專利名稱:電致發光元件的制造方法
技術領域:
本發明涉及一種具有有機電致發光(以下有時也簡稱為EL。)層的、利用光刻法將該有機EL層制成圖形形狀的EL元件的制造方法。
背景技術:
EL元件是如下的發光元件,由對置的電極注入的空穴及電子在發光層內結合,利用此能量激發發光層中的熒光物質,發出與熒光物質對應顏色的光,其作為自發光的面狀顯示元件而倍受關注。其中,使用有機物質作為發光材料的有機薄膜EL顯示器即使所加電壓弱至10V,也可以實現高亮度的發光,發光效率高,并且能夠以簡單的元件構造進行發光,因而被期待可以應用于通過發光來顯示規定的圖形的廣告和其他的低價格的簡單顯示器中。
在使用此種EL元件的顯示器的制造中,通常制作電極層或有機EL層的圖形。作為該EL元件的圖形的形成方法,有借助蔭罩蒸鍍發光材料的方法、利用噴墨來進行涂覆的方法、利用紫外線照射來破壞規定的發光色素的方法、絲網印刷法等。但是,這些方法不能作為制造可以實現發光效率或光的讀取效率高、制造工序簡便、形成高精細度的圖形的EL元件的方法。
作為解決此類問題的手段,提出有通過使用光刻法進行圖形形成來形成發光層的EL元件的制造方法。如果采用該方法,與以往采用的利用蒸鍍的圖形形成法相比,由于不需要設置高精度的校準機構的真空設備,因此可以比較容易且廉價地制造。另一方面,還具有如下的優點,即,與使用噴墨方式的圖形形成法相比,不用對輔助圖形形成的構造物或基體進行前處理等,因而更為合適,另外,考慮到與噴墨噴頭的噴出精度的關系,可以說光刻法在形成更高精度的圖形方面是理想的方法。
作為利用此種光刻法形成多個發光部的方法,例如提出有圖5所示的方法。
首先,如圖5(a)所示,在基體31上形成繪制了圖形的第1電極層32,然后在其上,全面地涂布第1發光層用涂布液33。然后,如圖5(b)所示,全面涂布正型抗蝕劑34,如圖5(c)所示,用光掩模35僅遮掩形成第1發光部的部分,對該部分以外的部分用紫外線36曝光。
利用抗蝕劑顯影液對其進行顯影,通過進行水洗,即如圖5(d)所示那樣除去曝光部的抗蝕層。進而利用發光層的溶劑進行顯影時,就會如圖5(e)所示那樣除去露出的第1發光層33,殘留抗蝕層和由抗蝕層覆蓋的第1發光部33’。
然后,與第1發光部33’的形成相同,如圖5(f)所示,全面涂布第2發光層用涂布液37。此時,從圖5(f)可以清楚看到,形成所述全面涂布了第2發光層用涂布液37和第1發光部33’相接觸的部分。即,雖然如所述那樣,殘留在基體31上的第1發光部33’的表面由正型的抗蝕劑所覆蓋,但是由發光層顯影液顯影的端部a成為顯露出來的狀態。所以,當在其上涂布所述第2發光層用涂布液37時,在該端部a,第1發光部33’和第2發光層用涂布液就會接觸。此時,由于第1發光部溶入第2發光層用涂布液中,因此會產生混色或象素變細之類的問題。
繼而,如圖5(g)所示,全面涂布正型抗蝕劑34,如圖5(h)所示,用光掩模35遮掩形成第1及第2發光部的部分,對其以外的部分用紫外線36曝光。
利用抗蝕劑顯影液對其進行顯影,水洗,繼而利用發光層的溶劑進行顯影時,即如圖5(i)所示,僅除去露出的第2發光層37,形成了由抗蝕層34覆蓋的第2發光部37’。
繼而,與第1及第2發光部的形成相同,如圖5(j)所示涂布第3發光層用涂布液38。此時,從圖5(j)可以清楚地看到,在最初形成的第1發光部33’的端部a,第1發光部和第3發光層用涂布液相接觸,繼而在第2發光部37’的端部b,第2發光部和第3發光層用涂布液相接觸。此時也會相同地,第1發光部33’及第2發光部37’溶入第3發光層用涂布液中,從而有可能產生混色、象素變細等問題。
繼而,全面涂布正型抗蝕劑34,如圖5(k)所示,用光掩模35遮掩形成第2及第3發光部的部分,對其以外的部分用紫外線36曝光。
利用抗蝕劑顯影液對其進行顯影,水洗,并利用發光層的溶劑進行顯影時,即如圖5(l)所示,僅除去露出的第3發光層38,殘留由抗蝕層覆蓋的部分。繼而利用抗蝕層剝離液進行剝離處理時,上面的層從形成了抗蝕層的部分剝離,如圖5(m)所示,露出第1發光部33’、第2發光部37’及第3發光部38’這3種顏色的發光部。
最后如圖5(n)所示,當在這些發光部上形成第2電極層39時,即可以制造向圖的下方發出EL光40的EL元件。
如上所述,當采用該光刻法時,由于形成了圖形的第1發光部的端部a或第2發光部的端部b未被光刻膠覆蓋,因此在其后涂布發光層用涂布液時,在其端部,形成了圖形的發光部會溶入后來涂刷的發光層用涂布液中,從而產生混色或象素變細之類的問題。
發明內容
鑒于以上問題,本發明的目的在于,提供如下的利用光刻法的EL元件的制造方法,即,具有發光效率或讀取效率高、制造工序簡便、可以形成高精細度的圖形之類的利用光刻法的優點,同時,可以防止形成了圖形的發光部的端部和后來層疊的不同的發光層之間的混色,而且還防止象素變細。
為了達成所述目的,本發明是通過在形成了電極層的基體上,使用光刻法多次對種類不同的發光層進行圖形處理,而在所述基體上形成多種發光部的EL元件的制造方法,其特征是,具有在所述基體上按照發光層及光刻膠層的順序依次形成的工序、對所述光刻膠層按照使相當于規定的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序、通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序、在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序、按照所述發光部及其端部不顯露出來的方式對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序。
在本發明中,由于按照使形成了圖形的發光部不顯露出來的方式用光刻膠層覆蓋,因此已經形成了的發光部就不會與后來涂布的發光層用涂布液接觸,所以就可以防止因發光部和發光層用涂布液接觸而產生的象素變細或混色的問題。
在本發明中,最好在形成所述發光部的工序之后,進行剝離殘留于發光部上的光刻膠層的工序,然后再進行形成光刻膠層的工序。這是因為,當在先前形成的光刻膠層上再涂布后來的光刻膠時,有可能難以良好地形成光刻膠層。所以,采用了預先除去光刻膠層后再全面形成光刻膠層的方法。
另外,本發明是通過在形成了電極層的基體上,使用光刻法多次對種類不同的發光層進行圖形處理,而在所述基體上形成多種發光部的EL元件的制造方法,其特征是,具有在所述基體上將發光層及光刻膠層按此順序形成的工序、對所述光刻膠層按照使相當于全部的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序、通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序、在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序、按照所述發光部及其端部不顯露出來的方式對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序、對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光部進行除去的工序。
此時也與所述的情況相同,由于按照使形成了圖形的發光部不顯露出來的方式用光刻膠層覆蓋,已經形成了的發光部就不會與后來涂布的發光層用涂布液接觸,因此就可以防止因發光部和發光層涂布液接觸而引起的混色問題。此外,當繼而對光刻膠層進行顯影時,電極層就總是處于被發光部覆蓋的狀態。所以,即使在電極層上形成了緩沖層等的有機EL層的情況下,由于此種有機EL層不會與光刻膠層的顯影液接觸,因此具有如下的優點,即,即使有機EL層可以溶于光刻膠層的溶劑或顯影液中,也可以使用。
此時,最好在形成所述發光部之后,進行剝離殘留于全部的發光部上的光刻膠層的工序,然后再進行形成光刻膠層的工序。這是因為,與所述的情況相同,當在先前形成的光刻膠層上再涂布后來的光刻膠時,就難以良好地形成光刻膠層,因此就可以消除因未能形成良好的光刻膠層而導致的不良現象。
另外,在所述的任意一個EL元件的制造方法中,對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層或發光部進行除去的工序最好是利用干式蝕刻進行除去的工序。通過使用像這樣對發光層進行干式蝕刻而除去的方法,就可以形成高精細度的圖形。
根據本發明,由于按照使形成了圖形的發光部不顯露出來的方式用光刻膠層覆蓋,已經形成了的發光部就不會與后來涂布的發光層用涂布液接觸,因此就起到可以防止因發光部和發光層用涂布液接觸而導致的混色或象素變細的效果。
圖1是表示本發明的EL元件的制造方法的實施方式1的例1的工序圖。
圖2是表示本發明的EL元件的制造方法的實施方式1的例2的工序圖。
圖3是表示本發明的EL元件的制造方法的實施方式2的例1的工序圖。
圖4是表示本發明的EL元件的制造方法的實施方式2的例2的工序圖。
圖5是表示以往的EL元件的制造方法的工序圖。
具體實施例方式
本發明的EL元件的制造方法大致可以分為兩個實施方式。下面將本發明的EL元件的制造方法分為各實施方式,進行詳細說明。
A.實施方式1本發明的實施方式1是如下的EL元件的制造方法,即,在形成了電極層的基體上,通過多次使用光刻法對種類不同的發光層進行圖形處理,在所述基體上形成多種發光部,至少具有以下的各工序。
(1)在基體上將發光層及光刻膠層按此順序形成的工序(發光層及一次光刻膠層形成工序)
(2)對所述光刻膠層,按照使相當于規定的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序(一次光刻膠層顯影工序)(3)通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序(發光層顯影工序)(4)在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序(二次光刻膠層形成工序)(5)按照所述發光部及其端部不顯露出來的方式,對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序(二次光刻膠層顯影工序)。
關于這些工序,首先使用圖1所示的本實施方式的例1,對直到第1發光部的形成為止的過程(圖1(a)~(e))進行簡單的說明。
在本實施方式的例1中,首先如圖1(a)所示,在基體1上形成了圖形的第1電極層2及形成于其上的緩沖層3上,使用旋轉涂覆法等全面涂布第1發光層用涂布液。通過使被全面涂布的第1發光層用涂布液干燥并固化,即形成第1發光層4。此后,在該第1發光層4上,全面涂布正型的光刻膠,形成一次光刻膠層5(發光層及一次光刻膠層形成工序)。
然后,對第1發光部,按照使該部分不曝光的方式,使用一次光掩模6,進行圖形照射紫外線7(圖1(a))。此后,通過利用光刻膠顯影液對一次光刻膠層5的曝光部分進行顯影并水洗,除去曝光部分的一次光刻膠層5(一次光刻膠層顯影工序)。
繼而通過利用發光層顯影液進行顯影,僅將未被一次光刻膠層5覆蓋的部分的發光層4除去(圖1(b),發光層顯影工序)。
此后,如圖1(c)所示,在它們之上再次全面涂布正型的光刻膠,形成二次光刻膠層5’(二次光刻膠層形成工序)。
然后,使用比遮掩了圖1(a)所示的一次光刻膠層的一次光掩模6更寬的二次光掩模6’,利用紫外線7進行曝光(圖1(d))。此后,通過利用光刻膠顯影液對二次光刻膠層5的曝光部分進行顯影并水洗,即如圖1(e)所示,形成覆蓋第1發光部4’及其端部a的二次光刻膠層5’(二次光刻膠層顯影工序)。
像這樣對一個發光層進行圖形處理時,通過進行一次光刻膠層及二次光刻膠層的2次光刻膠顯影工序,就可以在第1發光部4’的端部a被光刻膠層覆蓋的狀態下,進行用于形成其后的第2發光部的第2發光層用涂布液的涂布工序。所以,即使涂布其后的第2發光層用涂布液,也不會產生混色等問題。
圖2是表示本實施方式的例2的直到第1發光部的形成為止(圖2(a)~(e))的圖。在此例中,直到圖1(b)的工序,即對一次光刻膠層5進行顯影,對第1發光層進行顯影的工序(發光層顯影工序)為止,全都相同(參照圖2(b))。在此例中,其后進行剝離被顯影的一次光刻膠層5的工序(一次抗蝕層剝離工序,參照圖2(c))。然后,在全部除去一次光刻膠層而顯露出第1發光部4’的基體上,全面形成二次光刻膠層5’,通過與圖1的例子相同地使用二次光掩模6’來進行曝光(圖2(d)),形成更寬的二次光刻膠層5’,并成為通過以二次光刻膠層5’覆蓋而使得第1發光部4’的端部a不顯露出來的狀態(圖2(e))。
在此例的方法中,雖然在發光層顯影工序和二次光刻膠層形成工序之間,有必要多進行一個光刻膠層剝離工序,但是由于不會如圖1所示例子那樣,在已經形成的光刻膠層上再次形成光刻膠層,因此具有容易形成二次光刻膠層的優點。
下面使用圖1所示的例1對第2發光部的形成進行說明(圖1(f)~(j))。第2發光部也可以通過對第2發光層進行與所述第1發光部的形成方法相同的工序來形成,此時,可以在第1發光部的端部a及第2發光部的端部b被覆蓋的狀態下,涂布第3發光層用涂布液,因而可以防止混色。
即,首先進行利用相同的旋轉涂覆法等形成第2發光層8,然后形成一次光刻膠層5的工序(發光層及一次光刻膠層形成工序,圖1(f))。然后,使用對第1發光部的部分及第2發光部的部分進行遮掩的一次光掩模6,進行圖形曝光(圖1(f))。其后,用光刻膠顯影液對一次光刻膠層進行顯影(一次光刻膠層顯影工序),并對露出的第2發光層進行顯影(發光層顯影工序,圖1(g))。然后,再形成二次光刻膠層5’(二次光刻膠層形成工序,圖1(h))。此后,通過同樣地使用較寬的二次光掩模6’,進行圖形曝光并顯影,形成以二次光刻膠層5’覆蓋第1發光部4’的端部a及第2發光部8’的端部b的狀態(二次光刻膠層顯影工序,圖1(j))。所以,在其后涂布第3發光層用涂布液并形成第3發光層9時(圖1(k)),第1發光部和第2發光部就不會發生混色。
下面對所述第2發光部的形成的例2進行說明(圖2(f)~(j))。在例2中,第2發光部的形成的情況也與第1發光部的情況相同,在發光層顯影工序和二次光刻膠層形成工序之間,進行光刻膠層剝離工序。
首先,與例1相同,進行第2發光層8及一次光刻膠層5形成工序(圖2(f)),進行了一次光刻膠層顯影工序及第2發光層顯影工序后的狀態為圖2(g)(相當于圖1(g)。)。在該狀態下對一次光刻膠層5及二次光刻膠層5’進行剝離(光刻膠層剝離工序,圖2(h))。然后,形成二次光刻膠層5’,通過使用較寬的二次光掩模6’進行曝光·顯影(圖2(i)),形成以二次光刻膠層5’覆蓋至端部a的第1發光部4’及覆蓋至端部b的第2發光部8’(二次光刻膠層形成工序、二次光刻膠層顯影工序,圖2(j))。
圖2所示的例2中,由于與所述第1發光層的情況相同,在預先進行了光刻膠層剝離工序之后,進行二次光刻膠層形成工序,因此,不會如圖1所示,在已經形成一次光刻膠層后再層疊二次光刻膠層。所以,具有容易形成二次光刻膠層的優點。
繼而,最后圖1所示例子及圖2所示例子都相同,進行形成第3發光層9及光刻膠5的發光層形成工序及光刻膠形成工序(圖1(k)、圖2(k))。此后,進行光刻膠的曝光·顯影,在進行了第3發光層顯影工序后,通過剝離光刻膠,形成第1發光部4’、第2發光部8’及第3發光部9’(圖1(l))。最后如圖1(m)所示,在這些發光部上形成第2電極層10,就可以制造出向圖的下方發出EL光的EL元件。
下面將對此種本實施方式的EL元件的制造方法的各工序進行詳細的說明。
1.發光層及一次光刻膠層形成工序在本實施方式中,首先進行發光層及光刻膠層形成工序。如所述圖1及圖2所示,當發光層為第1發光層時,通常在形成了電極層的基體上涂布第1發光層用涂布液來形成第1發光層。
雖然所述本實施方式中使用的基體使用像這樣至少形成了電極層的基體,但是,在本實施方式中,并不限定于此,也可以使用形成了緩沖層等其他的有機EL層的基體。
但是,在本實施方式中,如圖1(d)至圖1(e)所示,當對二次光刻膠層5’進行顯影時,有必要在緩沖層3顯露出來的狀態下進行。所以,在本實施方式中,該位置上所形成的緩沖層等有機EL層最好是不會溶解于光刻膠層的顯影液或溶劑中的有機EL層。具體來說,可以舉出使用了溶膠凝膠反應液、光固化樹脂或熱固化樹脂的緩沖層。即,使用在未固化狀態的溶膠凝膠反應液、光固化樹脂或熱固化樹脂中加入用于作為緩沖層發揮作用的添加劑而制得的緩沖層形成用涂布液、通過對溶膠凝膠反應液、光固化樹脂或熱固化樹脂自身進行改性而使之作為緩沖層發揮作用的緩沖層形成用涂布液,通過使此種緩沖層形成用涂布液固化來制得不溶解于溶劑中的緩沖層。
下面將對此種發光層及光刻膠層形成工序中使用的各構成進行具體的說明。
a.基體本實施方式中使用的基體只要是透明性高的材料,就沒有特別的限定,可以使用玻璃等無機材料或透明樹脂等。
作為所述透明樹脂,雖然只要可以制成薄膜狀,就沒有特別的限定,但是,最好使用透明性高、耐溶劑性、耐熱性比較高的高分子材料。具體來說,可以舉出聚醚砜、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚碳酸酯(PC)、聚醚醚酮(PEEK)、聚氟乙烯(PFV)、聚丙烯酸酯(PA)、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、無定形聚烯烴或氟類樹脂等。
b.電極層在所述基體上,如所述那樣形成電極層。作為此種電極層,只要是通常的EL元件所使用的,就沒有特別的限定。而且,將像這樣先在基體上設置的電極層稱為第1電極層,將在有機EL層形成后設置的電極層稱為第2電極層。這些電極層由陽極和陰極構成,陽極和陰極的任意一方為透明或半透明,作為陽極,為了容易注入空穴,最好為功函數大的導電材料。另外,也可以混合使用多種材料。每一個電極層的電阻最好都要盡可能小,一般來說,雖然可以使用金屬材料,但是也可以使用有機物或無機化合物。
c.發光層用涂布液在本實施方式中,通過在至少形成了所述電極層的基體上涂布發光層用涂布液,并使之干燥而在基體上形成發光層。
作為此種發光層用涂布液,通常由發光材料、溶劑及摻雜劑等添加劑構成。而且,由于本實施方式為通過多次使用光刻法對種類不同的發光層進行圖形處理而在基體上形成多種發光部的EL元件的制造方法,因此形成多種顏色的發光層。所以要使用多種發光層用涂布液。
此種向基體上涂布發光層用涂布液的方法只要是可以全面涂布的方法,就沒有特別的限定,例如可以利用旋轉涂覆法(spin-coating)、澆注法(casting)、浸漬法(dipping)、棒涂法(bar coat)、刮刀涂覆法(blade coat)、滾筒涂覆法(roll coat)、凹版涂覆法(gravure coat)、柔性印刷法、噴涂法等涂布方法進行涂布。
通常通過對所涂布的發光層用涂布液進行加熱等使之干燥·固化而制成發光層。下面將對構成這些發光層用涂布液的各材料進行說明。
I.發光材料作為本實施方式中使用的發光材料,只要是含有發出熒光的材料并可以發光,就沒有特別的限定,另外,也可以是同時具有發光功能和空穴輸送功能或電子輸送功能的材料。在本實施方式中,考慮到像后述那樣利用光刻法進行發光層的圖形處理,形成發光層的材料最好為不溶解于后述的光刻膠溶劑、光刻膠顯影液及光刻膠剝離液中的材料。另外,此時,利用光刻法對發光層進行圖形處理時使用的光刻膠,最好使用不溶解于發光層的形成中使用的溶劑中的材料。
作為此種發光材料,可舉出染料類材料、金屬配位化合物類材料及高分子材料。
□染料類材料作為染料類材料,可以舉出甲環戊丙胺衍生物、四苯基丁二烯衍生物、三苯基胺衍生物、噁二唑衍生物、吡唑并喹啉衍生物、聯苯乙烯苯衍生物、聯苯乙烯芳烯衍生物、sylol衍生物、噻吩環化合物、吡啶環化合物、pelynone衍生物、紫蘇烯衍生物、寡噻吩衍生物、三富馬酰胺衍生物、噁二唑二聚體、吡唑喹啉二聚體等。
□金屬配位化合物類材料作為金屬配位化合物類材料,可以舉出亞油酸鋁配位化合物、苯亞油酸鈹配位化合物、苯并噁唑鋅配位化合物、苯并噻唑鋅配位化合物、甲基偶氮鋅配位化合物、卟啉鋅配位化合物、銪配位化合物等具有以Al、Zn、Be等或Tb、Eu、Dy等稀土類金屬作為中心金屬,以噁二唑、噻二唑、苯基吡啶、苯基苯并咪唑、喹啉結構為配體的構造等的金屬配位化合物等。
□高分子類材料作為高分子類材料,可以舉出聚對苯乙烯衍生物、聚噻吩衍生物、聚聚對苯衍生物、聚硅烷衍生物、聚乙炔衍生物、聚芴衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、將所述染料單體、金屬配位化合物類發光材料高分子化的材料等。
在本實施方式中,能夠利用使用發光層用涂布液的光刻法來以較高精度形成發光層,從利用該優點的觀點出發,更優選使用所述高分子類材料作為發光材料。
II.溶劑從所述圖1及圖2所示例子可以清楚地看到,發光層用涂布液有可能會被涂布在光刻膠層上。所以,作為該發光層用涂布液所使用的溶劑,最好選擇對光刻膠的溶解度在25□、1個大氣壓下在0.001(g/g溶劑)以下的溶劑,更優選選擇在0.0001(g/g溶劑)以下的溶劑。例如,當后述的緩沖層溶解于水或DMF、DMSO、醇等極性溶劑中,并且光刻膠為一般的熱塑性酚醛類正光刻膠時,雖然可以舉出以苯、甲苯、二甲苯的各異構體及它們的混合物、1,3,5-三甲苯、四氫化萘、p-異丙基甲苯、異丙苯、乙基苯、二乙基苯、丁基苯、氯苯、二氯苯的各異構體及它們的混合物為代表的芳香族類溶劑、以甲氧苯甲酰、苯乙醚、丁基苯基醚、四氫呋喃、2-丁酮、1,4-二噁烷、二乙基醚、二異丙基醚、二苯基醚、二苯甲基醚、digrime等為代表的醚類溶劑、以二氯甲烷、1,1-二氯乙烷、1,2-二氯乙烷、三氯乙烷、四氯乙烷、氯仿、四氯化碳、1-氯萘等氯代類溶劑、環己烷等,但是除此以外,只要是滿足條件的溶劑,也都可以使用,還可以是2種以上的混合溶劑。
另外,當如后述那樣與可溶于溶劑的緩沖層一起使用時,為了防止在發光層的成膜時,緩沖層和發光層材料混合或溶解,并保持發光材料本來的發光特性,最好不會溶解緩沖層。
從此觀點出發,發光層用涂布液用的溶劑優選選擇對緩沖層材料的溶解度在25□、1個大氣壓下在0.001(g/g溶劑)以下的溶劑,更優選選擇在0.0001(g/g溶劑)以下的溶劑。
III.添加劑在本實施方式中使用的發光層用涂布液中,除了所述的發光材料及溶劑外,還可以添加各種添加劑。例如,為了提高發光層中的發光效率,改變發光波長等,有時要添加摻雜材料。作為該摻雜材料,可以舉出紫蘇烯衍生物、香豆素衍生物、紅熒烯衍生物、quinacrydone衍生物、squarium衍生物、porphylene衍生物、苯乙烯類染料、1,2,3,4-四氫蒽衍生物、吡唑啉衍生物、十環烯、吩噁嗪酮等。
d.光刻膠在本實施方式中,通過對形成了所述發光層的基體全面涂布光刻膠,形成一次光刻膠層。
此時的光刻膠的涂布方法,只要是一般的全面涂布涂布液的方法,就沒有特別的限定,具體來說,可以使用旋轉涂覆法、澆注法、浸漬法、棒涂覆法、刮刀涂覆法、滾筒涂覆法、凹版涂覆法、柔性印刷法、噴涂法等涂布方法。
本實施方式像這樣在發光層上形成一次光刻膠層,利用光刻法對發光層進行圖形處理。該所謂光刻法是指如下的方法,即,利用因為光的照射而使膜的受光照射的部分的溶解性發生變化的現象,來形成與光照射圖形對應的任意的圖形。
可以用于本實施方式的光刻膠雖然既可以是正型,也可以是負型,沒有特別的限定,但是,最好是不溶于發光層等有機EL層形成中使用的溶劑中的物質。
具體來說,作為可以使用的光刻膠,可以舉出熱塑性酚醛樹脂類、橡膠+雙疊氮類等。
e.光刻膠溶劑在本實施方式中,作為在涂覆所述光刻膠時可以使用的光刻膠溶劑,為了防止光刻膠成膜時發光層等所述有機EL層和光刻膠材料混合或溶解,并保持本來的發光特性,最好使用不溶解發光層材料等有機EL材料的溶劑。如果考慮這一點,作為可以用于本實施方式中的光刻膠溶劑,最好選擇對發光層形成用材料等有機EL層形成用的材料的溶解度在25□、1個大氣壓下在0.001(g/g溶劑)以下的溶劑,更優選選擇在0.0001(g/g溶劑)以下的溶劑。
例如,作為在緩沖層形成材料溶于水類的溶劑中,而發光層溶于芳香族類等無極性有機溶劑中的情況下可以使用的光刻膠溶劑,雖然可以舉出以丙酮、甲基乙基酮為代表的酮類、以丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯為代表的溶纖劑乙酸酯類、以丙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚為代表的溶纖劑類、以甲醇、乙醇、1-丁醇、2-丁醇、環己醇為代表的醇類、醋酸乙酯、醋酸丁酯等酯類溶劑、環己烷、十氫萘等,但是,其他只要是滿足條件的溶劑也可以使用,也可以使用2種以上的混合溶劑。
2.一次光刻膠層顯影工序然后,在本實施方式中,進行按照使相當于規定的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式,對一次光刻膠層進行圖形曝光后再顯影的一次光刻膠層顯影工序。
在該工序中,首先,借助光掩模對一次光刻膠層進行曝光。關于該曝光方法等,雖然由于與以往的曝光方法相同,在這里將說明省略,但是,光掩模使用的是能夠使形成第1發光部的部分的光刻膠層殘留的光掩模。具體來說,在圖1或圖2所示的例子中,由于使用正型的光刻膠,因此使用能夠對第1發光部的合適部分進行遮光的光掩模,相反,當使用負型的光刻膠時,則使用能夠僅使所述第1發光部的合適部分曝光的光掩模。
而且,可以考慮利用例如激光等進行的繪制而曝光成圖形形狀的情況,本實施方式也包括此種情況。
此后,在進行了圖形曝光后,進行第1光刻膠層的顯影,其結果是,按照在第1發光部上使第1光刻膠層殘留的方式,進行光刻膠層的圖形處理。
下面將對該工序中的光刻膠層的圖形處理所使用的顯影液進行說明。
(光刻膠顯影液)作為可以用于本實施方式的光刻膠顯影液,只要不是溶解形成所述發光層的材料的物質,就沒有特別的限定。具體來說,雖然可以使用一般所用的有機堿類顯影液,但是,此外,還可以使用無機堿或可以對光刻膠層進行顯影的水溶液。在進行了光刻膠層的顯影后,最好用水進行清洗。
作為可以用于本實施方式的顯影液,優選對發光層形成用材料的溶解度在25□、1個大氣壓下在0.001(g/g顯影液)以下的顯影液,更優選選擇在0.0001(g/g顯影液)以下的顯影液。
3.發光層顯影工序在本實施方式中,進行如下的工序,即,通過將像這樣除去一次光刻膠層而顯露出來的發光層除去,即形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部。
該發光層顯影工序雖然可以是使用溶解發光層的溶劑的濕式法及使用干式蝕刻的干式法,但是在本實施方式中,最好使用沒有混色等問題的干式法。下面將對各個方法進行說明。
(濕式法)此時的所謂濕式法是指如下的方法,即,不剝離光刻膠,使用可以溶解或剝離發光層的溶劑,將發光層溶解并除去。作為此時可以使用的溶劑,可以使用所述的發光層用涂布液的溶劑,除此以外,只要是滿足所述條件的溶劑,還可以選擇其他的溶劑。
另外,在使用該溶劑進行除去時,也可以在超聲波浴中進行。像這樣通過使用超聲波浴,就不會產生發光層的圖形的變細或發光層的流出等問題,從而可以進行高精度的圖形處理,因此具有可以在短時間內進行高精度的圖形處理的優點。
在本實施方式中,該超聲波浴所使用的條件最好為,在25□下,以20~100千赫的振動頻率,進行0.1~60秒,通過采用此種條件,就可以在短時間內進行高精度的圖形處理。
(干式法)另一方面,所謂干式法是指,將使用干式蝕刻去除了光刻膠的部分的發光層除去的方法。
通常,由于光刻膠層的膜厚遠大于發光層,因此通過整體地進行干式蝕刻,就可以除去發光層。
此時,光刻膠層的膜厚最好在0.1~10μm的范圍內,更優選在0.5~5μm的范圍內。通過采用此種膜厚,就可以在保持光刻膠的抗蝕功能的同時,進行加工精度高的干式蝕刻。
如果像這樣采用干式蝕刻,由于可以使蝕刻的端部更尖銳,因此就可以使存在于圖形的端部的膜厚不均的區域的寬度更窄,其結果是,起到能夠進行更高精度的圖形處理的作用。
作為本實施方式中使用的干式蝕刻法,干式蝕刻最好為反應性離子蝕刻。通過使用反應性離子蝕刻,有機膜產生化學反應,變為分子量小的化合物,這樣就可以通過氣化·蒸發而從基體上除去,從而可以實現蝕刻精度高、時間短的加工。
另外,在本實施方式中,當進行所述干式蝕刻時,最好使用氧單體或含有氧的氣體。通過使用氧單體或含有氧的氣體,就可以利用有機膜的氧化反應而將其分解除去,從而可以從基體上除去不需要的有機物,因而可以實現蝕刻精度高、時間短的加工。另外,在該條件下,由于對通常使用的ITO等氧化物透明導電膜進行蝕刻,因此在不會損害電極特性,并能夠凈化電極表面方面也是很有效的。
另外,在本實施方式中,在所述干式蝕刻中最好使用大氣壓等離子體。通過使用大氣壓等離子體,就可以在大氣壓下進行通常需要真空裝置的干式蝕刻,從而可以實現處理時間的縮短及成本的降低。此時,雖然蝕刻可以利用等離子體化的大氣中的氧來使有機物氧化分解,但是,也可以通過氣體的置換或循環來對反應氣氛的氣體組成進行任意的調整。
4.光刻膠層剝離工序在本實施方式中,在進行了所述發光層顯影工序后,也可以進行對顯影的一次光刻膠層進行剝離的工序。具體來說為如下的方法,即,如圖2(b)至圖2(c)所示,通過將基體上殘留的一次光刻膠層剝離,使發光部顯露出來,其后,進行后述的二次光刻膠層形成工序。
在一次光刻膠層殘留的狀態下,難以形成層疊于其上的二次光刻膠層的情況下,或由于層疊光刻膠層而使膜厚增厚,從而在其后的發光層的形成中產生問題的情況等中,最好像這樣一旦將基體上的全部光刻膠層剝離后,即從該狀態開始進行二次光刻膠層的形成。
(光刻膠剝離液)當進行此種光刻膠層的剝離時,要使用光刻膠剝離液。作為可以應用于本實施方式中的光刻膠剝離液,有必要使之不溶解所述發光層,單溶解光刻膠層,可以直接使用所述的光刻膠的溶劑。另外,當使用正型光刻膠時,也可以在進行了UV曝光后,使用作為抗蝕劑顯影液舉出的液體進行剝離。
另外,也可以使用強堿水溶液、二甲基甲酰胺、二甲替乙酰胺、二甲亞砜、N-甲基-2-吡咯烷酮等溶劑及它們的混合物、市售的抗蝕層剝離液。在剝離抗蝕層后,還可以用2-丙醇等漂洗,進而用水漂洗。
5.二次光刻膠層形成工序在進行了所述發光層顯影工序后,在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式進行形成二次光刻膠層的工序。
由于這里所使用的二次光刻膠層可以使用與所述一次光刻膠層相同的材料,因此在此處的說明省略。
在本實施方式中,既可以是一次光刻膠層與二次光刻膠層使用相同的光刻膠的情況,也可以是使用不同的光刻膠的情況。當進行所述的光刻膠剝離工序時,由于分別使用一次光刻膠和二次光刻膠,因此從工序的簡便性等理由考慮,最好使用相同的光刻膠。
另一方面,當不進行所述光刻膠剝離工序時,由于有必要在一次光刻膠層上形成二次光刻膠層,因此也可以根據情況使用不同的光刻膠。
6.二次光刻膠層顯影工序在圖1(b)及圖2(b)的階段中,形成了圖形的發光部的端部a處于未被一次光刻膠覆蓋而顯露出來的狀態。當從此狀態開始進而涂布其后的發光層用涂布液時,發光層材料就會從端部a及b等溶解入涂布的發光層用涂布液中,其結果是,產生混色或象素變細之類的問題。
為了解決該問題,在二次光刻膠層的曝光·顯影工序中,按照以比一次光刻膠的曝光·顯影工序中殘留的一次光刻膠層的寬度更大的寬度來覆蓋發光部的方式,進行圖形的形成。即,以覆蓋發光部的端部,并且未達到相鄰的發光部程度的大小來對二次光刻膠層進行曝光·顯影。
而且,關于其他方面,由于與所述一次光刻膠層顯影工序相同,因此此處的說明省略。
7.其他在本實施方式中,在反復進行2次從所述1到6的工序后,如所述圖1的例子所說明的那樣,再次進行發光層形成工序及光刻膠層形成工序,并進行所形成的光刻膠層的曝光·顯影工序、所形成的發光層的顯影工序,之后,通過進行光刻膠層的剝離工序,就可以形成3種顏色的發光部。
其后,在形成了第2電極層或保護層后,通過進行密封,就可以制成EL元件。
B.實施方式2下面將對本發明的EL元件的制造方法的實施方式2進行說明。
本發明的實施方式2是如下的EL元件的制造方法,即,在形成了電極層的基體上,通過多次使用光刻法對種類不同的發光層進行圖形處理,在所述基體上形成多種發光部,至少具有以下的各工序。
(1)在所述基體上將發光層及光刻膠層按此順序形成的工序(發光層及一次光刻膠層形成工序)(2)對所述光刻膠層,按照使相當于全部的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序(一次光刻膠層顯影工序)(3)通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序(發光層顯影工序1)(4)在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序(二次光刻膠層形成工序)
(5)按照所述發光部及其端部不顯露出來的方式,對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序(二次光刻膠層顯影工序)。
(6)對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光部進行除去的工序(發光層顯影工序2)關于這些工序,首先使用圖3所示的例1,對直到第1發光部的形成為止的過程(圖3(a)~(f))進行簡單的說明。
圖3是表示本實施方式的例1的圖。如圖3(a)所示,與所述圖1所示情況相同,在形成了電極層2及緩沖層3的基體1上,形成第1發光層4及一次光刻膠層5(發光層及一次光刻膠層形成工序)。
然后,對該一次光刻膠層進行曝光并顯影(一次光刻膠層顯影工序)。本實施方式與所述實施方式1最大的不同在于,在該一次光刻膠層顯影工序中,本實施方式是按照在全部的形成發光部的區域內都使一次光刻膠層殘留的方式,設置光掩模6(圖3(a)),在利用這樣的光掩模6進行了曝光后,再進行顯影。
此后,在一次光刻膠層5殘留于全部的形成發光部的區域內的狀態下,實施對顯露出來的第1發光部4進行顯影的工序(發光層顯影工序1,圖3(b))。
然后,按照覆蓋所述基體上的發光部的方式,形成二次光刻膠層(二次光刻膠層形成工序,圖3(c))。
此后,使用比一次光掩模6更寬的二次光掩模6’,僅對所述發光部進行圖形曝光(圖3(d)),并進行顯影(二次光刻膠層顯影工序,圖3(e))。
最后,通過對殘留在其他的發光部上的發光層進行顯影,達到形成二次光刻膠層5’的狀態,并使得在第1發光部4’上,其端部a不會顯露出來(發光層顯影工序2,圖3(f))。
在本實施方式中,在對一個發光層進行圖形處理時,通過進行一次光刻膠層及二次光刻膠層的2次光刻膠顯影工序,就可以在第1發光部4’的端部a被光刻膠層覆蓋的狀態下,進行其后的第2發光層用涂布液的涂布工序。所以,即使涂布其后的第2發光層用涂布液,也不會產生混色等問題。
另外,本實施方式的特征是,在二次光刻膠層顯影工序中,在緩沖層3被第1發光層4覆蓋的狀態下,將二次光刻膠層顯影。即,雖然在圖3(d)中進行了圖形曝光后,對二次光刻膠層進行顯影,但是,此時,在緩沖層上存在第1發光層4(圖3(e)),因此光刻膠層顯影液不會直接與緩沖層接觸。所以,在本實施方式中,具有如下的優點,即,即使緩沖層的材料可溶于光刻膠顯影液中,也可以使用。
圖4是表示本實施方式的例2的直到第1發光部的形成為止(圖4(a)~(f))的圖。在該例中,直到圖3(b)的工序,即對一次光刻膠層5進行顯影,并對第1發光層進行顯影的工序(發光層顯影工序1)為止,都完全相同(參照圖4(b)),其特征在于,然后,實施對顯影的一次光刻膠層5進行剝離的工序(一次抗蝕層剝離工序,參照圖4(c))。
然后,在全部除去了一次光刻膠層的顯露出第1發光部4’的基體上,全面形成二次光刻膠層5’,與圖3的例子相同,使用二次光掩模6’,形成更寬的二次光刻膠層5’,從而達到以二次光刻膠層5’覆蓋的狀態,使得第1發光部4’的端部a不顯露出來(圖4(f))。
方法2雖然有必要在發光層顯影1工序和二次光刻膠層形成工序之間,多進行一項稱為光刻膠層剝離工序的工序,但是,由于不會像圖3所示的例子那樣,在已經形成的光刻膠層上再次形成光刻膠層,因此,二次光刻膠層的形成十分容易,另外,膜厚也不會大幅度增加,所以具有可以均一地形成發光層的優點。
另外,在方法2中,也與方法1相同,在對一次光刻膠層進行顯影時(圖4(d)),由于存在發光層4(圖4(e)),因此緩沖層3不會與光刻膠顯影液直接接觸。所以,具有如下的優點,即,即使緩沖層可溶于光刻膠顯影液中,也可以使用。
在本實施方式中,與所述實施方式1的情況相同,通過在第2發光層上又進行相同的工序(圖3(g)~圖3(k)),就可以在第1發光部4’的端部a及第2發光部8’的端部b被覆蓋的狀態下,涂布第3發光層用涂布液(圖3(l)),從而可以防止混色。另外,與所述第1發光部的形成工序相同,在進行二次光刻膠層顯影工序時,在緩沖層上存在第2發光層8(圖3(j)),并且在其后進行發光層顯影工序2(圖3(k))。所以,即使在形成第2發光部時,緩沖層3也不會與光刻膠顯影液直接接觸。
另外,對于本實施方式的例2,也可以同樣地在第2發光層上進行相同的工序(圖4(g)~圖4(k))。
此后,在形成第3發光層及光刻膠層后,通過曝光(圖3(l)及圖4(l)),并顯影,就可以形成第1發光部4’、第2發光部8’及第3發光部9’。此后,最后在這些發光部上形成第2電極層,從而制造出向圖的下方發出EL光的EL元件。
下面將對此種本實施方式的EL元件的制造方法的各工序進行詳細的說明。而且,由于本實施方式中所使用的材料及其形成方法等,除了下面的說明中特別指出的以外,都與所述實施方式1中說明的相同,因此在以下的各工序的說明中將省略。
1.發光層及一次光刻膠層形成工序在本實施方式中,與實施方式1相同,首先,進行在基體上按照發光層及光刻膠層的順序進行形成的發光層及一次光刻膠層形成工序。
而且,在本實施方式中,如后述所示,在所述電極層上的有機EL層,例如緩沖層,即使可以溶于光刻膠顯影液中,也可以形成。對于此種緩沖層進行說明。
(緩沖層)本實施方式的緩沖層是指,按照容易進行電荷向發光層的注入的方式被設于陽極和發光層之間或陰極和發光層之間,是含有有機物的層,特別是含有有機導電體的層。例如,可以采用具有提高空穴向發光層的注入效率并使得電極等的凹凸平整化的功能的導電高分子。
本實施方式中使用的緩沖層的導電性高時,為了保持元件的二極管特性,防止串音(cross talk),最好進行圖形處理。而且,當緩沖層的電阻高時,也可以不進行圖形處理,另外,當緩沖層為可以省略的元件時,也可以不設置緩沖層。
在本實施方式中,當緩沖層及發光層兩者都利用光刻法形成圖形時,形成緩沖層的材料最好選擇不溶于光刻膠溶劑及發光層形成中使用的溶劑中的材料,更優選選擇不溶于光刻膠剝離液中的材料作為形成緩沖層的材料。
作為形成本實施方式中使用的緩沖層的材料,具體來說,可以舉出聚烷基噻吩衍生物、聚苯胺衍生物、三苯基胺等空穴輸送性物質的聚合物、無機氧化物的溶膠凝膠膜、三氟甲烷等有機的聚合膜、含有路易斯酸的有機混合物膜等,但是只要滿足關于所述的溶解性的條件,就沒有特別的限定,也可以在成膜后通過反應、聚合或煅燒等來滿足所述的條件。
另外,作為在本實施方式中形成緩沖層時所用的溶劑,能夠分散或溶解緩沖材料即可,并沒有特別的限制,但是,當在全色的圖形形成等中,需要多次成膜時,有必要使用不溶解光刻膠材料的緩沖層溶劑,更優選不溶解發光層的緩沖層溶劑。
作為可以應用于本實施方式中的緩沖層溶劑,最好選擇對抗蝕層材料的溶解度在25□、1個大氣壓下在0.001(g/g溶劑)以下的溶劑,更優選選擇在0.0001(g/g溶劑)以下的溶劑。另外,作為緩沖層溶劑,更優選對發光層構成材料的溶解度在25□、1個大氣壓下在0.001(g/g溶劑)以下的溶劑,特別優選選擇在0.0001(g/g溶劑)以下的溶劑。
具體來說,可以舉出水、以甲醇、乙醇為代表的醇類、二甲基甲酰胺、二甲替乙酰胺、二甲亞砜、N-甲基-2-吡咯烷酮等溶劑,但是除此以外,只要是滿足條件的溶劑,都可以使用。另外,也可以將2種以上的溶劑混合使用。
2.一次光刻膠層顯影工序然后,實施一次光刻膠層顯影工序,即,在對已形成的光刻膠層,按照使得相當于全部的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式,進行圖形曝光后,進行顯影。
該工序與實施方式1有很大不同,實施方式1是按照在相當于規定的發光部的部分使該部分的光刻膠層殘留的方式進行的,而在本實施方式中,則是按照使相當于全部的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式,進行圖形曝光,顯影。
3.發光層顯影工序1此后,進行發光層顯影工序1,即,通過將如所述那樣除去光刻膠層而顯露出來的發光層除去,形成表面由光刻膠層覆蓋的發光部。
在像這樣進行了一次光刻膠層形成工序后,通過進行發光層顯影工序1,就可以將存在于相當于由一次光刻膠層所覆蓋的發光部的部分之間的發光層除去。
在所述2的工序及該工序中,通過一邊像這樣保留發光部,即在存在緩沖層的部分保留發光層,一邊將存在于其間的發光層除去,就可以在用下一工序形成的二次光刻膠層覆蓋發光部的端部的同時,在其后的二次光刻膠層顯影工序中,用發光層來保護緩沖層。
4.光刻膠層剝離工序在本實施方式中,也與實施方式1相同,還可以在進行了所述發光層顯影工序后,進行將顯影的一次光刻膠層剝離的工序。當在殘留一次光刻膠層的狀態下,難以通過在其上層疊來形成二次光刻膠層時,或因層疊光刻膠層而導致膜厚加厚,從而在其后的發光層的形成中出現問題等時,最好像這樣,從將基體上的全部的光刻膠層剝離掉的狀態開始,進行二次光刻膠層的形成。
5.二次光刻膠層形成工序然后,進行二次光刻膠層形成工序,即,在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層。這樣即如所述那樣,發光部端部被二次光刻膠層覆蓋。
6.二次光刻膠層顯影工序此后,進行二次光刻膠層顯影工序,即,在按照規定的發光部及其端部不顯露出來的方式,對所述光刻膠層進行圖形曝光后,再進行顯影。在本工序中,當對二次光刻膠層進行顯影時,由于位于電極層上、即形成發光部的區域的緩沖層被發光層覆蓋,因此,就不會直接與該二次光刻膠層顯影工序中使用的光刻膠顯影液接觸。所以,在本實施方式中,可以使用如所述那樣的可溶于光刻膠層的顯影液等中的緩沖層。
7.發光層顯影工序2然后,進行將除去所述光刻膠層后顯露出來的發光部除去的發光部顯影工序2。
在本實施方式中,通過像這樣分2次進行發光層顯影工序,就可以在光刻膠層的顯影工序中,使得緩沖層被發光層覆蓋而不顯露出來。
如果將本實施方式與實施方式1比較,的確多進行了1次發光層顯影工序。但是,有時候為了提高發光效率等,不得不形成可溶于溶劑的緩沖層,因此,可以說本實施方式是在這種情況下有用的方式。
而且,本發明并不限定于所述實施方式。所述實施方式只是示例,具有與本發明的技術方案的范圍中所記述的技術思想實質上相同的構成,并且能夠發揮相同的作用效果的設計,無論為何種形式,都包含在本發明的技術范圍中。
下面將通過列舉實施例來對本發明做進一步的詳細說明。
[實施例](緩沖層的成膜)清洗6英寸□(square)、板厚1.1mm的形成了圖形的ITO基板,作為基體及第1電極層。取0.5ml緩沖層涂布液(拜爾公司制;Baytron P,表示在以下的化學式(1)中。),向基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以2500rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到800埃。
(第一發光層的成膜)作為第一發光層,取1ml作為紅色發光有機材料的涂布液(聚乙烯咔唑70重量份、噁二唑30重量份、dicyanomethylene pyran衍生物1重量份、一氯代苯4900重量份),向緩沖層上的基板的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以2000rpm保持10秒,形成層。其結果為,膜厚達到800埃。
取2ml正型光刻膠液(東京應化公司制OFPR-800),向基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以500rpm保持10秒,其后再以2000rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到約1μm。在80□下進行30分鐘的預烘烤。其后,與曝光掩模一起固定在校準曝光機上,對要除去的緩沖層及發光層的部分進行了紫外線曝光。在抗蝕劑顯影液(東京應化公司制;NMD-3)中顯影20秒后,水洗,除去曝光部的光刻膠層。在120□下進行了30分鐘的后烘烤后,利用使用了氧等離子體的反應性離子蝕刻,將除去了光刻膠層的部分的緩沖層及發光層除去。在用丙酮完全除去了光刻膠層后,再次取2ml正型光刻膠液(東京應化公司制;OFPR-800),向基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以500rpm保持10秒,其后再以2000rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到約1μm。在80□下進行30分鐘的預烘烤。其后,與曝光掩模一起固定在校準曝光機上,按照保留比第1發光部寬10μm的光刻膠層的方式進行了紫外線曝光。在抗蝕劑顯影液(東京應化公司制;NMD-3)中顯影20秒后,水洗,除去曝光部的光刻膠層。在120□下進行了30分鐘的后烘烤,獲得由具有比第1發光部寬10μm的光刻膠層保護的基體。
(第二緩沖層的成膜)取0.5ml緩沖層涂布液(拜爾公司制Baytron P),向所獲得的基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以2500rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到800埃。
(第二發光層的成膜)作為第二發光層,取1ml作為綠色發光有機材料的涂布液(聚乙烯咔唑70重量份、噁二唑30重量份、香豆素61重量份、一氯代苯4900重量份),向緩沖層上的基板的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以2000rpm保持10秒,形成層。其結果為,膜厚達到800埃。
取2ml正型光刻膠液(東京應化公司制;OFPR-800),向基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以500rpm保持10秒,其后再以2000rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到約1μm。在80□下進行30分鐘的預烘烤。其后,與曝光掩模一起固定在校準曝光機上,對第1發光部和第2發光部以外的要除去發光層的部分進行了紫外線曝光。在抗蝕劑顯影液(東京應化公司制;NMD-3)中顯影20秒后,水洗,除去曝光部的光刻膠層。在120□下進行了30分鐘的后烘烤后,利用使用了氧等離子體的反應性離子蝕刻,將除去了光刻膠層的部分的緩沖層及發光層除去。在用丙酮除去了光刻膠后,再次取2ml正型光刻膠液(東京應化公司制;OFPR-800),向基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以500rpm保持10秒,其后再以2000rpm保持20秒,形成了層。其結果為,膜厚達到約1μm。在80□下進行30分鐘的預烘烤。其后,與曝光掩模一起固定在校準曝光機上,按照保留比第1發光部及第2發光部各寬10μm的光刻膠層的方式進行了紫外線曝光。在抗蝕劑顯影液(東京應化公司制;NMD-3)中顯影20秒后,水洗,除去曝光部的光刻膠。在120□下進行30分鐘的后烘烤,獲得由具有比第1發光部及第2發光部各寬10μm的光刻膠保護的基體。
(第三緩沖層的成膜)取0.5ml緩沖層涂布液(拜爾公司制Baytron P),向所獲得的基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以2500rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到800埃。
(第三發光層的成膜)作為第三發光層,取1ml作為藍色發光有機材料的涂布液(聚乙烯咔唑70重量份、噁二唑30重量份、紫蘇烯1重量份、一氯代苯4900重量份),向緩沖層上的基板的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以2000rpm保持10秒,形成層。其結果為,膜厚達到800埃。
取2ml正型光刻膠液(東京應化公司制OFPR-800),向基體的中心部滴下,進行旋轉涂覆。以500rpm保持10秒,其后再以2000rpm保持20秒,形成層。其結果為,膜厚達到約1μm。在80□下進行30分鐘的預烘烤。其后,與曝光掩模一起固定在校準曝光機上,對第1發光部和第2發光部及第3發光部以外的要除去發光層的部分進行了紫外線曝光。在抗蝕劑顯影液(東京應化公司制;NMD-3)中顯影20秒后,水洗,除去曝光部的光刻膠層。在120□下進行了30分鐘的后烘烤后,利用使用了氧等離子體的反應性離子蝕刻,將除去了光刻膠層的部分的緩沖層及發光層除去,獲得了用光刻膠保護了第1發光部、第2發光部及第3發光部的基體。其后,用丙酮將光刻膠全部除去,露出了形成圖形的發光層。
在100□下干燥1小時后,接下來,在所得的基體上,以500埃的厚度蒸鍍Ca,作為第2電極層(上部電極),繼而以2500埃的厚度蒸鍍Ag,作為保護層,制作成EL元件。
(EL元件的發光特性的評價)將ITO電極側連接在正極上,將Ag電極側連接在負極上,利用sourcemeter外加直流電流。當外加10V時,可以確認從第1發光部、第2發光部及第3發光部分別發出光。
除了在第1發光層及第2發光層的顯影工序之后,未進行光刻膠層的剝離工序和利用二次光刻膠層的形成、曝光及顯影工序對發光層的再保護以外,與實施例1相同地制作了EL元件。在進行第2發光層及第3發光層的顯影時,已經形成了圖形的發光層溶解,產生了象素變細的現象。
權利要求
1.一種電致發光元件的制造方法,是通過在形成了電極層的基體上,使用光刻法多次對種類不同的發光層進行圖形處理,而在所述基體上形成多種發光部的EL元件的制造方法,其特征是,具有在所述基體上按照發光層及光刻膠層的順序依次形成的工序、對所述光刻膠層按照使相當于規定的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序、通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序、在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序、按照所述發光部及其端部不顯露出來的方式對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序。
2.根據權利要求1所述的電致發光元件的制造方法,其特征是,在形成所述發光部的工序之后,進行將殘存在發光部上的光刻膠層剝離的工序,然后進行形成光刻膠層的工序。
3.一種電致發光元件的制造方法,是通過在形成了電極層的基體上,使用光刻法多次對種類不同的發光層進行圖形處理,而在所述基體上形成多種發光部的EL元件的制造方法,其特征是,具有在所述基體上按照發光層及光刻膠層的順序依次形成的工序、對所述光刻膠層按照使相當于全部的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序、通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序、在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序、按照規定的發光部及其端部不顯露出來的方式對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序、對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光部進行除去的工序。
4.根據權利要求3所述的電致發光元件的制造方法,其特征是,在形成所述發光部的工序之后,進行將全部的殘存在發光部上的光刻膠層剝離的工序,然后進行形成光刻膠層的工序。
5.根據權利要求1~4中任意一項所述的電致發光元件的制造方法,其特征是,對除去所述光刻膠層而露出的發光層或發光部進行除去的工序是通過干法蝕刻進行除去的工序。
全文摘要
本發明提供如下的利用光刻法的EL元件的制造方法,即,具有發光效率或讀取效率高、制造工序簡便、可以形成高精細度的圖形之類的利用光刻法的優點,同時,可以防止形成了圖形的發光部的端部和后來層疊的不同的發光層之間的混色,而且還防止象素變細。為了達成所述目的,本發明是通過在形成了電極層的基體上,使用光刻法多次對種類不同的發光層進行圖形處理,而在所述基體上形成多種發光部的EL元件的制造方法,其特征是,具有在所述基體上按照發光層及光刻膠層的順序依次形成的工序、對所述光刻膠層按照使相當于規定的發光部的部分的光刻膠層殘留的方式進行圖形曝光后再顯影的工序、通過對除去所述光刻膠層而顯露出來的發光層進行除去來形成表面被光刻膠層覆蓋的發光部的工序、在所述基體上按照覆蓋所述發光部的方式形成光刻膠層的工序、按照所述發光部及其端部不顯露出來的方式對所述光刻膠層進行圖形曝光后再進行顯影的工序。
文檔編號H05B33/10GK1568638SQ0282011
公開日2005年1月19日 申請日期2002年11月27日 優先權日2002年11月27日
發明者柏原充宏 申請人:大日本印刷株式會社