CN1320088C - 在有机电致发光元件制造中使用的掩模的清洗液以及清洗方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种可以用1种清洗液去除附着在低分子型有机EL元件制造的真空蒸镀工序中掩模上的各种有机材料的清洗液以及清洗方法。本发明的所述清洗液含有1种或2种或以上的非质子性极性溶剂。

Description

在有机电致发光元件制造中使用的掩模的清洗液以及清洗方法

技术领域

本发明涉及清洗液，特别是为去除在低分子型有机EL(电致发光)元件制造的真空蒸镀工序中产生的附着在掩模上的有机EL物质的清洗液以及清洗方法。

背景技术

平板显示作为今后的显示装置为人们所关注，但其中具备液晶显示装置和有机EL元件的显示装置是出色的。液晶显示装置有耗电低的另一面，对于为了得到明亮的画面需要外部照明(背后照明)，与此相对，装备了有机EL元件的显示装置由于有机EL元件是自身发光型元件，不象有机EL元件那样需要外部照明，所以具有省电的特点，同时也具备更高亮度和广视角的特点。

有机EL元件根据其有机材料的种类有低分子型有机EL元件和高分子型有机EL元件两种类型，元件的制造过程不同。前者通过蒸镀法成膜，后者通过在溶剂中溶解后的旋转涂敷法和喷墨法成膜。

低分子型有机EL元件在玻璃基板上，例如依次按在(1)阳极、(2)空穴注入层、(3)空穴输送层、(4)发光层、(5)电子输送层、(6)阴极的顺序使用掩模通过真空蒸镀形成层状结构体。

特开2002-110345号公报、特开2002-305079号公报、特开2002-313564号公报提出了掩模一般是将厚度为0.1mm，SUS等金属通过蚀刻等加工而制成金属掩模来使用，作为更高精度的可加工的掩模，将面方位(100)和(110)的单晶硅通过各向异性蚀刻加工而制造成掩模。

作为低分子型有机EL元件结构的一个例子，特开2003-109757号公报公开了由以下的多层结构组成的层：(1)阳极为例如氧化铟锡(ITO)，(2)空穴注入层为酞菁铜(II)(CuPc)的单一层，(3)空穴输送层为N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-联苯胺(NPB)的单一层，(4)发光层是在三(8-羟基喹啉)铝(Alq3)上添加了2％的杂氧萘邻酮-6的层，(5)电子输送层为Alq3的单一层，(6)阴极为Mg/In合金层。

在上述例子中作为空穴注入层CuPc被加以使用，但是有时也不特别设置空穴注入层。空穴输送层通常使用NPB。

发光层以螯合金属配位化合物和缩合多环芳香族化合物为基质，掺杂各种掺杂剂而得。蓝色发光使用缩合多环芳香族化合物的2-叔丁基-9、10-二(2-萘基)蒽(TBADN)等，而红色、绿色发光使用螯合金属配位化合物的Alq3、二苯并喹啉和铍配位化合物(BeBq2)等。

特开2003-257664号公报提出了当TBADN用在发光层中时，一般使用电子输送层(例如Alq3)，发光层为Alq3等螯合金属配位化合物时省略电子输送层。

这些层的类型的图形形成必须使掩模靠近基板，借助掩模使阴极、空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层、阳极通过真空蒸镀来形成，特别是形成RGB层的微细的图形布线的制作的蒸镀用掩模由于十分精细而难于制造，并且相当昂贵。但是，在低分子型有机EL元件的有机层的图形形成中，如果多次使用相同的掩模进行蒸镀，掩模上就会堆积并附着有机材料，从而就不能在基板上转印出高精细的掩模的图形。因此为了实现高精细的掩模的图形，就不得不舍弃使用过数次的昂贵的掩模，从生产成本来看也是很难批量生产的一个原因。另外在处于开发阶段的有机EL领域，通过反复使用掩模来降低成本的尝试以及研究目前还没有进行。

发明内容

根据上述现状，本发明者们以在制造低分子型有机EL元件时尽可能多次地反复使用掩模的新构想为根本，着眼开发高效率的掩模用清洗液。即本发明的目的是提供有效地去除在低分子型有机EL元件制造的真空蒸镀工序中附着的各种有机材料的清洗液和清洗方法。

本发明者们为了达到上述目的在反复专心研究的过程中发现了以下事实，包含1种或者2种或以上的非质子性极性溶剂的清洗液，在低分子型有机EL元件制造的真空蒸镀工序中对于附着在掩模上的各种有机材料具有优异的清洗能力，进行进一步研究的结果从而完成了本发明。

也就是说，本发明涉及在低分子型有机EL元件制造的真空蒸镀工序中所使用的掩模的清洗液，其含有1种或者2种或以上的非质子性极性溶剂。

另外，在本发明的上述清洗液中，低分子型有机EL元件结构可以包括N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-联苯胺和酞菁铜(II)以及三(8-羟基喹啉)铝。

并且，在本发明的上述清洗液中，非质子性极性溶剂可为N，N′-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1，4-二噁烷或者环己烷。

另外，在本发明的上述清洗液中，非质子性极性溶剂可以为N-甲基-2-吡咯烷酮或者环己烷。

并且，在本发明的上述清洗液中，非质子性极性溶剂可以为1种。

另外，本发明还涉及一种在低分子型有机EL元件制造的真空蒸镀工序中所使用的掩模的清洗方法，其是使用上述清洗液，通过浸渍或者喷射水流进行清洗。

并且，在本发明的上述清洗方法中，可以并用超声波进行清洗。

另外，在本发明的上述清洗方法中，可以在室温下进行清洗。

并且，在本发明的上述清洗方法中，可以将掩模清洗后，用氢氟醚进行漂洗。

本发明的清洗液由于对于附着在各种掩模表面上的1种或2种或以上的低分子型有机EL元件材料可以用1种清洗液加以去除，所以可以再次利用掩模。它可以使得需要高精细的掩模图形的该领域，在制作和废弃掩模的时候大幅度降低费用，达到完全预想不到的实用效果。并且，本发明的清洗液由于可以用1种清洗液清洗1种或2种或以上的低分子型有机EL元件材料，不需要不同种类的清洗液的清洗槽，其结果可以达到清洗过程十分简单的效果。而且，包含在清洗液中的非质子性极性溶剂为1种时，不用调整蒸馏后获得的溶剂的组成，可以直接作为本发明的清洗液加以再利用。

另外，本发明的清洗液由于可以在室温下进行清洗，即便掩模的材料是特别的金属材料，如SUS，镍(Ni)单体，铁(Fe)等与镍的合金(例如Fe-Ni合金)等也不会产生掩模图形的伸缩及变形，即便是反复使用也可以在基板上正确的转印图形。

并且，使用本发明的清洗液将掩模清洗后，使用干燥速度快的氢氟醚进行漂洗，由于本发明的清洗液对氢氟醚有着良好的溶解性，所以容易漂洗。

附图说明

图1是表示将真空室内的掩模和玻璃基板的位置对准的斜视图。

图2是示意地表示EL元件的蒸镀形成方式的侧面图。

符号说明

1    玻璃基板

1a   对准标记

11   透明电极

20   掩模

20a  对准标记

20h  开口部

21   掩模支架

22   CCD照相机

24   承载台

30   蒸镀源

具体实施方式

用于本发明的清洗液中的非质子性极性有机溶剂，例如：N-甲基-2-吡咯烷酮、N-二甲基甲酰胺的酰胺类溶剂、环己烷、环戊酮等环状酮、1，3-二噁烷、二甘醇二甲醚、乙二醇二甲醚的醚类溶剂，其中以N-甲基-2-吡咯烷酮或环己烷特别理想。

并且，该非质子性极性有机溶剂不仅能使用上述中的1种，用2种或以上这些有机溶剂组合的清洗液也可以发挥出色的清洗能力，因此优选。

另外，在蒸馏使用过的清洗液进行再利用时，即便是由多种的有机溶剂组成的清洗液，通过调整蒸馏而回收的液体的组合物从而可以再次使用。

另外，本发明的清洗液可以将在低分子型有机EL元件制造的真空蒸镀工序中所使用的掩模通过浸渍或喷射水流的清洗方法在室温下进行清洗。因此，清洗时没有设定高温的必要，所以可以防止掩模在清洗时发生变形。在这里，室温指10℃～40℃，优选为20℃～30℃，进一步优选为25℃。

另外，本发明的清洗液，在清洗掩模时通过和超声波清洗并用，可以提高溶解能力，缩短清洗时间。

并且，本发明的清洗液可以使用干燥速度迅速的各种漂洗液进行漂洗，例如使用公知的干燥速度迅速的氢氟醚作为漂洗液就特别理想。

以下就EL显示装置的制造方法进行说明。在玻璃基板上形成TFT以及透明电极，进一步将形成的孔输送层的玻璃基板放置于铅垂直方向，插入真空室内。在此真空室内，如图1所示方式，预先配置了按照发光层形状而开口的掩模20。详细地说是该掩模20通过承载台24上配置的掩模支架来加以固定。

该工序对应作为彩色显示装置的各个原色R、G、B分别进行。即形成了空穴输送层的玻璃基板1，为形成对应上述各原色R、G、B发光层依次分别插入真空室内。然后，在这此各个真空室内，作为上述掩模20，在上述透明电极(阳极)中，只在用于所规定的原色发光中的透明电极(阳极)的对应部分装备了开口的掩模。即，在各个真空室内，装备了对应R、G、B的任意一种颜色的掩模。由此，在各个真空室内就可以将与各原色对应的发光层分别在所规定的位置上形成。

在前面的图1中，从配置在承载台24的下方的蒸镀源30，通过加热并蒸发发光层材料，借助上述掩模的开口部分在玻璃基板1表面上蒸镀相同的材料。

图2示意地表示借助该掩模20的发光层的形成方式。如图2所示，在各个透明电极(阳极)中，在各个真空室内与相应的该原色对应的透明电极的形成区域以外部分用掩模20覆盖。然后，与相应的该原色对应的EL材料(有机EL材料)，在蒸镀源30内被加热，气化后通过掩模20的开口部20h在玻璃基板1上(准确地说是它的空穴输送层)上蒸镀形成。

另外，作为掩模的材质，可列举有SUS、Ni单体、Fe和Ni的合金(例如Fe-Ni合金)、还有硅等半导体等。

以下同时显示本发明的实施例和比较例，就本发明进行详细地说明，但本发明并不局限于这些实施例。另外，在该技术领域中作为清洗液被公知的清洗液以前并不存在，而参考例使用的有机溶剂作为有机EL材料的清洗用也是新的溶剂。它们是为去除其它领域的有机化合物而使用的一般溶剂，为了参考而进行实验。

实施例

低分子型有机EL元件材料清洗试验1：清洗性，漂洗性

如表1所示，对5种低分子型有机EL元件材料，进行了清洗性(去除时间)和漂洗性的调查。关于清洗性，通过将蒸镀各种材料的金属薄片在室温(25℃)下浸渍在清洗液中，另外，关于漂洗性，作为清洗后的漂洗液使用住友3M的ノベツクHFE 7100(氢氟醚)在室温(25℃)下，通过在注满了漂洗液的两个槽中分别浸渍1分钟的“两槽处理”来进行调查。将结果用图2表示。

并且，对于清洗性，对通过浸渍法和超声波并用的情况也作了调查。将这些结果和比较例一起在示于表3中。

表1：清洗对象

简略编号	低分子型有机EL元件材料
		A	NPB
B	CuPc
		C	TBADN
D	Alp3
		E	Alp3+TBADN

表2：清洗性、漂洗性

	清洗液	清洗性					漂洗性
								A	B	C	D	E
		比较例1	3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇	×	×	○	○							○	○
比较例2	γ-丁内酯							◎	×	◎	◎	◎	○
		比较例3	乳酸	×	×	◎	◎							◎	○
比较例4	二甘醇单甲醚							×	×	◎	◎	◎	○
		实施例1	N-甲基-2-吡咯烷酮	◎	◎	◎	◎							◎	○
实施例2	环己烷							◎	◎	◎	◎	◎	○
		实施例3	N，N′-二甲基甲酰胺	◎	○	◎	◎							◎	○
实施例4	乙二醇二甲醚							◎	○	◎	◎	○	○
		实施例5	二甘醇二甲醚	◎	○	◎	◎							○	○
实施例6	1，4-二噁烷							○	○	◎	○	○	○

清洗性  ◎：1分钟以内可以去除

        ○：3分钟可以去除

        ×：不能去除

漂洗性  ○：良好

        ×：不充分

表3：与超声波并用时的清洗性

		清洗性
							A	B	C	D	E
		比较例1	3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇	×	×	◎						◎	◎
比较例4	二甘醇单甲醚						×	×	◎	◎	◎
		实施例1	N-甲基-2-吡咯烷酮	◎	◎	◎						◎	◎
实施例2	环己烷						◎	◎	◎	◎	◎
		实施例5	二甘醇二甲醚	◎	◎	◎						◎	◎

如表2、表3所示，在比较例子中列举的溶剂，无论用通过浸渍法的清洗方法还是并用超声波的清洗方法，用1种溶剂在室温(25℃)下，并不能去除A～E的所有种类的低分子型有机EL元件材料。

于此相对照实施例的溶剂，使用1种有机溶剂，通过浸渍清洗法，在室温(25℃)下，可以去除A～E的所有种类的低分子型有机EL元件材料。

另外，通过浸渍法和超声波并用，在室温(25℃)下进一步提高清洗性。

Claims (11)

1、一种在低分子型有机电致发光元件制造的真空蒸镀工序中使用的掩模的清洗液，其含有1种、2种或以上从N，N′-二甲基甲酰胺、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1，4-二噁烷和环己烷中选择的非质子性极性溶剂。

2、根据权利要求1所记载的清洗液，该清洗液中的非质子性极性溶剂为1种。

3、根据权利要求1所记载的清洗液，其中进一步含有N-甲基-2-吡咯烷酮。

4、根据权利要求1所记载的清洗液，其中低分子型有机电致发光元件结构包括N，N′-二(1-萘基)-N，N′-二苯基-联苯胺和酞菁铜(II)和三(8-羟基喹啉)铝。

5、一种低分子型有机电致发光元件制造的真空蒸镀工序中使用的掩模的清洗方法，其中使用权利要求1所记载的清洗液，通过浸渍或者喷射水流进行清洗。

6、根据权利要求5所记载的清洗方法，其中并用超声波进行清洗。

7、根据权利要求5所记载的清洗方法，其中在10℃～40℃下进行清洗。

8、一种低分子型有机电致发光元件制造的真空蒸镀工序中使用的掩模的清洗方法，其是使用1种、2种或以上从N，N′-二甲基甲酰胺、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚、1，4-二噁烷、环己烷和N-甲基-2-吡咯烷酮中选择的非质子性极性溶剂，通过浸渍或者喷射水流清洗掩模后，用氢氟醚进行漂洗。

9、根据权利要求8所记载的清洗方法，非质子性极性溶剂为N-甲基-2-吡咯烷酮。

10、根据权利要求8所记载的清洗方法，其中并用超声波进行清洗。

11、根据权利要求8或者9所记载的清洗方法，其中在10℃～40℃下进行清洗。

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