有机发光元件的制造方法以及显示装置的制造方法_3

文档序号:9635474阅读:来源:国知局
r>[0236]在该显示装置1中,各像素通过写入晶体管Tr2的栅极从扫描线驱动电路130接收扫描信号,并且从信号线驱动电路120供给的图像信号通过写入晶体管Tr2被保持在储存电容器Cs中。也就是说,对应于该储存电容器Cs中所保持的信号,对驱动晶体管Trl的开/关进行控制。由此,驱动电流Id被供给到红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G和蓝色有机EL元件10B中,从而通过空穴与电子的再结合而发光。
[0237]这时,从红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B分别产生红色的光(波长为620nm?750nm)、绿色的光(波长为495nm?570nm)、蓝色的光(波长为 450nm ?495nm)。
[0238]在本实施方式的显示装置1的制造方法中,分别对红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B进行图案化,以使它们分别具有与设置在基板11上的掩模21R、21G、21B的平面形状相同的形状(图5C?图9B)。因此,能够抑制红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B的劣化。以下对此进行说明。
[0239]图10A?图10D顺次表示比较例的显示装置的制造方法。该显示装置的发光层(红色发光层1163R、绿色发光层1163G、蓝色发光层1163B)通过反转胶版印刷法以如下方法形成。首先,将红色发光层1163R的构成材料溶解在溶剂中调制成油墨,并将其涂布在橡皮布31的整个表面(参照图6A)。接着,使用版在橡皮布31上形成具有规定图案的红色发光层1163R(参照图6B?图7B)。然后,使该橡皮布31与空穴输送层162对置(图10A)并且使它们接触,由此将红色发光层1163R转印到空穴输送层162 (基板)上(图10B)。对于绿色发光层1163G和蓝色发光层1163B也一样(图10C、图10D)。
[0240]在使用这种反转胶版印刷法的红色发光层1163R(绿色发光层1163G、蓝色发光层1163B)的形成工序中,红色发光层1163R被形成在橡皮布31上。也就是说,红色发光层1163R在与橡皮布31接触后(图10A),被转印到空穴输送层162上。通过与该橡皮布31的接触,有可能在红色发光层1163R(绿色发光层1163G、蓝色发光层1163B)中混入杂质,导致发光效率、发光寿命等特性降低。该杂质是指在橡皮布31的表面的硅橡胶等中含有的硅油和硅氧烷等。硅油是在制造硅橡胶时添加于主要原料硅氧聚合物中的一种配合剂。硅氧烷是在制造硅橡胶时没有聚合而残留下来的未反应物。
[0241]另外,调制油墨时的溶剂虽然能够使用例如芳香烃等,但是因为该溶剂与橡皮布31 (表面的硅橡胶等)的亲和性高,所以有可能导致油墨渗入橡皮布31的整个表面。该渗入橡皮布31的油墨(油墨1163RE)也将附着在空穴输送层162上的红色发光层1163R以外的部分(图10B)。如果在该油墨1163RE上形成绿色发光层1163G或蓝色发光层1163B,那么将发生混色,色纯度下降。在形成绿色发光层1163G、蓝发光层1163B时渗入橡皮布31的油墨1163GEU163BE也一样,有可能引起混色(图10C、图10D)。
[0242]对此,因为上述红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B利用掩模21R、21G、21B的形状进行图案化,所以不需要使用橡皮布31与版的图案化。也就是说,红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B不接触橡皮布31便可形成。因此,能够防止杂质从橡皮布31混入红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B中。另外,也能够防止起因于油墨渗入橡皮布31的混色。在转印掩模21R、21G、21B时,橡皮布31也有可能与红色材料层163RA、绿色材料层163GA、蓝色材料层163BA的一部分接触。然而,掩模21R、21G、21B的正下部(成为红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B的部分)以外的红色材料层163RA、绿色材料层163GA、蓝色材料层163BA被除去。因此,橡皮布子31所接触的部分不影响各个元件的特性。
[0243]更进一步说,因为掩模21R、21G、21B由印刷法形成,所以与金属掩模相比,可以高精度地形成。因此,能够形成高精细的显示器。另外,印刷法也易于应用于大型基板工艺。此外,因为印刷法能够在大气压下进行,所以不需要大型真空装置等设备,能够抑制设备成本、耗电量。
[0244]特别是印刷法中的反转胶版印刷法,因为印刷线宽为几μπι?ΙΟμπι,并且可以进行对准精度约为几微米的高精度印刷,所以可以说是制造高精细有机EL显示装置的适宜的方法。例如,通过使用反转胶版印刷法,能够制造300ppi以上(像素间距约为84μπι以下)的显示装置。
[0245]如上所述,在本实施方式中,因为使用掩模21R、21G、21B对红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B进行了图案化,所以可以防止发光效率、发光寿命等特性的劣化。另外,可以防止其他发光颜色的油墨混入红色发光层163R、绿色发光层163G和蓝色发光层163B,抑制混色的发生。
[0246]在使用柔版印刷、凹版印刷、凹版胶版印刷、胶版印刷和丝网印刷等形成掩模21R、21G、21B的情况下,与反转胶版印刷法相比,印刷精度有可能下降。然而,在这些方法中,不需要每次印刷后的版清洗工序,可以抑制成本。另外,喷墨法、喷嘴印刷法和激光转印法是不使用版就可以印刷的方法。因此,在不必要高精度地形成掩模21R、21G、21B的情况下,也可以通过使用这些印刷法,来抑制成本。
[0247]例如,在使用凹版胶版印刷形成掩模21R、21G、21B时,使用平滑的印刷辊。通过设置高度约为0.Ιμπι?0.3μm的隔壁15,可以由凹版胶版印刷形成掩模21R、21G、21B。另一方面,在使用喷墨法形成掩模21R、21G、21B的情况下,因为要防止油墨从隔壁15流出,所以需要例如高度约为2 μ m的隔壁15。像这样可以根据显示装置的构造,来选择掩模21R、21G、21B的形成方法。再有,在凹版胶版印刷和喷墨法等中,虽然难以形成厚度均一的掩模21R、21G、21B,但是它们影响有机层16 (红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B)的可能性小。这是因为如果能够在蚀刻时对有机层16进行保护,作为掩模21R、21G、21B就充分发挥了其功能。例如,在凹版胶版印刷中,由于油墨的流动性和表面张力的影响,掩模21R、21G、21B的截面形状容易成为中央部分凸起的形状、即弧线形形状。即使是喷墨法,起因于对隔壁15的涂面上升(由于润湿而上升),掩模21R、21G、21B的厚度也难以均一。
[0248]从掩模21R(或掩模21G、21B)露出的红色材料层163RA(或绿色材料层163GA、蓝色材料层163BA)可以根据情况通过湿式蚀刻或干式蚀刻加以除去。例如,在通过等离子体照射而发光层163和发光层163下层的有机层16可能劣化的情况下,优选使用湿式蚀亥IJ。另一方面,使用干式蚀刻,就容易控制侧面蚀刻,可以提高发光层163的图案的设计自由度。另外,因为可以进行蚀刻的材料的种类很多,所以能够容易地蚀刻由多种材料构成的发光层163。此外,湿式蚀刻需要蚀刻溶液的干燥工序,而干式蚀刻则不需要该工序。
[0249]下面对本实施方式的变形例和其他实施方式进行说明,在以下的说明中,对于与上述实施方式相同的结构部分使用相同的符号,并且适当省略其说明。
[0250]<变形例1>
[0251]图11是表示用上述实施方式的变形例1的方法制造的显示装置(显示装置1A)的主要部的截面构成图。该显示装置1A的隔壁(隔壁15A)具有疏液性。除了这一点之外,显示装置1A具有与显示装置1相同的结构。在图11中省略了 TFT层12、平坦化层13、空穴注入层161、空穴输送层162、电子输送层164、电子注入层165和上部电极17 (以上在图1中表不)。对于后述的图12A?图13C也一样。
[0252]隔壁15A与隔壁15(图1) 一样,用于确保下部电极14与上部电极17之间的绝缘性,并使发光区域形成为期望的形状。隔壁15A例如具有锥形形状,从下部电极14朝向上部电极开口直径变大。隔壁15A可以是任何形状,其开口直径也可以为一定。隔壁15A例如由具有疏液性的材料构成。例如能够由氟类树脂材料构成隔壁15A。另外,也可以通过对聚酰亚胺树脂等施加疏液处理,来提高隔壁15A的疏液性。作为疏液处理,例如可以列举四氟甲烷(CF4)等离子体处理等氟等离子体处理。
[0253]具有这种隔壁15A的显示装置1A例如以如下方法制造(图12A?图13C)。
[0254]首先,以与在上述显示装置1中说明的方法相同的方法,在基板11上顺次形成TFT层12、平坦化层13和下部电极14。然后,例如对聚酰亚胺树脂进行图案化之后,对其施加四氟甲烷等离子体处理形成隔壁15A。也可以由氟类树脂材料形成隔壁15A。再有,发明人已经确认下列事项:对由氟类树脂材料构成的隔壁15A水的接触角为95°,对将聚酰亚胺树脂施加四氟甲烷等离子体处理构成的隔壁15A水的接触角为106°。这时,对聚酰亚胺树脂水的接触角为77°。
[0255]在形成隔壁15A之后,顺次形成空穴注入层161和空穴输送层162。接着,例如按绿色发光层163G、红色发光层163R、蓝色发光层163B的顺序形成发光层163。具体地说,首先,在空穴输送层161的整个表面上,涂布将绿色发光层163G的构成材料溶解在溶剂中的油墨,形成绿色材料层163GA(图12A)。这时,在绿色材料层163GA中含有的溶剂干燥的过程中,由于隔壁15A的疏液性,涂布在隔壁15A的表面上的绿色材料层163GA受到排斥,移动到相邻的隔壁15A之间(图12B)。换句话说,该绿色材料层163GA的侧面被隔壁15A覆盖。油墨中的绿色发光层163G的构成材料的浓度例如约为1?3%。
[0256]关于溶解绿色发光层163G的构成材料的溶剂,优选使用对隔壁15A具有50°以上接触角的溶剂。作为这样的溶剂,例如可以列举:苯甲醚(Anisole)、四氢化萘(Tetralin)、1,3_ 二甲氧基苯(1,3-dimethoxy benzene)、2_ 叔丁基苯酸(2-tert-butylphenol)和1-甲基萘(Ι-Methylnaphthalene)等。这些溶剂对将聚酰亚胺树脂施加四氟甲烧等离子体处理形成的隔壁15A具有50°以上的接触角。
[0257]在使绿色材料层163GA移动到隔壁15A之间之后,如图12C所示,在绿色有机EL元件10G的形成预定区域,例如使用反转胶版印刷法形成掩模21G。然后,例如通过蚀刻除去设置有该掩模21G的区域以外的部分的绿色材料层163GA,形成绿色发光层163G(图13A)。
[0258]接着,在绿色发光层163G的上表面被掩模21G覆盖的状态下,在空穴输送层162的整个表面上,涂布将红色发光层163R的构成材料溶解在溶剂中的油墨,形成红色材料层163RA(图13B)。与绿色材料层163GA—样,该红色材料层163RA由于隔壁15A的疏液性移动到相邻的隔壁15A之间(图13C)。此后,与上述绿色材料层163GA—样,使用掩模21R(图5C)除去红色有机EL元件10R的形成预定区域以外的红色材料层163RA,形成红色发光层163R。以同样的方法使用掩模21B (图9A)形成蓝色发光层163B,并且除去分别覆盖在绿色材料层163GA、红色发光层163R和蓝色发光层163B上表面的掩模21G、21R、21B。绿色材料层163GA、红色发光层163R和蓝色发光层163B的形成顺序没有特别限制,例如也可以顺次形成红色发光层163R、绿色发光层163G和蓝色发光层163B。
[0259]以这种方法形成发光层163之后,用与显示装置1同样的方法,形成电子输送层164、电子注入层165、上部电极17和保护层。最后,在设置有上述构成部分的基板11上贴合密封基板,形成显示装置1A。
[0260]在该显示装置1A的制造方法中,因为隔壁15A具有疏液性,所以绿色材料层163GA(红色材料层163RA、蓝色材料层163BA)移动到相邻的隔壁15A之间(图12B)。另外,在设置有掩模21G(掩模21R、21B)的状态下,涂布随后要形成的发光层的油墨(图13B)。也就是说,在绿色发光层163G的侧面被隔壁15A覆盖、上表面被掩模21G覆盖的状态下,涂布下一道工序的发光层(红色发光层163R、蓝色发光层163B)的油墨。关于红色发光层163R也一样。因此,可以防止绿色发光层163G被该油墨中所含的溶剂溶解,抑制不良图案的发生。因此,在该显示装置1A的制造方法中,能够形成具有精确图案的红色发光层163R、绿色发光层163G和蓝色发光层163B。
[0261]〈第二实施方式〉
[0262]图14A?图16C顺次表示本技术的第二实施方式的显示装置1的制造方法。在图14A?图16C中,省略了基板11、TFT层12、平坦化层13、下部电极14和隔壁15 (以上在图1中表示)。在该方法中,使用疏液性掩模(掩模22R、22G、22B)形成发光层163。除了这一点之外,用与上述第一实施方式相同的方法制造显示装置1。
[0263]首先,在基板11上,以与上述第一实施方式的显示装置1相同的方法顺次形成TFT层12、平坦化层13、下部电极14、隔壁15、空穴注入层161和空穴输送层162。然后,例如按红色发光层163R、绿色发光层163G和蓝色发光层163B的顺序形成发光层163。
[0264]具体地说,首先,在空穴输送层162上,在红色有机EL元件10R的形成预定区域(第一区域)形成具有开口 22RM的掩模22R(图14A)。掩模22R例如使用反转胶版印刷法以与空穴输送层162接触的方式形成。掩模22R(以及后述的掩模22G、22B)除了反转胶版印刷法之外,也可以通过柔版印刷、凹版印刷、凹版胶版印刷、胶版印刷或丝网印刷等来形成。也可以使用喷墨法、喷嘴印刷法或激光转印法等形成掩模22R。该掩模22R具有疏液性,例如使用氟类树脂以与空穴输送层162接触的方式形成。掩模22R虽然可以使用水溶性树脂和乙醇可溶性树脂形成,但是在树脂的疏液性低的情况下,优选施加氟等离子体处理等疏液处理。也可以由抗蚀材料形成掩模22R。
[0265]在形成掩模22R之后,在空穴输送层162上,涂布将红色发光层163R的构成材料溶解在溶剂中的油墨。这时,由于掩模22R的疏液性,涂布在掩模22R上的油墨受到排斥,移动到掩模22R的开口 22RM部分、即红色有机EL元件10R的形成预定区域。由此形成了红色发光层163R(第一有机层)(图14B)。
[0266]接着,如图14C所示,例如将掩模22R用溶剂溶解、除去。该溶剂可以根据掩模22R的材料来选择,优选使用能使掩模22R溶解、并且红色发光层163R不溶解的溶剂。作为这样的溶剂可以列举氟类溶剂、水和乙醇类溶剂等。即使在掩模22R上残留有形成红色发光层163R时的油墨,也能够在该工序中与掩模22R—起除去。对于后述的掩模22G、22B也一样。
[0267]在除去掩模22R之后,如图15A所示,在空穴输送层162上,在绿色有机EL元件10G的形成预定区域形成具有开口 22GM的疏液性掩模22G。掩模22G以与空穴输送层162接触的方式形成,另外,也形成在红色发光层163R上。掩模22G例如通过反转胶版印刷法,使用与上述掩模22R相同的材料形成。
[0268]在形成掩模22G之后,在空穴输送层162上,涂布将绿色发光层163G的构成材料溶解在溶剂中的油墨。这时,由于掩模22G的疏液性,涂布在掩模22G上的油墨受到排斥,移动到掩模22G的开口 22GM部分、即绿色有机EL元件10G的形成预定区域。由此形成了绿色发光层163G (第二有机层)(图15B)。
[0269]接着,如图15C所示,例如将掩模22G用溶剂溶解、除去。该溶剂可以使用与上述掩模22R相同的溶剂。在除去掩模22G之后,在空穴输送层162上的蓝色有机EL元件10B的形成预定区域形成具有开口 22BM的掩模22B(图16A)。掩模22B以与空穴输送层162接触的方式形成,另外,也形成在红色发光层163R和绿色发光层163G上。掩模22B例如通过反转胶版印刷法,使用与上述掩模22R相同的材料形成。
[0270]在形成掩模22B之后,在空穴输送层162上,涂布将蓝色发光层163B的构成材料溶解在溶剂中的油墨。这时,由于掩模22B的疏液性,涂布在掩模22B上的油墨受到排斥,移动到掩模22B的开口 22BM部分、即蓝色有机EL元件10B的形成预定区域。由此形成蓝色发光层163B (第二有机层),从而形成发光层163 (图16B)。在此之后,例如将掩模22B用溶剂溶解、除去(图16C)。该溶剂可以使用与上述掩模22R相同的溶剂。红色发光层163R、绿色发光层163G和蓝色发光层163B的形成顺序没有特别限制,例如也可以顺次形成绿色发光层163G、红色发光层163R和蓝色发光层163B。在以这种方法设置发光层163之后,用与上述第一实施方式的显示装置1相同的方法形成电子输送层164、电子注入层165、上部电极17和保护层。最后,在设置有上述构成部分的基板11上贴合密封基板,形成显示装置。
[0271]在该显示装置1的制造方法中,因为利用疏液性掩模22R、22G、22B在所选择的区域(掩模22R、22G、22B的开口 22RM、22GM、22BM)形成红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B,所以不需要使用橡皮布和版的图案化(图10A?图10D)。也就是说,与上述第一实施方式一样,能够防止杂质从橡皮布31混入红色发光层163R、绿色发光层163G、蓝色发光层163B中。因此,可以防止红色有机EL元件10R、绿色有机EL元件10G、蓝色有机EL元件10B的发光效率、发光寿命等特性的劣化。另外,也能够防止起因于油墨渗入橡皮布31的混色。
[0272]<变形例2>
[0273]图17A?图18C表示变形例2的显示装置1的制造方法。在图17A?图18C中省略了基板11、TFT层12、平坦化层13、下部电极14和隔壁15 (以上在图1中表示)。在该方法中,在用掩模(掩模23G、23B)覆盖所形成的发光层(红色发光层163R、绿色发光层163G)的上表面与其侧面之后,涂布用于形成发光层(绿色发光层163G、蓝色发光层163B)的下一道工序的油墨。除了这一点之外,用与上述第二实施方式相同的方法制造显示装置
Ιο
[0274]首先,以与上述第一实施方式的显示装置1相同的方法,在基板11上顺次形成TFT层12、平坦化层13、下部电极14、隔壁15、空穴注入层161和空穴输送层162。然后,例如按红色发光层163R、绿色发光层163G和蓝色发光层163B的顺序形成发光层163。
[0275]具体地说,首先,以与在上述第二实施方式中说明的方法相同的方法,形成红色发光层163R(图14A?图14C)。接着,如图17A中所示,在空穴输送层162上的绿色有机EL元件10G的形成预定区域形成具有开口 23GM的疏液性掩模23G。这时,掩模23G以覆盖红色发光层163R的上表面及其侧面的方式形成。掩模23G例如通过反转胶版印刷法,使用与在上述掩模22R、22G、22B中说明的材料相同的材料,以与空穴输送层162接触的方式形成。掩模23G(以及后述的掩模23B)除了反转胶版印刷法之外,也可以通过柔版印刷、凹版印刷、凹版胶版印刷、胶版印刷或丝网印刷等来形成。也可以使用喷墨法、喷嘴印刷法或激光转印法等形成掩模23G。
[0276]在形成掩模23G之后,如图17B所示,在空穴输送层162上,涂布将绿色发光层163G的构成材料溶解在溶剂中的油墨,形成绿色发光层163G。这时,因为红色发光层163R的侧面被掩模23G覆盖,所以油墨浸入红色发光层163R被抑制,能够防止由该油墨引起的红色发光层163R的侧面蚀刻。特别是,在溶解绿光发光层163G的构成材料的溶剂对发光材料显示出高溶解性的情况下,使用这样的掩模23G是用于防止红色发光层163R的侧面蚀
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