(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明電極上に、所定の形状にパターニングしたレジストを形成する第１の工程と、前記透明電極及び前記レジスト上に、発光層を含む有機層を形成する第２の工程と、前記発光層を含む有機層上に、金属電極層を形成する第３の工程と、前記透明電極側からこの透明電極を透過して前記レジストに光を照射して、前記レジストを蒸発させると共に、前記レジスト上の前記発光層を含む有機層及び前記金属電極層のみを選択的に除去し、前記透明電極上に積層した前記発光層を含む有機層及び前記金属電極層を分離する第４の工程とを有することを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記発光層を含む有機層が、順に積層されたホール輸送層及び発光層であることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記発光層を含む有機層が、順に積層された発光層及び電子輸送層であることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記発光層を含む有機層が、順に積層されたホール輸送層、発光層、及び電子輸送層であることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記第１の工程における、前記透明電極上に形成する前記レジストが、所定の波長の光を吸収する色素を含有し、前記第４の工程における、前記レジストに照射する光が、前記所定の波長を有していることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項６】
請求項５記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記レジストの材料として、耐熱性のポリイミド系レジストに、レーザー色素であるローダミン系色素やクマリン系色素を混入したものを用いることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項７】
請求項５記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記レジストに照射される光は、Ｋｒイオンレーザ又はＡｒイオンレーザであることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、発光素子や表示素子として利用される有機ＥＬ（Electroluminescence ；電界発光）素子の製造方法に係り、特にレーザアブレーシヨン法を用いて微細加工を行う有機ＥＬ素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＣＲＴ（Cathode Ray Tube）に代わる次世代のフラットパネルディスプレイが多くの関心を集めている。そしてフラツトパネルディスプレイ用の表示素子として有機ＥＬ素子が注目され、研究が進められている。
有機ＥＬ素子は、一対の電極と、その間に挟まれた発光性物質を含む少なくとも１層の有機層とにより構成される。そして通電時に各電極から注入されたホールと電子が有機層内を移動し、再結合することにより一重項励起子が生成し、この励起子から光が発せられると考えられている。
【０００３】
また、こうした有機ＥＬ素子の構造としては、例えば陽極／ホール輸送層／発光層／陰極、又は陽極／発光層／電子輸送層／陰極といった２層積層構造や、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極といった３層積層構造がある。
【０００４】
また、これらの積層構造を有する有機ＥＬ素子の製造方法において、電極の形成には、例えば真空蒸着法、イオンビームスパッタ法等が用いられ、ホール輸送層、発光層、電子輸送層等の有機層の形成には、例えば真空蒸着法、スピンコート法、ＬＢ法等が用いられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、有機ＥＬ素子が多数配置されたフラツトパネルディスプレイを作製する場合、各有機ＥＬ素子を精度よく形成することが要求される。
しかし、上記従来の真空蒸着法等を用いて有機ＥＬ素子を形成する場合、パターニングされたマスクと基板との僅かな隙間によるパターンずれが生じるため、各有機ＥＬ素子を精度よく作製することは非常に困難であった。また、各有機ＥＬ素子を微細化しようとする場合においても、パターニングするマスクのパターンの微細化にも限界があるために、有機ＥＬ素子を微細化することも困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、上記問題点を鑑みてなされたものであり、微細な素子パターンを有する有機ＥＬ素子を高精度に形成することが可能な有機ＥＬ素子の製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、レーザアブレーション法を用い、各有機ＥＬ素子を分離すべき微小領域に高出力のレーザを照射して、その微小分離領域に設けた物質を蒸発させることにより、各有機ＥＬ素子を分離し、微細な素子パターンを有する有機ＥＬ素子を高精度に形成することが可能になることを想到した。従って、上記課題は、以下の本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法により達成される。
【０００８】
即ち、請求項１に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、透明電極上に、所定の形状にパターニングしたレジストを形成する第１の工程と、前記透明電極及び前記レジスト上に、発光層を含む有機層を形成する第２の工程と、前記発光層を含む有機層上に、金属電極層を形成する第３の工程と、前記透明電極側からこの透明電極を透過して前記レジストに光を照射して、前記レジストを蒸発させると共に、前記レジスト上の前記発光層を含む有機層及び前記金属電極層のみを選択的に除去し、前記透明電極上に積層した前記発光層を含む有機層及び前記金属電極層を分離する第４の工程とを有することを特徴とする。
【０００９】
このように本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、透明電極上に所定の形状にパターニングしたレジストを形成し、これら透明電極及びレジスト上に発光層を含む有機層及び金属電極層を順に積層した後、透明電極側からこの透明電極を透過してレジストに光を照射してレジストを蒸発させ、同時にこのレジスト上の発光層を含む有機層及び金属電極層のみを選択的に除去して、発光層を含む有機層及び金属電極層を分離することにより、各有機ＥＬ素子の分離を行うことができる。即ち、各有機ＥＬ素子が分離される精度はレジストのパターニング精度に依存し、このレジスト層のパターニングはフォトリソグラフィ法を用いて微細かつ高精度に行うことが可能であるため、各有機ＥＬ素子を高精度に微細化することが可能となる。
【００１０】
また、上記請求項１記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記発光層を含む有機層は、順に積層されたホール輸送層及び発光層であるのが好ましい。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、陽極／ホール輸送層／発光層／陰極という２層積層構造の有機ＥＬ素子に適用することが可能である。
また、請求項３に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、上記請求項１記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記発光層を含む有機層が、順に積層された発光層及び電子輸送層である、ことを特徴とする。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、陽極／発光層／電子輸送層／陰極という２層積層構造の有機ＥＬ素子に適用することが可能である。
【００１１】
また、上記請求項１記載の有機電界発光素子の製造方法において、前記発光層を含む有機層は、順に積層されたホール輸送層、発光層、及び電子輸送層であるのが好ましい。従って、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は、陽極／ホール輸送層／発光層／電子輸送層／陰極という３層積層構造の有機ＥＬ素子に適用することが可能である。
【００１２】
また、上記の有機電界発光素子の製造方法において、前記第１の工程における、前記透明電極上に形成する前記レジストは、所定の波長の光を吸収する色素を含有し、前記第４の工程における、前記レジストに照射する光は、前記所定の波長を有しているのが好ましい。
このように本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、所定の波長の光を吸収する色素を含有するレジストを用い、このレジストに所定の波長を有している光を照射することにより、この所定の波長を有している光が照射されると、レジストに含有されている色素が光を吸収してレジストの分子同士の結合を開裂するため、容易にレジストを分解、蒸発させることが可能である。また、このレジストは有機ＥＬ素子の作製において透明電極表面の清浄化を目的として一般的に用いられる酸素プラズマ処理の際に分解、蒸発しないものが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。
図１乃至図５は、それぞれ本発明の一の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図である。
先ず、図１に示すように、透明ガラス基板１０上に、例えば真空蒸着法を用いてＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜を蒸着して、ＩＴＯ陽極１２を形成する。続いて、このＩＴＯ陽極１２上に、例えば塗布法を用いて、フォトレジスト層１４を形成する。このフォトレジスト層１４の材料としては、例えば耐熱性のポリイミド系レジストに、レーザ色素として知られるローダミン系色素やクマリン系色素等を混入したものを用いる。
【００１４】
その後、フォトリソグラフィ法を用いて、ＵＶ（ultra-violet rays;紫外線）照射による露光及び現像を行い、フォトレジスト層１４を所望のパターンにパターニングする。このとき、フォトレジスト層１４はフォトリソグラフィ法を用いてパターニングされるため、微細なパターンのフォトレジスト層１４を高精度に形成することが可能である。
【００１５】
次いで、図２に示すように、ＩＴＯ陽極１２及び所望のパターンにパターニングしたフォトレジスト層１４上に、例えば真空蒸着法を用いて、例えばホール輸送層の材料としてのＴＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル）、例えば発光層の材料としてのＡｌｑ３（トリス（８−キノリノ一ル）アルミニウム）、例えば陰極の材料としてのΑｌ（アルミニウム）を順に積層して、ＴＰＤからなるホール輸送層１６、Ａｌｑ３からなる発光層１８、Αｌ陰極２０を形成する。こうして、透明ガラス基板１０上に、ＩＴＯ陽極１２、ホール輸送層１６、発光層１８、及びＡｌ陰極２０が順に積層され、各有機ＥＬ素子に共通の構造が形成される。
【００１６】
次いで、図３に示すように、光源として高出力のレーザ、例えばＫｒ（クリプトン）イオンレーザ又はＡｒ（アルゴン）イオンレーザを用い、透明ガラス基板１０の裏側からフォトレジスト層１４にレーザ光を照射する。
【００１７】
このとき、透明ガラス基板１０及びＩＴＯ陽極１２は、Ｋｒイオンレーザ又はＡｒイオンレーザが出力する可視領域の波長のレーザ光を透過する。また、ホール輸送層１６をなすＴＰＤや発光層１８をなすＡｌｑ３等の有機物は、レーザ光によっては分解、蒸発し難い。しかし、フォトレジスト層１４に含有されているローダミン系色素やクマリン系色素等のレーザ色素は可視領域の波長のレーザ光を吸収する特性をもっている。その結果、こうしたレーザ色素を含有しているフォトレジスト層１４は、可視領域の波長のレーザ光の照射により、その分子同士の結合が開裂して、分解、蒸発する。
【００１８】
従って、図４に示すように、このフォトレジスト層１４の分解、蒸発に伴い、フォトレジスト層１４上に積層されたホール輸送層１６、発光層１８、Ａｌ陰極２０もフォトレジスト層１４と一緒に除去される。即ち、所望のパターンにパターニングしたフォトレジスト層１４上のホール輸送層１６、発光層１８、Ａｌ陰極２０のみが選択的に除去されて、例えばホール輸送層１６はホール輸送層１６ａとホール輸送層１６ｂに、発光層１８は発光層１８ａと発光層１８ｂに、Ａｌ陰極２０はＡｌ陰極２０ａとＡｌ陰極２０ｂにそれぞれ切り離される。
【００１９】
そして図５に示すように、ＩＴＯ陽極１２並びにその上に積層されたホール輸送層１６ａ、発光層１８ａ、及びＡｌ陰極２０ａからなる有機ＥＬ素子２２ａと、ＩＴＯ陽極１２並びにその上に積層されたホール輸送層１６ｂ、発光層１８ｂ、及びＡｌ陰極２０ｂからなる有機ＥＬ素子２２ｂとが分離して形成される。即ち、所望のパターンに従って各有機ＥＬ素子が分離して形成されることになる。
【００２０】
このように本実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法によれば、各有機ＥＬ素子の分離領域のパターンにパターニングしたフォトレジスト層１４をＩＴＯ陽極１２上に形成し、これらＩＴＯ陽極１２及びフォトレジスト層１４上にホール輸送層１６、発光層１８、及びΑｌ陰極２０を順に積層した後、フォトレジスト層１４にレーザ光を照射して分解、蒸発させるというレーザアブレーション法を用いて、フォトレジスト層１４と共にその上に積層されたホール輸送層１６、発光層１８、Ａｌ陰極２０をも除去することにより、各有機ＥＬ素子の分離を行うことができる。
【００２１】
そして各有機ＥＬ素子が分離される精度はフォトレジスト層１４のパターンの精度に依存し、このフォトレジスト層１４のパターンはフォトリソグラフィ法を用いて微細かつ高精度に形成することが可能であるため、各有機ＥＬ素子を高精度に微細化することが可能となる。従って、有機ＥＬ素子を用いたフラツトパネルディスプレイにおいて、その画素の高精度な微細化を実現することができる。
【００２２】
なお、上記実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法においては、ＫｒイオンレーザやＡｒイオンレーザ等の高出力のレーザを用い、透明ガラス基板１０の裏側からフォトレジスト層１４にレーザ光を照射したが、フォトレジスト層１４を分解、蒸発するために照射する光の光源としては、レーザに限られるものではなく、例えばフラッシュランプ等を利用することも可能である。また、有機ＥＬ素子の微小領域に限らず素子全面の広い範囲に照射してもよい。
【００２３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明した通り、本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法によれば、透明電極上に所定の形状にパターニングしたレジストを形成し、これら透明電極及びレジスト上に、発光層を含む有機層及び金属電極層を順に積層した後、透明電極側からこの透明電極を透過してレジストに光を照射してレジストを蒸発させ、同時にこのレジスト上の発光層を含む有機層及び金属電極層のみを選択的に除去して、発光層を含む有機層及び金属電極層を分離することにより、各有機ＥＬ素子の分離を行うことができる。このとき、各有機ＥＬ素子が分離される精度はレジストのパターニング精度に依存し、このレジスト層のパターニングはフォトリソグラフィ法を用いて微細かつ高精度に行うことが可能であるため、各有機ＥＬ素子を高精度に微細化することが可能となる。従って、有機ＥＬ素子を用いたフラットパネルディスプレイにおいて、その画素の高精度な微細化を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図（その１）である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図（その２）である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図（その３）である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図（その４）である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係る有機ＥＬ素子の製造方法を示す工程断面図（その５）である。
【符号の説明】
１０……透明ガラス基板、１２……ＩＴＯ陽極、１４……フォトレジスト層、１６、１６ａ、１６ｂ……ホール輸送層、１８、１８ａ、１８ｂ……発光層、２０、２０ａ、２０ｂ……Ａｌ陰極、２２ａ、２２ｂ……有機ＥＬ素子。
【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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