(57)【要約】【課題】乾式でパッシベーション膜をパターニングする技術を提供する。【解決手段】基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、陽極の形成された基板上で、パッシベーション膜のパターニング領域となる位置に剥離層を形成する剥離層形成工程と、陽極の形成された基板上に、有機発光層を含む有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、有機ＥＬ層の上に陰極を形成する陰極形成工程と、陰極と剥離層の上にパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜形成工程と、パッシベーション膜のうち剥離層の上に存在する膜を剥離する剥離工程と、剥離層を除去する剥離層除去工程を含んでなる有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供する。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、
上記陽極の形成された基板上で、パッシベーション膜のパターニング領域となる位置に剥離層を形成する剥離層形成工程と、
上記陽極の形成された基板上に、有機発光層を含む有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
上記有機ＥＬ層の上に、陰極を形成する陰極形成工程と、
上記陰極と上記剥離層の上にパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜形成工程と、
上記パッシベーション膜のうち上記剥離層の上に存在する膜を剥離する剥離工程と、
上記剥離層を除去する剥離層除去工程と、
を含んでなる、有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項２】
上記剥離工程が、上記パッシベーション膜の剥離しようとする境界にレーザー照射し剥離することを含む請求項１に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項３】
上記剥離工程が、上記剥離層の上に存在するパッシベーション膜を粘着テープにより剥離することを含む請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項４】
上記剥離層除去工程が、レーザー照射処理とＵＶ照射処理とオゾン処理と酸素プラズマ処理から選ばれる処理により行われる請求項１〜３のいずれかに記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【請求項５】
上記剥離層が、光感光性レジスト層である請求項１〜４のいずれかに記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に形成した有機ＥＬ素子において周囲環境からの水分の浸透による素子の劣化を防止するために有機ＥＬ素子上に形成したパッシベーション膜のパターニングに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術をガラス基板上に形成した有機ＥＬディスプレイを使って説明する。ガラス基板上に、ＣＣＭ（色変換材料）方式の場合にはＣＣＭ及びカラーフィルタ層を形成し、その後ＯＣＬ（オーバーコートレイヤー、平坦化層）を導入し、平坦化層中の残留水分や溶剤が有機ＥＬ層に拡散して、ＤＳ（ダークスポット）やＤＡ（ダークエリア）等の非発光欠陥の発生を防止するためにＳｉＮやＳｉＯＮ、ＳｉＯ2などのＰＬ（パッシベーション層）を設ける。この上にＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）など透明導電性膜を形成し、次いで、有機ＥＬ層を蒸着、アルミの陰極を形成する。
【０００３】
しかし、このままでは、アルミ電極の欠陥部を通じて雰囲気中の水分が有機ＥＬ層に達してＤＡやＤＳが発生する。そこで、カバーガラスを紫外線硬化型のエポキシ樹脂などを使用してガラス基板に接着して有機ＥＬデバイスと吸湿材も一緒に封入して、水分の有機ＥＬ層への侵入を阻止する。
この方法ではカバーガラスの厚さが１ｍｍ近くにも達し、また封止するための１ｍｍ程度の接着しろを確保すると厚さや基板サイズが表示部に比べ大きくなるという欠点があった。また、封止部や接着剤からの水分やガスを吸湿材で除去している為水分の除去は完全ではなく、高温時及び飽和時には逆にガスを放出してしまい、寿命を低下させる原因となる。
【０００４】
そこで、カバーガラスによる封止から、ＳｉＮやＳｉＯＮ，ＳｉＯ2などの無機の薄膜をスパッタやＣＶＤ法により形成したり、無機物と高分子膜の積層膜を数μｍの厚さに形成して大気中の水分の浸入を遮断しようという試みがされている。
【０００５】
有機ＥＬ層に電流を注入するためには、外部パッシベーション層が取り出し電極を被覆しないようにパターニングしなくてはならないが、厚さが数μｍにも達するパッシベーション層を剥離液が浸入できないのでリフトオフ法は適用できない。また、複合膜では、無機層と高分子層を交互にパターニングする必要があり、プロセスが煩雑になる。そこで、パッシベーション層を形成する際にメタルマスクによってパターニングすることができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
メタルマスクによる方法では、メタルマスクが線状のパターンの場合長さに比べ断面積がある一定以下の値になると機械的強度が確保できなくなる。例えば、有機ＥＬ素子が大面積化すると直線状のパターンが長くなるし、また、取り出し電極部を狭くして、狭スペース化を図ろうとする場合も機械的強度が十分でなく、寸法精度が確保できないという課題があった。
また、リフトオフ法では、パッシベーション膜が上部を覆うので、剥離液などのエッチング液が浸透しないので、リフトオフしづらく、また、レジストの近傍ではパッシベーション膜は薄くなるので好ましくない。さらにフォトリソグラフィー時にパッシベーション膜と第一電極の界面よりエッチャントや剥離液が浸透し悪影響を及ぼす。そこで乾式でパッシベーション膜をパターニングする技術が必要となる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、上記の目的を達成するための手段は以下の通りである。
陽極をパターニング形成後、好ましくは剥離層となるレジストを形成し、その後有機層及び陰極を形成したのちパッシベーション膜を好ましくは全面形成し、剥離層の上部よりパッシベーション膜を剥離し、残った剥離層を除去工程により除去することによってなされる。なお、前記のパッシベーション層を剥離する際には粘着テープを用いて剥離をおこなうことが望ましい。
また、好ましい態様として、前記剥離をおこなう前にパッシベーション膜の上部よりパッシベーションを剥離除去したい境界にレーザー照射し、クラックを発生させその後の剥離工程（粘着テープ）によりパッシベーション膜を除去してもよい。
剥離層の除去は、好ましくはレーザー照射処理とＵＶ照射処理とオゾン処理と酸素プラズマ処理とから選ばれる処理によって行われてもよい。
【０００８】
本発明は、より具体的には、
基板上に陽極を形成する陽極形成工程と、
上記陽極の形成された基板上で、パッシベーション膜のパターニング領域となる位置に剥離層を形成する剥離層形成工程と、
上記陽極の形成された基板上に、有機発光層を含む有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
上記有機ＥＬ層の上に、陰極を形成する陰極形成工程と、
上記陰極と上記剥離層の上にパッシベーション膜を形成するパッシベーション膜形成工程と、
上記パッシベーション膜のうち上記剥離層の上に存在する膜を剥離する剥離工程と、
上記剥離層を除去する剥離層除去工程と、
を含んでなる有機ＥＬディスプレイの製造方法を提供する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の製造方法をとれば、ドライプロセスで、外部パッシベーション層をパターニングすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下に、本発明の実施態様として、基板上に形成したボトムエミッション型の有機ＥＬディスプレイの製造方法を例にとり説明する。
図１は、陽極（第一電極）２と剥離層３と有機ＥＬ層４と陰極（第二電極）５とパッシベーション膜６を形成した基板１の表面のレーザー照射を示す。図２は、点線で囲んだ領域が基板から切り出される有機ＥＬデバイスを示す。
【００１１】
本発明に用いる基板としては、好ましくは、ガラス、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート等の樹脂等が挙げられる。
本発明で用いる基板としては、基板（例えば、ガラス基板）上にＣＣＭ（色変換材料）方式の場合にはＣＣＭ及びカラーフィルタ層を形成し、その後ＯＣＬ（平坦化層）を導入し、平坦化層中の残留水分や溶剤が有機ＥＬ層に拡散してＤＳ（ダークスポット）やＤＡ（ダークエリア）等の非発光欠陥の発生を防止するためにＳｉＮやＳｉＯＮ、ＳｉＯ2などのＰＬ（パッシベーション層）を設けた基板を含んでもよい。この厚さは０．２〜１．０μｍの値が好ましい。以上の処理をされた基板も「基板」と呼ぶことにする。
また、モノカラーの場合は、以上の処理を必要とせず、例えばガラス基板を用いることができる。
すなわち、本明細書における基板は、未処理の基板、必要に応じて前処理された基板を含む。
【００１２】
この基板上に陽極を好ましくはパターン形成する。
陽極としては、特に限定しないが、好ましくはＩＴＯ（Indium Tin Oxide）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）等の透明導電性膜が挙げられる。陽極の形成方法は、特に限定しないが、例えばスパッタ法を用いることができる。陽極の厚さは、特に限定しないが、通常５０〜３００ｎｍである。
パターンは、陽極上にレジスト剤を塗布した後、フォトリソグラフィー法を用いて所定の形状にパターニングすることで得られる。レジスト層の厚さは、特に限定しないが、０．５〜２ｎｍである。
レジスト層としては、特に限定されないが、好ましくは、ノボラック樹脂が挙げられる。
【００１３】
パターニングされた陽極が形成された基板に、剥離層となるレジスト層を形成する。
剥離層を形成するためのレジストとしては、特に限定されないが、アクリル系高分子、ポリイミドが挙げられる。剥離層は、レジスト層を形成後、フォトリソグラフィーにより所定のパターンに形成する。剥離層の厚さは、好ましくは０．１〜１μｍである。
【００１４】
次に、好ましくは、層間絶縁膜を形成する。
層間絶縁膜としては、好ましくは、ポジ型フォトレジスト、アクリレート等のネガ型のフォトレジスト、またはポリイミド材料等を用いることができる。
層間絶縁膜の厚さは、好ましくは０．５〜２μｍである。
層間絶縁膜の製造は、特に限定されず、フォトリソグラフ等の方法を用いることができる。
層間絶縁膜は、好ましくは、陽極（第一電極、透明電極）の端部を被覆する形状に形成する。第二電極（陰極）が段差上で断線しないように絶縁膜端部の基板に対する角度は鋭角とすることが好ましい。
【００１５】
次に、好ましくは、陰極分離用にネガ型フォトレジストを用いて、好ましくは、厚さ１〜５μｍの隔壁を逆テーパー状に形成する。隔壁は、陰極のパターンニング機能をもつ。陰極を目的の形状に開口部に形成したマスクにより成膜する場合には陰極分離隔壁を用いる必要はない。
【００１６】
次いで、エキシマＵＶランプで室温、大気環境下で基板を紫外線照射（第一処理）する。これにより陽極表面のレジスト残渣やＩＴＯの仕事関数を適正に上げることができる。
【００１７】
次に、有機発光層を含む有機ＥＬ層を形成する。
有機ＥＬ層は、少なくとも有機発光層を含み、必要に応じて、正孔注入層、正孔輸送層、及び／又は電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には、下記のような層構成からなるものが採用される。
（ａ）発光層
（ｂ）正孔注入層／有機発光層
（ｃ）発光層／電子注入層
（ｄ）正孔注入層／有機発光層／電子注入層
（ｅ）正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層
上記において、陽極は有機発光層又は正孔注入層に接続され、陰極は有機ＥＬ発光層又は電子注入層に接続される。
【００１８】
有機ＥＬ層の各層の材料としては、公知のものが使用される。青色から青緑色の発光を得るためには、有機発光層中に、例えばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、ベンゾオキサゾール系などの蛍光増白剤、金属キレート化オキソニウム化合物、スチリルベンゼン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などが好ましく使用される。
有機ＥＬ層の製造方法は、特に限定されないが、例えば、基板上に、真空蒸着装置で、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずにメタルマスクを用いて順次製膜する方法が挙げられる。
有機発光層を含む有機ＥＬ層は、陽極の形成された基板上に形成されるが、好ましくは、陽極の形成された基板上で剥離層の存在しない部分に形成される。
各層の厚さは、特に限定されないが、通常、１０〜２００ｎｍの正孔注入層、１０〜１００ｎｍの正孔輸送層、１０〜１００ｎｍの有機発光層、１〜５０ｎｍの電子注入層である。
【００１９】
この後、前記メタルマスクより広いマスクを用いて、陰極（第二電極）を形成する。陰極としては、特に限定されないが、好ましくはアルミニウム層が挙げられる。陰極の形成方法は、特に限定しないが、例えばスパッタ法を用いることができる。陰極の厚さは、特に限定しないが、通常１００〜３００ｎｍである。
【００２０】
次に、陰極にパッシベーション膜をパターンとして形成する。
パッシベーション層としては、ＳｉＯ2層、Ｓｉ3Ｎ4等が挙げられる。
パッシベーション層の厚さは、好ましくは０．１〜２μｍであり、その際一度に成膜すると基板が加熱されてしまうので数回に分けて形成することが好ましい。
具体的には、例えばＡＣスパッタリング法を用いて１μｍのＳｉＯ2層を形成するのであれば、一回目の成膜としてＳｉＯ2を２００ｎｍ形成し、それを５回繰り返す。これにより、基板温度は１００℃以下に押さえることができる。
【００２１】
次に、パッシベーション膜のうち剥離層の上部に存在する膜を剥離する。
好ましくは、パッシベーション膜が後の剥離工程で剥がれやすくするため、図１に示すように剥離層とパッシベーション膜の境にレーザ光を照射する。レーザ光は外部パッシベーション膜を透過するが、剥離層では吸収されてこの層を蒸発させるエネルギーを照射できればよい。
その後、好ましくは、粘着テープによる剥離工程をおこなう。剥離層（例えば、アクリル樹脂）とパッシベーション膜（例えば、ＳｉＯ2）の間には密着性はないが、陰極（例えば、Ａｌ電極）とパッシベーション膜間には密着性があるため、粘着テープを貼って剥ぐと所定のパッシベーション膜だけがはがれる。具体的には、除去すべき箇所に、例えば幅１ｍｍのセロテープ（登録商標）を貼り、そのテープを剥いでパッシベーション膜を除去する。
【００２２】
次いで、残った剥離層の除去を行う（図３）。除去には、好ましくはレーザー照射処理とＵＶ照射処理とオゾン処理と酸素プラズマ処理から選ばれる処理を行うことができるが、より好ましくはレーザー照射処理を行い、特に好ましくはエキシマシレーザーを用いる。
レーザー照射は、剥離層では吸収されてこの層を蒸発させるエネルギーを照射できればよい。
ＵＶ照射処理は、紫外線による原子間結合の切断・分解の効果と紫外線が酸素と反応して生じるオゾンと原子状活性酸素による酸化の効果とがあり、レジストなどの有機物を分解・除去することができる。その際、低圧水銀ランプまたはエキシマランプが使用できる。
オゾン処理は、濃度１〜１０％のオゾンガス(希釈ガスとして好ましくはアルゴン等)や、濃度１０〜４０ｐｐｍのオゾン水溶液を用いることで、酸化作用による分解除去ができる。
酸素プラズマ処理は、酸素ガス中で直流ないし交流を印加して発生した酸素プラズマに試料面をさらすもので、酸化作用による分解除去が可能である。
【００２３】
剥離層を除去した後、図２の点線部に沿って基板のブレイクを行い、有機ＥＬ素子を作製する。
【実施例】
【００２４】
実施例１
ガラス基板上に、陽極としてＩＴＯを、パワー１．５ｋＷ、Ａｒガス流量９０  ＳＣＣＭ、ガス圧０．５Ｐａで膜厚２２０ｎｍ形成した。
ＩＴＯ上にレジスト剤「ＯＦＲＰ−８００」（商品名、東京応化社製）を塗布した後、フォトリソグラフィー法にてパターニングを行い、幅０．２０４ｍｍ、間隙０．０４８ｍｍ、膜厚２２０ｎｍのストライプパターンからなる第一電極を得た。
ついで、剥離層としてアクリル系高分子ＮＮ８１０Ｌをフォトリソグラフィーにより所定のパターンに膜厚１μｍ形成した。その際取り出し部の長さを４００μｍとした。
次に、ポジ型フォトレジスト［ＷＩＸ−２Ａ］（商品名、日本ゼオン社製）を用い陰極伸張方向に層間絶縁膜を形成した。絶縁膜は、第一電極（透明電極）に直交する方向に透明電極の端部を被覆する形状に形成した。第二電極（陰極）が段差上で断線しないように絶縁膜端部の基板に対する角度は鋭角とした。
次に、陰極分離用にネガ型フォトレジスト［ＺＰＮ１１００］（商品名、日本ゼオン製）を用いて、厚さ４μｍの隔壁を逆テーパー状に形成した。陰極伸張方向の隔壁幅は１３０μｍであり、ピッチは１．０１６ｍｍであった。また、隔壁の端部は、陰極伸張方向に垂直に形成された隔壁により連結された。
次いで、発光波長１７２ｎｍのエキシマＵＶランプで室温、大気環境下で基板間距離を５ｍｍとし５分間、紫外線照射（第一処理）した。
【００２５】
次に、形成した基板を真空蒸着装置で、正孔注入層、正孔輸送層、有機発光層、電子注入層を、真空を破らずにメタルマスクを用いて順次製膜した。製膜に際する真空度は１×１０―4Ｐａとした。正孔注入層は銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を１００ｎｍ積層した。正孔輸送層は４，４′−ビス〔Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ〕ビフェニル（α−ＮＰＤ）を２０ｎｍ積層した。有機発光層（３０ｎｍ）のホスト物質は４，４′−ビス（２，２′−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、ゲストは４，４′−ビス[２−[４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル]ビニル]ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）とした。電子注入層はアルミキレート（Ａｌｑ３）を２０ｎｍ積層した。
この後、前記メタルマスクより広いマスクを用いて、厚さ２００ｎｍのＡｌ層からなる第二電極を形成した。
【００２６】
次に、外部パッシベーション層として厚さ１μｍのＳｉＯ2層を形成した。具体的には、ＡＣスパッタリング法により一回目の成膜としてＳｉＯ2を２００ｎｍ形成し、それを５回繰り返した。これにより基板温度は１００℃以下に押さえることができた。ターゲットには単結晶Ｓｉを用いてＡｒを２００ｓｃｃｍ、反応性ガスとしてＯ2ガスを８０ＳＣＣＭ流してガス圧０．５Ｐａとし、１．５ｋＷのパワーで成膜した。
【００２７】
次に、パッシベーション膜が後の剥離工程で剥がれやすくする為剥離層とパッシベーション膜の境にレーザ光を照射した。３０Ｗの赤外レーザを用い、レーザビームを１０μｍに絞り、スキャン速度を５ｍｍ／ｓの速度範囲でレーザビームを走査した。
【００２８】
その後粘着テープによる剥離工程を行った。除去すべき箇所に幅１ｍｍのセロテープ（登録商標）を貼り、そのテープを剥いでパッシベーション膜を除去した。
次いで、エキシマシレーザーを用いて残った剥離部を除去した。その際、パワー３ｍＷ、スポット径２０μｍ、スキャン速度５０ｍｍ／ｓｅｃで所定の面積を走査した。
剥離層を除去した後、図２の点線部に沿って基板のブレイクを行い、有機ＥＬ素子を作製した。
【００２９】
パッシベーション膜を乾式でパターニングして得るおり、ウエットプロセスでパターニングしたときのような寿命に悪影響を与えることはなかった。また、メタルマスクによる方法のように、機械的強度の確保も問題もなかった。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】パッシベーション膜の剥離のためのレーザー照射を示す図である。
【図２】点線で囲んだ領域が基板から切り出される有機ＥＬデバイスを示す図である。
【図３】レーザー照射によりパッシベーション膜の一部の剥離を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  基板
２  陽極（第一電極）
３  剥離層
４  有機ＥＬ層
５  陰極（第二電極）
６  パッシベーション膜
【図１】
2007048679.tif 000002
【図２】
2007048679.tif 000003
【図３】
2007048679.tif 000004