的构成和厚度也并不限于实施例中记载的信息。例如,从第一电极注入电子时,只需采用根据注入来层叠有机化合物层的各层的顺序。下述的实施例的组合也包括在本发明中。本技术领域中公知或已知的技术应用于说明书中没有具体图示或说明的部分。
(电子设备)
如上所述,有机EL显示装置具有优异的电流效率、驱动寿命和精细度。因此,本发明的有机EL显示装置可用于各种电子设备的显示部。电子设备包括数码相机、便携设备例如个人数字助理、个人电脑、电视机和各种打印机。
对作为电子设备的实例的数码相机进行说明。图7是表示数码相机系统的实例的方块图。数码相机系统7包括摄像部71、图像信号处理电路72、显示装置73、存储器74、CPU75和操作部76。构成图7中所示的数码相机系统7的显示装置73使用由本发明的方法制备的有机EL显示装置。
通过图像信号处理电路72对通过使用摄像部71拍摄的图像和存储器74中存储的图像信息进行信号处理以转化为图像信号,然后传输到作为图像显示的显示装置73。
装备于图7中所示的数码相机系统7的控制器(未图示)与用于控制摄像部71、存储器74和图像信号处理电路72的CPU75连接,由此通过来自操作部76的输入信号,数码相机系统进行适合环境的拍摄、记录、复制、显示。
(实施例1)
根据图2中所示的方法制备图1中所示的有机EL显示装置。
(1)形成第一电极的步骤
通过溅射法,在支撑基板10上将铝合金(AlNd)形成膜以致形成AlNd膜(反射电极)。此时,将AlNd膜的厚度设定为100nm。然后,通过溅射法,在AlNd膜上将ITO形成为膜以致形成ITO膜。此时,将ITO膜的厚度设定为10nm。应指出的是,由AlNd膜和ITO膜形成的层叠体作为第一电极21发挥功能。接下来,通过基于光刻法进行第一电极21的图案化来均制备分别构成第一副像素、第二副像素和第三副像素的第一电极21a、21b和21c(图2A)。
(2)形成蓝色有机化合物层的步骤
通过包括采用真空沉积法的连续成膜,在其上已形成了图案化的第一电极(21a、21b和21c)的支撑基板10上形成蓝色有机化合物层22a。首先,形成空穴传输层以具有120nm的厚度,然后形成含有蓝色发光材料的发光层以具有30nm的厚度。接下来,将由下式1表示的稠多环烃化合物形成为膜以致形成缓冲层。此时,将缓冲层的厚度设定为10nm。于是,形成了有机化合物层22a(蓝色有机化合物层)(图2B)。
式1
(3)形成剥离层的步骤
接下来,通过真空沉积法将由下式2表示的菲绕啉衍生物形成为膜以致形成剥离层30。此时,将剥离层30的厚度设定为500nm(图2C)。
式2
(4)形成和加工感光树脂层的步骤
接下来,通过旋涂法将正型光致抗蚀剂(可由AZElectronicMaterials以制品名“AZ1500”获得)形成为膜以致形成感光树脂层40(图2D)。此时,感光树脂层的厚度为1,000nm。接下来,在用光掩模50将设置于第一副像素20a的区域的感光树脂层41遮蔽以致使感光树脂层41残留的状态下使用曝光装置(由CanonInc.制造的MaskAlignerMPA600)进行采用紫外光51的曝光(图2E)。此时,曝光时间为40秒。曝光后,使用显像剂(通过用水将可由AZElectronicMaterials以制品名“312MIF”得到的制品稀释以使其浓度为50%而制备)进行显像1分钟。通过显像处理将曝光于紫外光51的感光树脂层42除去。
(5)剥离层的第一加工步骤和加工蓝色有机化合物层的步骤接下来,在20sccm的流量、8Pa的压力、150W的输出和2分钟的反应时间的条件下使用氧作为反应气体将没有用感光树脂层41覆盖的剥离层30除去并图案化。于是,在第一副像素20a的区域中形成了图案化的剥离层30(图2F)。进而,在相同的条件下通过干蚀刻将在第一副像素20a的区域以外的区域设置的蓝色有机化合物层22a选择性地除去。于是,在第一副像素20a的区域中形成了有机化合物层22a(蓝色有机化合物层)(图2G)。
(6)形成和加工红色有机化合物层的步骤
接下来,通过包括采用真空沉积法的连续成膜形成红色有机化合物层22b。首先,形成空穴传输层以具有200nm的厚度,然后形成含有红色发光材料的发光层以具有30nm的厚度。接下来,将由式(1)表示的稠多环烃化合物形成为膜以致形成缓冲层。此时,将缓冲层的厚度设定为10nm。于是,形成了有机化合物层22b(红色有机化合物层)。接下来,通过真空沉积法将由式(2)表示的菲绕啉衍生物形成为膜以致形成了剥离层30。此时,将剥离层30的厚度设定为500nm。接下来,通过旋涂法将步骤(4)中使用的正型光致抗蚀剂形成为膜以致形成了感光树脂层40(图2H)。此时,感光树脂层的厚度为1,000nm。接下来,通过与步骤(4)中的方法相同的方法加工感光树脂层40,然后通过与步骤(5)中的那些相同的方法加工剥离层30和有机化合物层22b。于是,在第二副像素20b的区域中形成了有机化合物层22b(红色有机化合物层)(图2I)。
(7)形成和加工绿色有机化合物层的步骤
接下来,通过包括采用真空沉积法的连续成膜形成绿色有机化合物层22c。首先,形成空穴传输层以具有160nm的厚度,然后形成含有绿色发光材料的发光层以具有30nm的厚度。接下来,将由式(1)表示的稠多环烃化合物形成为膜以致形成空穴阻挡层。此时,将空穴阻挡层的厚度设定为10nm。于是,形成了有机化合物层22c(绿色有机化合物层)。接下来,通过真空沉积法将由式(2)表示的菲绕啉衍生物形成为膜以致形成了剥离层30。此时,将剥离层30的厚度设定为500nm。接下来,通过旋涂法将步骤(4)中使用的正型光致抗蚀剂形成为膜以致形成了感光树脂层40(图2J)。此时,感光树脂层的厚度为1,000nm。接下来,通过与步骤(4)中的方法相同的方法加工感光树脂层40,然后通过与步骤(5)中的那些相同的方法加工剥离层30和有机化合物层22b。于是,在第三副像素20c的区域中形成了有机化合物层22c(绿色有机化合物层)(图2K)。
(8)除去感光树脂层的步骤
接下来,通过在20sccm的流量、8Pa的压力和150W的输出的条件下使用氧作为反应气体进行干蚀刻来将感光树脂层41除去(图2L)。
(9)剥离层的第二加工步骤
接下来进行的是用通过将水与IPA混合以致IPA浓度为60wt%而得到的混合溶剂将剥离层30的一部分除去以使剥离层30的厚度减小的第二加工步骤。应指出的是,由于本实施例中构成剥离层30的化合物(式(2)所示的菲绕啉衍生物)的蚀刻速率为0.9nm/秒,因此通过在该混合溶剂中浸渍530秒而将部分剥离层30除去以致进行薄化(图2M)。作为第二加工步骤的结果,剥离层30的厚度变为20nm。此外,在第二加工步骤中进行了薄化的各剥离层作为电荷传输层(电子传输层)23a、23b或23c发挥功能。接下来,在80℃下进行真空加热以致将电荷传输层上残留的溶剂除去。
(10)制备第二电极的步骤等
接下来,由气相将式(2)所示的化合物(化合物A2)和碳酸铯(Cs2CO3)共沉积以致形成了电子注入层(电荷注入/传输层24)。此时,将电子注入层的厚度设定为20nm(图2N)。
接下来,通过溅射将作为半透明导电材料的Ag形成为膜以致形成了第二电极(图2O)。此时,将第二电极的厚度设定为16nm。
接下来,在氮气氛下将密封玻璃(未图示)与基板粘接以致形成了防止元件劣化的结构。于是,制备得到有机EL显示装置。
作为这样制造的有机EL显示装置1的评价结果,对于三色,即红色、绿色和蓝色的每一个的电流效率和驱动耐久寿命与通过真空原位成膜制备的有机EL显示装置的那些相当。因此,通过本发明的制造方法制造的有机EL显示装置的发光特性优异。同时,关于精细度的提高,实现了获得12μm的像素尺寸,而通过使用精细金属掩模的气相沉积获得的像素尺寸为约100μm。
(实施例2)
除了以下内容外,以与实施例1中相同的方式制造有机EL显示装置。实施例1中,将下述化合物B1(蚀刻速率:1.3nm/秒)用作剥离层30的构成材料。此外,剥离层30的除去时将在IPA/水混合溶剂中的浸渍时间设定为370秒。
通过与实施例1中的那些相同的方法对得到的有机EL显示装置进行了评价。结果,如实施例1中那样在其电流效率、驱动寿命和精细度方面该装置显示良好的结果。
(实施例3)
除了以下内容外,以与实施例1中相同的方式制造有机EL显示装置。实施例1中,将下述化合物C1(蚀刻速率:1.5nm/秒)用作剥离层30的构成材料。此外,剥离层30的除去时将在IPA/水混合溶剂中的浸渍时间设定为320秒。
通过与实施例1中的那些相同的方法对得到的有机EL显示装置进行了评价。结果,如实施例1中那样在其电流效率、驱动寿命和精细度方面该装置显示良好的结果。
(实施例4)
除了以下内容外,以与实施例1中相同的方式制造有机EL显示装置。实施例1中,在有机化合物层(22a、22b或22c)的加工时进行的形成剥离层30的步骤和形成感光树脂层40的步骤之间增加形成保护层60的步骤。此外,在加工感光树脂层40的步骤和加工剥离层30的步骤之间增加加工保护层60的步骤。此外,在除去感光树脂层41的步骤和除去剥离层30的步骤之间增加除去保护层60的步骤。以下,参照图5对本实施例中的制造方法进行说明,尤其强调形成保护层的步骤、加工保护层的步骤和除去保护层的步骤。
(1)形成保护层的步骤等
首先,通过与实施例1中的那些相同的方法在支撑基板10上形成了直至剥离层30的层。接下来,在剥离层30上通过CVD法将氮化硅(SiN)形成为膜以致形成了保护层60。此时,将保护层60的厚度设定为1,000nm。接下来,通过与实施例1中相同的方法在保护层60上形成了感光树脂层40(图5A)。
(2)加工保护层的步骤
接下来,将感光树脂层40图案化。然后,在30sccm的流量、150W的输出、10Pa的压力和7分钟的处理时间的条件下使用CF4作为反应气体将没有用感光树脂层41覆盖的保护层60除去(图5B)。即,该步骤中加工保护层60以致与各副像素的区域对应地设置保护层60。
(3)加工有机化合物层的步骤等
然后,通过与实施例1中的那些相同的方法进行加工剥离层30和有机化合物层22a的步骤(图5C)。接下来,在第二副像素20b和第三副像素20c的每一个中进行步骤(1)和(2)以致分别形成和加工对于第二副像素20b和第三副像素20c设置的有机化合物层22b和22c(图5D)。
(4)除去保护层的步骤
接下来,通过与实施例1中相同的方法将感光树脂层41除去。然后,在30sccm的流量、150W的输出、10Pa的压力和7分钟的处理时间的条件下使用CF4作为反应气体将保护层60除去。接下来,通过与实施例1中相同的方法将剥离层30的一部分除去以致进行薄化。于是,形成了各电荷传输层23a、23b和23c(图5E)。接下来,通过与实施例1中的那些相同的方法以所述的顺序形成了电荷注入/传输层24和第二电极25。于是,得到了有机EL显示装置。
通过与实施例1中的那些相同的方法对得到的有机EL显示装置进行了评价。结果,如实施例1中那样在其电流效率、驱动寿命和精细度方面该装置显示良好的结果。
(实施例5)
本实施例中,除了将实施例4中的形成保护层的步骤、加工保护层60的步骤和除去保护层60的步骤变为下述的方法以外,以与实施例4中相同的方式制造有机EL显示装置。以下,参照图6进行说明,尤其强调形成保护层的步骤、加工保护层的步骤和除去保护层的步骤。
(1)形成保护层的步骤
首先,通过与实施例4中的那些相同的方法在支撑基板10上形成了直至剥离层30的层。接下来,通过将PVP和水混合以致PVP的重量浓度为5wt%来制备作为水溶性聚合物材料的聚乙烯基吡咯烷酮(PVP,分子量:360,000)的水溶液。接下来,将制备的PVP的水溶液涂布到剥离层30上,然后通过旋涂法形成为膜以致形成了第一保护层61。此时,第一保护层61的厚度为500nm。接下来,在第一保护层61上通过CVD法将氮化硅(SiN)形成为膜以致形成了第二保护层62。此时,将第二保护层62的厚度设定为1,000nm。接下来,在通过以所述顺序将第一保护层61和第二保护层62层叠而得到的保护层60上通过与实施例4中相同的方法形成了感光树脂层40(图6A)。
(2)加工保护层的步骤等
将感光树脂层40图案化后,在与实施例4的步骤(2)的那些相同的条件下进行第二保护层62的加工(第二保护层62的选择性除去)(图6B)。接下来,在20sccm的流量、8Pa的压力、150W的输出和5分钟的条件下使用氧作为反应气体将没有用感光树脂层41覆盖的第一保护层61除去。即,在该步骤中加工由第一保护层61和第二保护层62形成的保护层60以致与各副像素的区域对应地设置保护层60(图6C-图6E)。
(3)除去保护层的步骤等
将感光树脂层41除去后,在与实施例4的步骤(4)的那些相同的条件下将第二保护层62除去。接下来,在20sccm的流量、8Pa的压力、150W的输出和5分钟的条件下使用氧作为反应气体将第一保护层61除去。接下来,通过与实施例4中相同的方法将剥离层30的一部分除去以致进行薄化。于是,形成了电荷传输层23(图6F)。然后,通过与实施例4中的那些相同的方法以所述顺序形成了电荷注入/传输层24和第二电极25。于是,得到了有机EL显示装置。
通过与实施例1中的那些相同的方法对得到的有机EL显示装置进行了评价。结果,如实施例1中那样在其电流效率、驱动寿命和精细度方面该装置显示良好的结果。
尽管已参照例示实施方案对本发明进行了说明,但应理解本发明并不限于所公开的例示实施方案。下述权利要求的范围应给予最宽泛的解释以包括所有这样的变形以及等同的结构和功能。
Claims (10)
1.有机电致发光显示装置的制造方法,该有机电致发光显示装置包括有机电致发光元件,该有机电致发光元件包括第一电极和第二电极以及配置在该第一电极和该第二电极之间的有机化合物层,将该有机化合物层图案化,该方法包括:
至少在该第一电极上形成该有机化合物层的有机化合物层形成步骤;
在该有机化合物层上形成剥离层的剥离层形成步骤;
将该剥离层图案化的剥离层的第一加工步骤;
将没有被在该剥离层的第一加工步骤中已加工的剥离层覆盖的区域中的有机化合物层除去的有机化合物层加工步骤;和
将该剥离层的一部分除去的剥离层的第二加工步骤,
其中该剥离层包括由包括下述化合物中的至少一种的化合物形成的沉积膜:
其中下式成立:
其中n为蚀刻速率之比。
2.根据权利要求1的有机电致发光显示装置的制造方法,其中该第二加工步骤包括用水与极性溶剂的混合溶剂溶解该剥离层,该极性溶剂选自醇类、酮类、酯类和吡啶类。
3.根据权利要求2的有机电致发光显示装置的制造方法,其中所述醇类为多元醇类。
4.根据权利要求1的有机电致发光显示装置的制造方法,其中将该剥离层的第二加工步骤中形成的膜用作电荷传输层。
5.根据权利要求1的有机电致发光显示装置的制造方法,其中该剥离层包含杂环化合物。
6.根据权利要求1的有机电致发光显示装置的制造方法,其中该剥离层包含具有吸电子基团的电荷传输性化合物。
7.根据权利要求1的有机电致发光显示装置的制造方法,其中该剥离层包含具有间-三联苯基团和稠环基团的化合物。
8.根据权利要求1的有机电致发光显示装置的制造方法,其还包括在该剥离层的第二加工步骤后形成含有碱金属的层的步骤。
9.由根据权利要求1的制造方法制造的有机电致发光显示装置。
10.电子设备,包括:
用于拍摄图像的摄像部;
用于记录拍摄的图像的存储器;
用于将该摄像部中拍摄的图像和该存储器中记录的图像信息转化为图像信号的图像信号处理电路;
用于控制该摄像部、该存储器和该图像信号处理电路的CPU;
用于输入控制该CPU的信号的操作部;和
用于根据来自该CPU的信号,将从该图像信号处理电路传输的该图像信号作为图像显示的显示装置,
其中该显示装置是根据权利要求9的有机电致发光显示装置。
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