JP4606824B2 - 有機ｅｌディスプレイの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は有機ＥＬディスプレイの製造方法に係り、さらに詳しくは、基板としてプラスチックフィルムを使用した有機ＥＬディスプレイの製造方法に関する。

近年、自己発光素子である有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬディスプレイが注目されている。有機ＥＬ素子は自己発光型で視野角依存性が少ないため表示特性がよく、さらには低消費電力であるなどの特徴を有することから各種表示装置への利用が期待されている。

また、有機ＥＬディスプレイは、薄型化や軽量化に容易に対応でき、しかも表示速度が速いために動画表示に適しているばかりではなく、非自己発光型のフラットパネルディスプレイよりも簡易な構成とすることができるので、コスト面でも有利になる可能性がある。

有機ＥＬディスプレイをフルカラー化するためには、３原色（赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ））の光を放出できるようにする必要がある。フルカラー化する方法としては、３原色の有機ＥＬ発光層を塗り分けて形成する方式、色変換方式、カラーフィルタ方式などがある。有機ＥＬディスプレイの発光層又はカラーフィルタをインクジェット法で形成する方法は、例えば特許文献１及び２に記載されている。

また、従来、有機ＥＬディスプレイの薄型化、軽量化及び破損防止などのために、基板としてガラス基板の代わりにプラスチックフィルムを用いたものがある。
特開２００２−２０７１１４号公報 特開２００２−１３９６１４号公報 特開２００３−１３１１９９号公報

ところで、プラスチックフィルムは、剛性が弱く、また熱変形温度が低いため、熱処理を伴う製造工程において反りや膨張収縮のような熱変形を生じ易い。このため、プラスチックフィルム上に直接ドットマトリクス素子やカラーフィルタなどを形成する製造方法では、熱処理を伴う製造工程などの条件が制限され、また高精度の位置合わせが困難になるので、所望の特性を有する素子基板を製造できなくなる場合がある。

この問題を回避するために、耐熱性で剛性のガラス基板の上に製造条件が制限されないでドットマトリクス素子やカラーフィルタなどを高精度で位置合わせして形成して転写層とした後、この転写層をプラスチックフィルム上に転写・形成することにより、液晶表示装置用の素子基板を製造する方法が考案されている（例えば特許文献３）。

しかしながら、プラスチックフィルムを基板に使用する有機ＥＬディスプレイの製造方法は十分に確立されておらず、プラスチックフィルム上に所望の有機ＥＬ素子を高歩留りで安定して形成する方法が切望されている。

本発明は上記した問題点を鑑みて創作されたものであり、何ら不具合が発生することなく高歩留りで製造される、プラスチックフィルムを基板に使用した有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供することを目的とする。

上記した課題を解決するため、本発明は有機ＥＬディスプレイに係り、プラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルム上に形成された接着層と、前記接着層上に形成された保護層と、前記保護層に埋設された複数の透明電極と、前記複数の透明電極の間の前記保護層上に形成され、前記透明電極上に開口部が設けられた有機絶縁層パターンと、前記有機絶縁層パターンの複数の開口部内の前記複数の透明電極上にインクジェット法でそれぞれ形成された発光層を含む有機ＥＬ層と、前記有機ＥＬ層上に形成された金属電極と、前記金属電極を被覆する封止層とを有することを特徴とする。

本発明の有機ＥＬディスプレイを得るには、まず、仮基板（ガラス基板など）上に、剥離層、マスク層（Ａｌなど）、有機絶縁層（ポリイミド樹脂など）、透明電極及び保護層から構成される転写層が形成され、その後に、プラスチックフィルム上に接着層を介してその転写層が上下反転して転写・形成される。

次いで、プラスチックフィルム上の剥離層が除去されると共に、マスク層がマスクとなって有機絶縁層がエッチングされ、その後にマスク層が除去される。

このようにして、プラスチックフィルム上に転写された透明電極上に開口部が設けられた有機絶縁層パターンが形成される。続いて、有機絶縁層パターンの複数の開口部内の透明電極上に、インクジェット法によって発光層を含む有機ＥＬ層が塗布されて形成される。本発明では、有機ＥＬ層がインクジェット法で形成される際に、有機絶縁層パターンが隔壁として機能し、その開口部の透明電極上に発光層を含む有機ＥＬ層が精度よく形成される。その後に、有機ＥＬ層上に金属電極が形成され、それらを被覆する封止層がされる。

本発明の有機ＥＬディスプレイは以上のような製造方法で製造され、形成工程で熱処理が施される透明電極及び有機絶縁層は耐熱性の仮基板上に形成されるので、低抵抗の透明電極が得られると共に、プラスチックフィルムが熱変形するおそれがなくなる。しかも、発光層を含む有機ＥＬ層は有機絶縁層パターンを隔壁として利用するインクジェット法によって簡易にかつ高精度で形成されるので、簡易な構造とすることができ、製造コストの低減を図ることができる。

上記した発明において、発光層は、赤色（Ｒ）発光層、緑色（Ｇ）発光層及び青色（Ｂ）発光層から構成されるようにしてもよいし、発光層として白色発光層を使用し、接着層と保護層との間に接着層に埋設されたカラーフィルタ層を形成してもよい。あるいは、色の彩度を向上させる場合は、発光層を３原色の発光層から構成し、さらに接着層と保護層との間にカラーフィルタ層を形成することにより、カラーフィルタ層と３原色のＥＬ発光とを組み合わせてフルカラー化するようにしてもよい。

また、上記した発明において、有機絶縁層パターンの下に水蒸気をブロックするバリア絶縁層パターンを形成してもよい。この場合、透明電極も水蒸気をブロックするバリア層として機能することから、外気やプラスチックフィルムから有機ＥＬ素子に侵入する水蒸気を完全にブロックすることができ、有機ＥＬ素子の水蒸気による劣化が防止される。

また、上記した本発明において、有機絶縁層パターンは、テーパー角が６０°以下の順テーパー形状で形成され、さらに有機絶縁層パターンの表面が撥水化されていることが好ましい。このようにすることにより、インクジェット装置のノズルが透明電極（画素部）から位置ずれするとしても、塗布液が有機絶縁層パターンの開口部側（透明電極上）に流れ込んでいくので、有機ＥＬ層が高精度で形成され、有機ＥＬディスプレイの表示特性及び信頼性を向上させることができる。

また、上記した課題を解決するため、本発明は有機ＥＬディスプレイの製造方法に係り、仮基板上に剥離層を形成する工程と、前記剥離層上にマスク層をパターニングする工程と、前記剥離層及び前記マスク層上に有機絶縁層を形成する工程と、前記有機絶縁層上に複数の透明電極を形成する工程と、前記透明電極を被覆する保護層を形成する工程と、前記保護層上に、接着層を介して、プラスチックフィルムを接着する工程と、前記仮基板を前記剥離層との界面から剥離し、前記剥離層、前記マスク層、前記有機絶縁層、前記透明電極、及び前記保護層を前記プラスチックフィルム上に転写する工程と、前記剥離層を除去すると共に、前記マスク層をマスクにして前記有機絶縁層をエッチングすることにより、前記複数の透明電極上に開口部がそれぞれ設けられた有機絶縁層パターンを前記透明電極の間の前記保護層上に形成する工程と、前記マスク層を除去する工程と、前記有機絶縁層パターンの複数の開口部内に露出する前記複数の透明電極の上に、インクジェット法により発光層を含む有機ＥＬ層をそれぞれ形成する工程と、前記有機ＥＬ層上に金属電極を形成する工程と、前記金属電極を被覆する封止層を形成する工程とを有することを特徴とする。

上記した発明において、保護膜上にカラーフィルタをさらに形成してから接着層を介してプラスチックフィルムを接着してもよい。

本発明の製造方法を使用することにより、上記した構成の有機ＥＬディスプレイを容易に製造することができる。

本発明と違って、プラスチックフィルム上に有機絶縁層パターンを直接形成する方法では、熱処理によってプラスチックフィルムが熱変形すると共に、有機絶縁層として感光性樹脂が使用されることから有機絶縁層パターンが逆テーパー形状となり、有機絶縁層パターンがインクジェット法での隔壁として機能しなくなる。

しかしながら、本発明では、熱処理を伴う透明電極や有機絶縁層の形成を仮基板で行い、これらをプラスチックフォルムに転写した後に、マスク層をマスクにして有機絶縁層をエッチングして有機絶縁層パターンを形成する。このような製造方法を採用することにより、プラスチックフィルム上にインクジェット法での隔壁として機能する順テーパー形状の有機絶縁層パターンを容易に形成することができるので、インクジェット法により有機ＥＬ層を高精度で安定して形成することができるようになる。しかも、プラスチックフィルム上に低抵抗の透明電極を形成することができる。

以上のように、本発明の有機ＥＬディスプレイのような構造とすることにより、基板としてプラスチックフィルムを使用した表示特性の優れた有機ＥＬディスプレイが何ら不具合が発生することなく高歩留りで製造される。

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照しながら説明する。

（第１の実施の形態）
図１〜図６は本発明の実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法を順に示す断面図である。本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、図１（ａ）に示すように、まず、仮基板としてのガラス基板２０を用意し、このガラス基板２０上にポリイミド樹脂などからなる剥離層２２を形成する。

続いて、図１（ｂ）に示すように、スパッタ又は蒸着などにより、剥離層２２上にアルミニウム（Ａｌ）又は銀（Ａｇ）などよりなる金属層２４ａを形成する。さらに、図１（ｃ）に示すように、金属層２４ａをフォトリソグラフィ及びエッチングでパターニングすることによりマスク金属層２４を形成する。このとき、マスク金属層２４は、後に形成される複数の透明電極の間に対応する部分にパターニングされる。

次いで、図１（ｄ）に示すように、剥離層２２及びマスク金属層２４上にスピンコート法や印刷などによりポリイミド樹脂などの塗布膜を形成した後に、２００〜３００℃の温度で熱処理して塗布膜を硬化させることにより、膜厚が例えば２〜５μｍの有機絶縁層２６ａを得る。有機絶縁層２６ａとしては、ポリイミド樹脂の他にＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）樹脂やアクリル樹脂などの酸素ガスを主とするガスのプラズマでエッチング可能な材料が使用される。本実施形態では、熱処理を伴う有機絶縁層２６ａの形成をガラス基板２０上で行うので、最終的に基板となるプラスチックフィルムに熱変形が生じる問題が解消される。

その後に、図２（ａ）に示すように、有機絶縁層２６ａ上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）層を形成した後に、ＩＴＯ層をパターニングすることによりストライプ状の透明電極２８を形成する。本実施形態では、単純マトリクス駆動用の透明電極２８を例に挙げるが、アクティブマトリクスタイプに対応するように透明電極２８を形成してもよい。その場合は、透明電極２８がＴＦＴ素子やＭＩＭ素子などのアクティブ素子（不図示）に接続され、アクティブ素子から透明電極２８に表示信号が供給される。

本実施形態では、透明電極２８となるＩＴＯ層を耐熱性のガラス基板２０上に形成することから、成膜温度が２００℃程度のスパッタ法などを採用することができる。これにより、透明電極２８（ＩＴＯ）は低抵抗（比抵抗値：３×１０^-4Ω・ｃｍ以下）な電気特性をもって形成される。

続いて、図２（ｂ）に示すように、透明電極２８及び有機絶縁層２６ａ上にアクリル樹脂などよりなる保護層３０を形成する。これにより、透明電極２８の段差は保護層３０によって埋め込まれて平坦化される。

次いで、図２（ｃ）に示すように、図２（ｂ）の構造体の上に接着層３２を介してプラスチックフィルム４０を対向させて配置する。その後に、熱処理することにより接着層３２を硬化させて、図２（ｂ）の構造体の上にプラスチックフィルム４０を接着する。プラスチックフィルム４０としては、膜厚が１００〜２００μｍのポリエーテルスルホンフィルムやポリカーボネートフィルムなどが好適に使用される。

続いて、同じく図２（ｃ）に示すように、プラスチックフィルム４０の一端にロール３５を固定し、このロール３５を回転させながらガラス基板２０を剥離する。このとき、ガラス基板２０と剥離層２２との界面（図２（ｃ）のＡ部）に沿って剥離され、ガラス基板２０が廃棄される。

これにより、図３（ａ）に示すように、プラスチックフィルム４０上に、下から順に、接着層３２、保護層３０、透明電極２８、有機絶縁層２６ａ、マスク金属層２４及び剥離層２２が転写・形成される。

その後に、図３（ｂ）に示すように、酸素ガスのプラズマで剥離層２２を除去し、さらに露出したマスク金属層２４をマスクにして酸素ガスのプラズマで有機絶縁層２６ａをエッチングすることにより有機絶縁層パターン２６を得る。等方性エッチング装置での酸素ガスのプラズマを用いることにより、有機絶縁層２６ａ（ポリイミド樹脂又はＰＭＭＡ樹脂）はマスク金属層２４から等方的にエッチングされて、順テーパー形状（上側から下側になるにつれて幅が太くなる形状）の有機絶縁層パターン２６が得られる。本実施形態では、テーパー角度θ（図３（ｂ））が６０°以下（好適には６０°〜３０°）の順テーパー形状の有機絶縁層パターン２６を得ることができる。

なお、有機絶縁層２６ａとして、アクリル樹脂を使用する場合は、酸素ガスにＣＦ₄などのフッ素原子を含むガスを２〜５％添加した混合ガスのプラズマによってエッチングされる。

続いて、図３（ｃ）に示すように、マスク金属層２４を透明電極２８及び有機絶縁層パターン２６に対して選択的に除去する。例えば、マスク金属層２４としてＡｌ層を使用する場合は、燐酸を含む溶液を使用するウェットエッチングが採用され、透明電極２８にダメージを与えることなくマスク金属層２４が除去される。

これにより、順テーパー形状の有機絶縁層パターン２６が露出し、有機絶縁層パターン２６は透明電極２８上に開口部２６ｘが設けられた状態で形成される。

その後に、図４（ａ）に示すように、図３（ｃ）の構造体の上面を酸素ガスのプラズマでプレアッシングした後に、ＣＦ₄、ＳＦ₆又はＣＨＦ₃などのフッ素原子を含むガスのプラズマに曝す。あるいは、フッ素原子を含むガスと酸素ガスとの混合ガスのプラズマで表面処理を行ってもよいし、フッ素原子を含むガス単体のプラズマで表面処理してもよい。これにより、有機絶縁層パターン２６の上面及び側面にフッ素原子が付着することによって有機絶縁層パターン２６は液体をはじく撥水性を示すようになる同時に、透明電極２８の露出面は親水性となる。

本願発明者の実験によれば、このような表面処理を行うことにより、有機絶縁層パターン（ポリイミド）２６上での接触角が３０°以上（撥水性）で、透明電極（ＩＴＯ）２８上での接触角が２０°以下（親水性）になることが確認された。

次いで、図４（ｂ）に示すように、インクジェット装置（不図示）を用意し、インクジェット装置のノズル５０から、例えばチオフェン系導電性高分子（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）の塗布液５４を、有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ内の透明電極２８上に順次吐出させて塗布することにより、ホール輸送層を形成するための塗布膜（不図示）を形成する。

このとき、有機絶縁層パターン２６は順テーパー形状で、かつその表面が撥水化されているので、インクジェット装置のノズル５０が透明電極２８から多少位置ずれするとしても、有機絶縁層パターン２６の上面に塗布された塗布液は有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ側に流れて開口部２６ｘ内に溜まるようになる。しかも、透明電極２８の表面は親水性になっているので、透明電極２８上に塗布液が安定して形成される。

続いて、図４（ｃ）に示すように、有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ内に溜まった塗布膜を１００〜２００℃の温度でベークして乾燥させることにより、有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ内の透明電極２８上に膜厚が例えば２０〜５０ｎｍのホール輸送層３４を得る。

本実施形態では、３原色の有機ＥＬ発光層を塗り分けて形成してフルカラー化する形態を説明するので、図４（ｃ）に示すように、複数の透明電極２８は、赤色画素部Ｒ、緑色画素部Ｇ及び青色画素部Ｂになるように画定される。そして、３つの画素部（サブピクセル）が表示単位であるピクセルを構成する。

次いで、図５（ａ）に示すように、赤色（Ｒ）発光層を形成するための塗布液５６Ｒを吐出するノズル５０Ｒ、緑色（Ｇ）発光層を形成するための塗布液５６Ｇを吐出するノズル５０Ｇ、青色（Ｂ）用発光層を形成するための塗布液５６Ｂを吐出するノズル５０Ｂを備えたインクジェット装置（不図示）を用意する。

３原色の発光層を形成するための各塗布液５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂの材料としては、π共役ポリマー系発光材料と色素含有ポリマー系発光材料がある。さらに詳しくは、π共役ポリマー系発光材料としては、ポリフルオレン（ＰＦ）誘電体（赤色，緑色，青色）、ポリスパイロ（Poly-Spiro）誘電体（赤色，緑色，青色）、ポリパラフェ二レン誘電体又はポリチオフェン誘電体などがある。

ポリフルオレン（ＰＦ）誘電体の青色発光材料としては、ＰＤＡＦ（Poly[9,9'dialkylfluorenel]）がある。また、ポリパラフェ二レン誘電体の赤橙色発光材料としては、ＭＥＨ−ＰＰＶ:（poly[2-methoxy, 5-(2'-ethylhexoxy)-1, 4-phenylenel)がある。また、ポリチオフェン誘電体の赤色発光材料としては、ＰＡＴ（poly[3-alkylthiophenel]）がある。

一方、色素含有ポリマー系発光材料としては、燐光又は蛍光の低分子色素をポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）に分散した発光材料である色素分散ＰＶＫ（赤色、緑色、青色）、又は、Ir(ppy)₃などの燐光基をＰＶＫの側鎖に組み込んだ燐光性高分子である側鎖組み込み型ＰＶＫ（赤色、緑色、青色）がある。

上記した材料をキシレン、トルエン、クロロホルム、アニソール、テトラデカン、ジクロロエタン、クロロベンゼン、ベンゼン、ジクロロベンゼンなどの溶媒に溶かして各色の発光層を形成するための塗布液（インク）を調整する。

そして、赤色（Ｒ）発光層を形成するための塗布液５６Ｒ、緑色（Ｇ）発光層を形成するための塗布液５６Ｇ及び青色（Ｂ）発光層を形成するための塗布液５６Ｂを、各ノズル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂから３原色の各画素部（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のホール輸送層３４上にそれぞれ吐出させて塗布して塗布膜（不図示）を得る。

このとき、ホール輸送層３４を形成するときと同様に、有機絶縁層パターン２６は順テーパー形状で、かつその表面が撥水化されているので、各ノズル５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂが各色の画素部（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の透明電極２８から多少位置ずれするとしても、各塗布液５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂは、有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘに流れ込んで各色の画素部（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のホール輸送層３４上にそれぞれ精度よく塗布される。

その後に、図５（ｂ）に示すように、各色の発光層を形成するための塗布膜を１００〜２００℃の温度でベークして乾燥させることにより、膜厚が例えば１００ｎｍの赤色発光層３６Ｒ、緑色発光層３６Ｇ及び青色発光層３６Ｂを得る。

このように、有機絶縁層パターン２６は、透明電極２８上にホール輸送層３４及び３原色の発光層３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂをインクジェット法によって形成する際の隔壁として機能し、ホール輸送層３４及び３原色の発光層３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂが位置ずれすることなく有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ内の透明電極２８上に精度よく形成される。

これにより、ホール輸送層３４と３原色の発光層３６（３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ）とにより構成される有機ＥＬ層３が得られる。

次いで、図５（ｃ）に示すように、有機ＥＬ層３上に金属電極４２を形成する。単純マトリクスタイプの有機ＥＬディスプレイを製造する場合は、金属電極４２はストライプ状の透明電極２８に直交するようにストライプ状に形成される。あるいは、アクティブマトリクスタイプの有機ＥＬディスプレイを製造する場合は、金属電極４２はディスプレイ領域全面に形成される。

このとき、有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘに有機ＥＬ層３が形成された後に段差が生じている場合であっても、有機絶縁層パターン２６は順テーパー形状となっているので、金属電極４２が断線するおそれがない。

金属電極４２としては、マグネシウム銀（ＭｇＡｇ）の合金膜（Ｍｇ：Ａｇ＝１０：１）、カルシウム（Ｃａ）膜もしくはカルシウム／アルミニウム（Ｃａ／Ａｌ）積層膜、バリウム（Ｂａ）膜もしくはバリウム／アルミニウム（Ｂａ／Ａｌ）積層膜、フッ化リチウム／アルミニウム（ＬｉＦ／Ａｌ）積層膜（ＬｉＦの膜厚：０．２〜１ｎｍ、Ａｌの膜厚：１００〜２００ｎｍ）、酸化リチウム／アルミニウム（Ｌｉ₂Ｏ／Ａｌ）積層膜（Ｌｉ₂Ｏの膜厚：０．２〜１ｎｍ、Ａｌの膜厚：１００〜２００ｎｍ）、又は、フッ化セシウム／アルミニウム（ＣｓＦ／Ａｌ）積層膜（ＣｓＦの膜厚：０．２〜１ｎｍ、Ａｌの膜厚：１００〜２００ｎｍ）などが使用される。

これにより、透明電極２８と、ホール輸送層３４及び３原色の発光層３６（３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ）よりなる有機ＥＬ層３と、金属電極４２とにより構成される有機ＥＬ素子２が得られる。なお、有機ＥＬ素子２の発光特性を向上させる場合は、発光層３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂと金属電極４２との間に、金属キレート系などの有機化合物を１層又は２層形成して電子注入層を設けるようにしてもよい。

その後に、図６に示すように、有機ＥＬ素子２を被覆する封止層４４を形成する。封止層４４の材料としては、シリコン酸化層（ＳｉＯ_X）、シリコン窒化層（ＳｉＮ_X）又はシリコン酸化窒化層（ＳｉＯＮ）などが使用される。あるいは、防湿層が形成された樹脂フィルムを貼着して封止層４４としてもよい。

以上により、本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイ装置１が完成する。

第１実施形態の有機ＥＬディスプレイ１では、図６に示すように、基板としてプラスチックフィルム４０が使用され、その上に接着層３２を介して保護膜３０が形成されている。保護膜３０には透明電極２８が埋設されており、透明電極２８上に開口部２６ｘが設けられた有機絶縁層パターン２６が複数の透明電極２８の間の保護膜３０上に形成されている。有機絶縁層パターン２６はテーパー角度が６０°以下の順テーパー形状で形成され、かつその表面が撥水化されている。

さらに、有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ内の透明電極２８上にはホール輸送層３４及び３原色の発光層３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂが形成されている。複数の透明電極２８は、赤色画素部（Ｒ）、緑色画素部（Ｇ）及び青色画素部（Ｂ）に画定されており、各色の画素部に対応するように赤色発光層３６Ｒ、緑色発光層３６Ｇ及び青色発光層３６Ｂが形成されている。そして、ホール輸送層３４及び発光層３６（３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂ）により有機ＥＬ層３が構成されている。有機ＥＬ層３は、インクジェット法で形成される際の隔壁として機能する有機絶縁層パターン２６によって画定された状態で各画素部（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に精度よく形成されている。

また、有機ＥＬ層３上には金属電極４２が設けられており、透明電極２８、有機ＥＬ層３及び金属電極４２により有機ＥＬ素子２が構成されている。有機ＥＬ素子２上にはそれを被覆する封止層４４が形成されている。

本実施形態の有機ＥＬディスプレイ１はこのような構成になっており、有機ＥＬ素子２の透明電極２８（陽極）に正の電圧が印加され、金属電極４２（陰極）に負の電圧が印加される。これにより、透明電極２８からホール輸送層３４を介して発光層３６に注入される正孔と、金属電極４２から発光層３６に注入される電子とが発光層３６内で再結合することによって、発光層３６から外部に所定の色の光が放出されてカラー画像が得られる（図６の矢印の方向）。

本実施形態の有機ＥＬディスプレイ１の製造方法では、まず、耐熱性のガラス基板２０上に製造条件が制限されることなく、剥離層２２、マスク金属層２４、有機絶縁層２６ａ、透明電極２８及び保護層３０よりなる転写層が形成される。その後に、その転写層が接着層３２を介してプラスチックフィルム４０上に上下反転した状態で転写・形成される。次いで、剥離層２２が酸素ガスのプラズマで除去されると共に、露出したマスク金属層２４がマスクとなって有機絶縁層２６ａが酸素ガスのプラズマによってエッチングされた後に、マスク金属層２４が除去される。

このようにして、プラスチックフィルム４０上に転写・形成された透明電極２８上に開口部２６ｘが設けられた有機絶縁層パターン２６が形成される。その後に、フッ素原子を含むガスのプラズマで表面処理を行うことにより、有機絶縁層パターン２６の表面を撥水化すると共に、透明電極２８の表面を親水性にする。

さらに、ホール輸送層３４及び３原色の発光層３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂが有機絶縁層パターン２６の開口部２６ｘ内の透明電極２８上にインクジェット法により順次形成されて有機ＥＬ層３が得られる。このとき、有機絶縁層パターン２６は順テーパー形状でかつその表面が撥水化されているので、インクジェット装置のノズルから吐出される各色の発光層を形成するための塗布液は、有機絶縁層パターン２６が隔壁となってその開口部２６ｘ内に精度よく流し込まれる。続いて、有機ＥＬ層３上に金属電極４２が形成された後に、それらが封止層４４によって被覆される。

本実施形態と違って、プラスチックフィルム上に透明電極や有機絶縁層パターンを直接形成する方法では、それらを形成する際の熱処理によってプラスチックフィルムが熱変形するので、表示性能の優れた有機ＥＬディスプレイを製造することは困難を極める。また、プラスチックフィルム上に有機絶縁層パターンを直接形成する方法では、ネガ型の感光性樹脂をフォトリソグラフィでパターニングする方法が採用されることから、有機絶縁層パターンが逆テーパー形状となりやすく、前述したようなインクジェット法での隔壁として機能させることが困難になる。

しかしながら、本実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法では、転写技術を使用することにより、プラスチックフィルム４０が熱変形することなく、その上に所望の膜特性の透明電極２８を形成できると共に、インクジェット法でホール輸送層３４や発光層３６を形成する際に隔壁として機能する順テーパー形状の有機絶縁層パターン２６を容易に形成することができる。

従って、ホール輸送層３４及び３原色の発光層３６Ｒ，３６Ｇ，３６Ｂが各色の画素部（Ｒ，Ｇ，Ｂ）にそれぞれ精度よく形成されるようになる。

このように、プラスチックフィルムを基板として使用する表示特性の優れた有機ＥＬディスプレイ１を歩留りよく安定して製造することができるようになる。

なお、後に説明する第３実施形態のように、保護層３０上にカラーフィルタ層を形成した後に、接着層３２を介してプラスチックフィルム４０を接着することにより、接着層３２に埋設されたカラーフィルタ層をさらに設けるようにしてもよい。この形態の場合、カラーフィルタ層と赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）のＥＬ発光との組み合わせによってフルカラー化されるので、色の彩度を向上させることができる。

（第２の実施の形態）
図７は本発明の第２実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。図７に示すように、第２実施形態の有機ＥＬディスプレイ１ａは、第１実施形態の図６において、複数の透明電極２８の間の保護層３０上（有機絶縁層パターン２６の直下）にバリア絶縁層パターン２５が形成された形態である。その他の要素は第１実施形態の図６と同一であるのでその説明を省略する。このバリア絶縁層パターン２５は、外気に含まれる水蒸気やプラスチックフィルム４０に含まれる水分が有機ＥＬ素子２に侵入することをブロックするバリア層として機能する。さらに、有機ＥＬ層３の下に形成された透明電極２８（ＩＴＯ）も水蒸気をブロックするバリア層として機能する。

これにより、有機ＥＬ層３の下方（外気やプラスチックフィルム４０）から侵入する水蒸気は、透明電極２８及びバリア絶縁層パターン２５によって完全にブロックされるので、有機ＥＬ素子２の水蒸気による劣化が防止される。しかも、透明電極２８の主要部（発光部）上にはバリア絶縁層が形成されていないので、表示特性に悪影響を及ぼすおそれもない。

第２実施形態の有機ＥＬディスプレイ１ａの製造方法は、まず、第１実施形態の図１（ｄ）の有機絶縁層２６ａを形成する工程の後（透明電極２８を形成する前）に、有機絶縁層２６ａ上に膜厚が例えば５０〜３００ｎｍのバリア絶縁層を形成する。バリア絶縁層としては、シリコン酸化層（ＳｉＯ_X）、シリコン窒化層（ＳｉＮ_X）又はシリコン酸化窒化層（ＳｉＯＮ）などが使用される。そして、図３（ｂ）の工程で有機絶縁層２６ａをエッチングした後、あるいは図３（ｃ）のマスク金属層２４を除去した後に、有機絶縁層パターン２６をマスクにして露出するバリア絶縁層をエッチングしてバリア絶縁層パターン２５を形成する。その後に、図４（ａ）〜図６で説明した製造方法により、有機ＥＬ素子２を形成し、封止層４４で封止する。

第２実施形態の有機ＥＬディスプレイ１ａは第１実施形態と同様な効果を奏すると共に、水蒸気の侵入による有機ＥＬ素子２の劣化が防止され、有機ＥＬディスプレイの信頼性を向上させることができる。

（第３の実施の形態）
図８及び図９は本発明の第３実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。

第３実施形態は、有機ＥＬ層の発光層として白色発光層を使用し、カラーフィルタ層を組み合わせてフルカラー化する形態である。図８及び図９において、第１実施形態（図６）及び第２実施形態（図７）と同一要素については同一符号を付してその説明を省略する。

図８に示すように、第３実施形態の有機ＥＬディスプレイ１ｂは、第１実施形態の図６の有機ＥＬディスプレイ１における赤色発光層３６Ｒ、緑色発光層３６Ｇ及び青色発光層３６Ｂを全て白色発光層３６Ｗに置き換えた形態である。そして、保護層３０と接着層３２との間にカラーフィルタ層３７が形成されている。カラーフィルタ層３７は、赤色画素部Ｒに対応する領域に形成された赤色カラーフィルタ層３７Ｒ、緑色画素部Ｇに対応する領域に形成された緑色カラーフィルタ層３７Ｇ、青色画素部Ｂに対応する領域に形成された青色カラーフィルタ層３７Ｂ、及び各画素部Ｒ，Ｇ，Ｂの間に形成された遮光層３９によって構成されている。第３実施形態では、白色発光層３６Ｗから白色光が放出されて３原色のカラーフィルタ層３７を通ってカラー画像が得られる（図８の矢印の方向）。

第３実施形態の有機ＥＬディスプレイ１ｂの製造方法は、第１実施形態の図２（ｂ）の工程の後に、保護層３０上にカラーフィルタ層３７を形成する。すなわち、まず、透明電極２８の間の保護層３０上の部分に遮光層３９を形成し、次いで、３原色の画素部（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を構成する領域の保護層３０上に、赤色カラーフィルタ層３７Ｒ、緑色カラーフィルタ層３７Ｇ、及び青色カラーフィルタ層３７Ｂを順次形成する。各カラーフィルタ層３７は、例えば顔料分散タイプの感光性塗布膜がフォトリソグラフィによりパターニングされて形成される。そして、カラーフィルタ層３７上に接着層３２を介してプラスチックフィルム４０が接着されて、第１実施形態と同様に、プラスチックフィルム４０上に転写・形成される。

その後に、有機絶縁層２６の開口部２６ｘにインクジェット法により、各色の画素部（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に白色発光層３６Ｗが形成される。カラーフィルタ層２７は、透明電極２８と同様に転写によって形成されるので、図８に示すように、プラスチックフィルム４０上に上下反転した状態で接着層３２に埋設されて形成される。

第３実施形態の有機ＥＬディスプレイ１ｂは第１実施形態と同様な効果を奏する。

また、図９には、第３実施形態の変形例が示されている。図９に示すように、第３実施形態の変形例の有機ＥＬディスプレイ１ｃは、上記した図８において、第２実施形態と同様に複数の透明電極２８の間の保護層３０上（有機絶縁層パターン２６の直下）にバリア絶縁層パターン２５を設けた形態である。他の要素は図８と同一である。第３実施形態の変形例の有機ＥＬディスプレイ１ｃは、第２実施形態と同様に、バリア絶縁層パターン２５によって水蒸気の侵入による有機ＥＬ素子２の劣化が防止され、有機ＥＬディスプレイの信頼性を向上させることができる。

図１（ａ）〜（ｄ）は本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法を示す断面図（その１）である。 図２（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法を示す断面図（その２）である。 図３（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法を示す断面図（その３）である。 図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法を示す断面図（その４）である。 図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法を示す断面図（その５）である。 図６は本発明の第１実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。 図７は本発明の第２実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。 図８は本発明の第３実施形態の有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。 図９は本発明の第３実施形態の変形例の有機ＥＬディスプレイを示す断面図である。

符号の説明

１，１ａ，１ｂ，１ｃ…有機ＥＬディスプレイ、２…有機ＥＬ素子、３…有機ＥＬ層、２０…ガラス基板、２２…剥離層、２４ａ…金属層、２４…マスク金属層、２５…バリア絶縁層パターン、２６ａ…有機絶縁層、２６…有機絶縁層パターン、２６ｘ…開口部、２８…透明電極、３０…保護層、３２…接着層、３４…ホール輸送層、３５…ロール、３６Ｒ…赤色発光層、３６Ｇ…緑色発光層、３６Ｂ…青色発光層、３６Ｗ…白色発光層、３７…カラーフィルタ層、３７Ｒ…赤色カラーフィルタ層、３７Ｇ…緑色カラーフィルタ層、３７Ｂ…青色カラーフィルタ層、３９…遮光層、４０…プラスチックフィルム、４２…金属電極、４４…封止層、５０Ｒ，５０Ｇ，５０Ｂ…ノズル、５４，５６Ｒ，５６Ｇ，５６Ｂ…塗布液。

Claims (6)

1. 仮基板上に剥離層を形成する工程と、
   前記剥離層上にマスク層をパターニングする工程と、
   前記剥離層及び前記マスク層上に有機絶縁層を形成する工程と、
   前記有機絶縁層の上にバリア絶縁層を形成する工程と、
   前記バリア絶縁層の上に複数の透明電極を形成する工程と、
   前記透明電極を被覆する保護層を形成する工程と、
   前記保護層上に、接着層を介して、プラスチックフィルムを接着する工程と、
   前記仮基板を前記剥離層との界面から剥離し、前記剥離層、前記マスク層、前記有機絶縁層、前記バリア絶縁層、前記透明電極、及び前記保護層を前記プラスチックフィルム上に転写する工程と、
   酸素ガスのプラズマ、又はフッ素原子を含むガスと酸素ガスとの混合ガスのプラズマでの等方性エッチングによって、前記剥離層を除去すると共に、前記マスク層をマスクにして前記有機絶縁層をエッチングすることにより、前記複数の透明電極上に開口部がそれぞれ設けられた順テーパー形状を有する有機絶縁層パターンを前記透明電極の間の前記バリア絶縁層上に形成する工程と、
   前記マスク層を除去する工程と、
   前記マスク層を除去する工程の前又は後に、前記有機絶縁層パターンをマスクにして前記バリア絶縁層をエッチングすることにより、前記有機絶縁層パターンの下にバリア絶縁層パターンを得る工程と、
   前記有機絶縁層パターンの複数の開口部内に露出する前記複数の透明電極の上に、インクジェット法により発光層を含む有機ＥＬ層をそれぞれ形成する工程と、
   前記有機ＥＬ層上に金属電極を形成する工程と、
   前記金属電極を被覆する封止層を形成する工程とを有することを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
2. 前記発光層を含む有機ＥＬ層を形成する工程において、赤色画素部の前記透明電極上に赤色（Ｒ）発光層を形成し、緑色画素部の前記透明電極上に緑色（Ｇ）発光層を形成し、青色画素部の前記透明電極上に青色（Ｂ）発光層を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
3. 前記保護層を形成する工程の後に、
   前記保護層上にカラーフィルタ層を形成する工程をさらに有し、
   前記発光層として、白色発光層を形成することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
4. 前記インクジェット法により有機ＥＬ層を形成する工程の直前に、前記有機絶縁層パターンの表面を、フッ素原子を含むガスのプラズマに曝して撥水化する工程をさらに有する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ディスプレイの製造方法。
5. 前記有機ＥＬ層を形成する工程は、
   前記透明電極上にホール輸送層を形成する工程と、
   前記ホール輸送層上に前記発光層を形成する工程とを含む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ディスプレイの製造方法。
6. 前記有機絶縁層パターンは、ポリイミド樹脂、ＰＭＭＡ樹脂、及びアクリル樹脂のいずれかよりなる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ディスプレイの製造方法。

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