(57)【要約】【課題】色相毎に最適な膜厚の透明導電層を形成しうる有機ＥＬ表示装置用電極基板の製造方法を提供する。【解決手段】ＩＴＯからなる第１透明導電層１４を形成し、ベーク処理して結晶化させた後、所望の領域に開口部２２を有する保護層２１を形成し、アモルファスＩＴＯを成膜し、エッチングによってアモルファスＩＴＯである第２透明導電層１５’を除去し、所望の領域にのみ、下層の第１透明導電層１４に倣って結晶化ＩＴＯからなる第２透明導電層１５を残す。【選択図】図２
2012048992.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、反射層を形成する工程と、
前記反射層を形成した基板上に全面に第１透明導電層を形成する工程と、
前記第１透明導電層をパターニングする工程と、
前記第１透明導電層をベーク処理して第１透明導電層を結晶化させる工程と、
前記基板上の全面に保護層を形成する工程と、
前記保護層を、前記第１透明導電層上の、第２透明導電層を形成する領域に開口部を有するようにパターニングする工程と、
前記基板の全面に第２透明導電層を形成する工程と、
前記保護層上の第２透明導電層をパターニングする工程と、
前記保護層を除去する工程と、
を前記順序で含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用電極基板の製造方法。
【請求項２】
前記透明導電層がＩＴＯからなることを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用電極基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機エレクトロルミネッセンス表示装置用の電極基板の製造方法に関し、特に、反射電極の製造に特徴を有する電極基板の製造方法である。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置は、一般に、基板上に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を有するＴＦＴ回路と反射電極を形成した電極基板と、その電極基板上に有機化合物層及び取り出し電極が順次積層されて構成される。有機化合物層は、例えば発光層のみの単一層構成や、正孔輸送層、発光層及び電子輸送層を積層した３層構成、これらの層間に電子或いは正孔注入層が介在した積層構造からなる。
【０００３】
前記反射電極及び取り出し電極のうち少なくとも一方は、前記基板上に２次元に並列に配設されたＴＦＴなどのスイッチング素子を含む回路に、電気的に接続されている。そして、前記反射電極は、一般的に、例えば金属からなる反射層と導電性酸化物からなる透明導電層が積層されて形成される。
【０００４】
カラー画像を表示する有機ＥＬ表示装置の場合、少なくとも赤、緑、青を出射する画素を有している。そして、光取り出し効率や色純度を向上させるため、前記透明導電層の膜厚を調整し、各々の発光波長に対応する共振長を有するマイクロキャビティ構造を形成する提案がなされている。透明導電層の膜厚を変更する方法としては、結晶ＩＴＯとアモルファスＩＴＯを用いて、透明導電層の成膜とフォトリソグラフィによるパターニングを繰り返す方法が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−１２９６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の従来例では、結晶ＩＴＯ上に成膜された２層目のアモルファスＩＴＯが、下地の結晶ＩＴＯに倣って結晶成長してしまうため、２層目のＩＴＯのエッチングができないという課題があることが判明した。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、有機ＥＬ表示装置において、色相毎に最適な膜厚の透明導電層を形成しうる有機ＥＬ表示装置用電極基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、基板上に、反射層を形成する工程と、
前記反射層を形成した基板上に全面に第１透明導電層を形成する工程と、
前記第１透明導電層をパターニングする工程と、
前記第１透明導電層をベーク処理して第１透明導電層を結晶化させる工程と、
前記基板上の全面に保護層を形成する工程と、
前記保護層を、前記第１透明導電層上の、第２透明導電層を形成する領域に開口部を有するようにパターニングする工程と、
前記基板の全面に第２透明導電層を形成する工程と、
前記保護層上の第２透明導電層をパターニングする工程と、
前記保護層を除去する工程と、
を前記順序で含むことを特徴とする有機エレクトロルミネッセンス表示装置用電極基板の製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、色相毎に最適の膜厚の透明導電層を形成することができ、所望のマイクロキャビティ構造を有する有機ＥＬ表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明による有機ＥＬ表示装置用電極基板を用いた有機ＥＬ表示装置の一例の画素部の断面構造を示す模式図である。
【図２】図１の有機ＥＬ表示装置用電極基板を構成する透明導電層の製造工程を示す断面模式図である。
【図３】図１の有機ＥＬ表示装置用電極基板を構成する透明導電層の製造工程を示す断面模式図である。
【図４】本発明による有機ＥＬ表示装置用電極基板を用いた有機ＥＬ表示装置の他の例の画素部の断面構造を示す模式図である。
【図５】本発明の比較例１における有機ＥＬ表示装置用電極基板を構成する透明導電層の製造工程を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の有機エレクトロルミネッセンス表示装置用電極基板の製造方法の実施の形態について説明する。尚、本明細書で特に図示または記載されない部分については、当該技術分野の周知もしくは公知技術を適用する。また、以下の実施形態は本発明の例示形態であって、これらに限定されるものではない。
【００１２】
図１乃至図３を参照して、本発明の一実施形態における、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）表示装置用電極基板の構造及び形成方法について説明する。図１は、本例における有機ＥＬ表示装置用電極基板を用いた有機ＥＬ表示装置の画素部の断面構造を示す模式図である。
【００１３】
本例の有機ＥＬ表示装置は、トップエミッション型の有機ＥＬ表示装置である。図１において、１０は基板、１１は配線、１２は絶縁層、１３は反射層、１４は第１透明導電層、１５は第２透明導電層、１６は隔壁（素子分離膜）、１７は有機化合物層、１８は取り出し電極である。本例の装置では取り出し電極１８を介して光が発せられる。図１に示すように、本発明の製造方法で得られる反射電極は、第１画素領域１９では反射層１３と第１透明導電層１４の積層体からなり、第２画素領域２０では反射層１３と第１透明導電層１４及び第２透明導電層１５の積層体からなる。
【００１４】
本発明において用いられる基板１０は特に限定されないが、略透明な矩形平面状の絶縁性基板であればよく、特にガラス基板が好ましい。
【００１５】
本発明による有機ＥＬ表示装置用電極基板は、前記基板１０の一主面である表面上に、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ（ＴＦＴ，不図示）及び、発光層を発光させるために必要な素子（不図示）が１画素構成要素として二次元的に配設されている。ＴＦＴや発光に必要な素子は、公知の方法で作製される。そして、これらＴＦＴと素子からなるＴＦＴ回路に配線１１が接続されている。
【００１６】
前記配線１１は、具体的には以下の方法で形成される。前述のＴＦＴ回路を公知の方法を用いて形成した後、導電性材料を堆積してパターニングを行ない、配線１１を形成する。導電性材料は特に限定されないが、ＡｌやＡｌ合金、Ｃｕ合金やＡｇ合金などを用いるのが好ましい。
【００１７】
配線１１形成後、絶縁層１２を成膜し、パターニングを行なう。絶縁層１２は、絶縁性材料であれば特に限定されない。例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素などの無機材料や、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはこれらの積層体などが挙げられる。
【００１８】
次に、反射層１３を形成する。反射層１３を形成する材料は特に限定されないが、高い光反射性を有する部材であることが好ましい。例えば、Ｃｒ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ等や、これらを含む金属を５０乃至３００ｎｍ程度形成した膜からなることが好ましく、特にＡｇ合金が反射率の点から好適である。反射層１３に用いられる材料の反射率が高い部材であるほど、有機ＥＬ表示装置の光取り出し効率を向上させることができる。
【００１９】
本例では第１透明導電層１４はＩＴＯであり、スパッタリング法などの手法により成膜後、フォトリソグラフィ、エッチングの工程を経て形成される。ＩＴＯのパターニング後、ＩＴＯの導電性向上のために１６０℃以上のベーク処理により結晶化を行なう。尚、反射層１３と第１透明導電層１４は、それぞれの材料を積層後に、一括パターニングしても良い。
【００２０】
次に、図２、図３を用いて本発明の第２透明導電層１５の製造工程を説明する。図２、図３は、本例の工程を断面構造にて示す模式図である。
【００２１】
先ず、反射層１３と第１透明導電層１４を順次形成する（図２（ａ））。尚前述したように、第１透明導電層１４であるＩＴＯはベーク処理により結晶化している。
【００２２】
次に、基板上に全面に保護層２１を形成し、次いで該保護層２１をパターニングする。保護層２１のパターニングは、第２透明導電層形成領域以外の領域を被覆し、所望の第１透明導電層上に開口部２２を設けるようにする（図２（ｂ））。保護層２１は特に限定されないが、パターニング後に除去できる材料であればよく、フォトレジストが好ましい。
【００２３】
次に、第２透明導電層であるＩＴＯをアモルファス状態でスパッタリング法など公知の方法を用いて成膜する（図２（ｃ））。スパッタリング法の場合、ＩＴＯは１５０℃以下の温度で成膜することができる。ここで、保護層２１の開口部２２に成膜された第２透明導電層１５’のＩＴＯは、下地の第１透明導電層１４である結晶化ＩＴＯの結晶状態にならって結晶成長している。一方、開口部２２以外の領域の第２透明導電層１５であるＩＴＯはアモルファス状態である。
【００２４】
次に第２透明導電層まで形成した基板１０をエッチング液に曝すことで第２透明導電層のパターニングを行なう（図２（ｄ））。エッチング液はアモルファスＩＴＯのみをエッチングできる薬液を用い、シュウ酸もしくはシュウ酸を主とする混酸を用いるのが好ましい。このエッチング工程により、結晶成長しているＩＴＯは残るが、アモルファス状態のＩＴＯはエッチングされる。即ち、保護層上に形成された第２透明導電層１５’のみがエッチングされる。その結果、保護層２１の開口部２２の領域に形成された透明導電層１５のみが残る。
【００２５】
第２透明導電層をパターニング後、保護層２１の除去を行なう（図３（ｅ））。以上の工程を含む本発明の有機ＥＬ表示装置用電極基板の製造方法により、所望の第１透明導電層１４上のみに第２透明導電層１５を形成することができ、所望の膜厚の透明導電層を有する反射電極を形成することができる。
【００２６】
さらに前記保護層２１を除去する工程以降の工程を説明する。先ず、所望の反射電極上にパターニング形成された第２透明導電層１５であるＩＴＯを１６０℃以上のベーク処理によりさらに結晶化させる。その後、隔壁１６を形成する（図３（ｆ））。隔壁１６は絶縁性材料であれば特に限定されない。例えば、窒化ケイ素、酸化ケイ素などの無機材料や、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、またはこれらの積層体などが挙げられる。隔壁１６の開口部によって画素の開口部が規定される。
【００２７】
このようにして、本発明の有機ＥＬ表示装置用電極基板を得ることができる。尚、本発明おいては、第１透明導電層１４上或いは第２透明導電層１５上に第３の透明導電層を形成する場合も、第２透明導電層１５と同様の方法でパターニング形成することができる。
【００２８】
また、本発明においては、図４に示すように１画素内の１部分のみ第２透明導電層１５を形成する構成としてもよい。この場合は、第２透明導電層１５の端部を隔壁１６で被覆する構成とすることが好ましい。
【００２９】
図２、図３の工程で作製した本発明の有機ＥＬ表示装置用電極基板に対して、真空蒸着や塗布などの公知の成膜方法により、有機化合物層１７を成膜する（図１）。有機化合物層１７は、例えば正孔輸送層、発光層及び電子輸送層からなる３層構造や、正孔輸送層及び発光層からなる２層構造、または発光層のみからなる１層であってもよい。また、これらの層構造において、適切な層間に電子注入層或いは正孔注入層が介在した積層構成であってもよく、特に限定されない。
【００３０】
有機化合物層１７に含まれる各色の発光層には、トリアリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、ポリアリーレン、芳香族縮合多環化合物、芳香族複素環化合物、金属錯体化合物等及びこれらの単独オリゴ体或いは複合オリゴ体が使用できる。しかし、これらの例示材料に限定されるものではない。
【００３１】
正孔注入層及び正孔輸送層には、フタロシアニン化合物、トリアリールアミン化合物、導電性高分子、ペリレン系化合物及びＥｕ錯体等が使用できるが、本発明の構成として限定されるものではない。
【００３２】
電子注入層及び電子輸送層の例としては、アルミニウムに８−ヒドロキシキノリンの３量体が配位したＡｌｑ３、アゾメチン亜鉛錯体、ジスチリルビフェニル誘導体等が使用できる。
【００３３】
このようにして形成した有機化合物層１７上に、取り出し電極１８を真空蒸着やスパッタなどの公知の方法により成膜する。取り出し電極１８の電極材料としては、光透過率の高い導電性材料が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯなどの透明導電膜、ポリアセチレンなどの有機導電膜や、Ａｇ、Ａｕ、Ａｌなどの金属を１０ｎｍ乃至３０ｎｍ程度形成した半透過膜でもよい。
【００３４】
さらに透光性絶縁材料を用いて封止することで、有機ＥＬ表示装置が形成される。透光性絶縁材料は特に限定されないが、ガラス基板を光硬化性樹脂により接着したり、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の有機材料を堆積させたり、酸化ケイ素や窒化ケイ素を成膜したり、これらの積層構造で形成することが可能である。
【実施例】
【００３５】
（実施例１）
図１の如く、ガラス基板１０上に、成膜、パターニング及びイオン注入を繰り返し、トップゲート型のＴＦＴ及び、発光層を発光させるために必要な素子を形成した。この後、ＴＦＴ及び発光に必要な素子からなるＴＦＴ回路に電気的に接続されるように、Ａｌ合金を成膜した後、フォトリソ工程を通した後にエッチングして、配線１１を形成した。続いて、プラズマＣＶＤ法にて窒化ケイ素を３００ｎｍの厚さに成膜してからパターニングした後、厚さ２μｍのポリイミド樹脂を形成して、積層体の絶縁層１２を形成した。
【００３６】
次に、絶縁層１２上に、配線１１と導通されるように厚さ１００ｎｍのＡｇ合金と、厚さ４０ｎｍのアモルファスＩＴＯをスパッタにより順次形成した。次に、フォトリソ工程及びエッチング工程を行なって、画素形状にパターニングして反射層１３及び第１透明導電層１４を形成した。その後、２５０℃で１時間ベーク処理を行なって第１透明導電層１４のアモルファスＩＴＯを結晶化した（図２（ａ））。
【００３７】
この後、全面に保護層２１となるフォトレジストを１．５μｍ塗布した後、露光・現像を行なって、第２透明導電層１５を形成する領域のみ開口された保護層２１を形成した。（図２（ｂ））。
【００３８】
続いて、第２透明導電層として厚さ１００ｎｍのアモルファスＩＴＯを成膜後（図２（ｃ））、シュウ酸を含む溶液を用いたエッチング工程によって保護層２１上のアモルファスＩＴＯである第２透明導電層１５’をエッチングした（図３（ｄ））。続いて保護層２１を除去した（図３（ｅ））後、所望の第１透明導電層１４上に残された第２透明導電層１５に、２５０℃で１時間のベーク処理を施し、充分に結晶化させた。
【００３９】
最後に、ポリイミド樹脂をスピンコーターで基板全面に塗布した後、フォトリソグラフィによってパターニングし、厚さ２μｍの隔壁１６を形成して、有機ＥＬ表示装置用電極基板を得た（図３（ｆ））。
【００４０】
このようにして得られた有機ＥＬ表示装置用電極基板の第１の画素領域１９及び第２の画素領域２０における反射層１３上に形成された透明導電層の膜厚を断面ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）観察した。その結果、第１画素領域１９には４０ｎｍ、第２画素領域２０には１４０ｎｍのＩＴＯが形成されていた。
【００４１】
（比較例１）
図５に示した製造工程に従って、第２透明導電層を形成した。先ず、図５に示すように、実施例１と同様に、Ａｇからなる反射層１３とＩＴＯ（厚み４０ｎｍ）からなる第１透明導電層１４をパターニングした後、ベーク処理によるＩＴＯの結晶化を実施した（図５（ａ））。次に第２透明導電層としてアモルファスＩＴＯを１００ｎｍの厚さで成膜した後（図５（ｂ））、フォトリソグラフィにて所望の第１透明導電層１４上の第２透明導電層１５のみフォトレジスト２３で覆った（図５（ｃ））。次いで、シュウ酸を含む溶液からなるエッチング液に曝し、その後フォトレジスト２３を剥離した（図５（ｄ））。上記した以外の工程は、実施例１と同様にして有機ＥＬ表示装置用電極基板を作製した。
【００４２】
本例で得られた有機ＥＬ表示装置用電極基板の第１画素領域１９及び第２画素領域２０における反射層１３上に形成された透明導電層ＩＴＯの膜厚を断面ＳＥＭで観察した。観察の結果、第１画素領域１９及び第２画素領域２０ともに１４０ｎｍのＩＴＯが形成されていた。
【００４３】
このように、本例の方法では、該第１透明導電層１４上に堆積させたアモルファスＩＴＯが、第１透明導電層１４である結晶化ＩＴＯの結晶性に倣い、成膜中に結晶化してしまう（図５（ｂ））。そのため、エッチング処理を行っても、フォトレジスト２３で覆われていない第２透明導電層１５を除去することができず、所望の膜厚の透明導電層を得ることができなかった。
【符号の説明】
【００４４】
１０：基板、１３：反射層、１４：第１透明導電層、１５：第２透明導電層、２１：保護層、２２：開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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