JP2008103256A - 有機ｅｌ発光装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】蒸着により形成される複数の色変換層を、損傷を与えることなしにパターニングすることができる有機ＥＬ発光装置の製造方法の提供。
【解決手段】有機ＥＬ素子と、異なるパターン形状を有する複数種の色変換層とを含む有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、（１）有機ＥＬ素子を形成する工程と、（２）蒸着法によって複数種の色変換層を形成する工程と、（３）レーザー光を用いて複数種の色変換層をパターニングする工程と、（４）工程（３）において使用されるレーザー光を吸収する保護層を形成する工程とを含み、複数種の色変換層を形成するために工程（２）および（３）を反復し、工程（３）の後に工程（２）を行う場合には、工程（３）と工程（２）との間で工程（４）を実施することを条件とする有機ＥＬ発光装置の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明はパターニングされた色変換層の製造方法に関する。詳細には、本発明は、レーザーアブレーションによるパターニング工程を含む色変換層の製造方法に関する。さらに、本発明は、該色変換層の製造方法を含む有機ＥＬ素子の製造方法、ならびに当該製造方法によって製造された有機ＥＬ素子に関する。

表示装置に適用される発光素子の一例として、有機化合物の薄膜積層構造を有する有機ＥＬ素子が知られている。有機ＥＬ素子は、薄膜の自発光型素子であり、低駆動電圧、高解像度、および低い視野角依存性といった優れた特徴を有する。このことから、有機ＥＬ素子およびそれを用いた表示装置（有機ＥＬ発光装置）の実用化に向けて様々な検討がなされている。

有機ＥＬ発光装置をマルチカラーまたはフルカラー化する方法として、近年では色変換方式が検討されている。この色変換方式では、発光源として有機ＥＬ素子を用い、その発光域の光を吸収し、可視光領域の蛍光を発光する蛍光材料を波長変換部（色変換層）として用いる（たとえば、特許文献１および２参照）。この方式では、白色以外の発光を行う有機ＥＬ素子を利用可能であるため、より輝度の高い有機ＥＬ素子を光源に適用することができる。また、従来、色変換方式では、青緑色の発光を行う有機ＥＬ素子が用いられてきたが、色純度の向上を目的として純青色の発光を行う有機ＥＬ素子の利用も検討されている（たとえば、特許文献３〜５参照）。

有機ＥＬ発光装置において所望の位置に色変換層を設けるためには、全面に均一に設けられた色変換層をパターニングする方法が検討されてきた。色変換層のパターニング方法としては、（１）無機蛍光体の場合と同様に、蛍光色素を液状のレジスト（光反応性ポリマー）中に分散させ、これをスピンコート法などで成膜した後、蛍光色素／レジスト膜そのものをフォトリソグラフィー法でパターニングする方法（たとえば、特許文献２および６参照）、あるいは（２）塩基性バインダーと蛍光材料（蛍光色素または蛍光顔料）との分散物を成膜し、その上にフォトレジストをパターン状に形成して、パターン状フォトレジストをマスクとして塩基性バインダー／蛍光材料膜を酸性水溶液でエッチングする方法（特許文献７参照）などのウエット法が提案されてきている。

ウエット法によるパターニングは、溶媒または水溶液等を現像液として用いるため、溶剤および水に弱い色変換層を含む有機ＥＬ素子の製造においては、保護層を設けるなどの多くの複雑な工程が必要であり、他の方法が望まれていた。

上記のウエット法以外の方法としては、マスクを用いた蒸着法によって、色変換層をパターン状に形成する方法が提案されている（たとえば、特許文献８参照）。しかしながら、マスクを用いた蒸着では高精細なパターニングに限界がある。蒸着パターンが高精細になるとマスクで微細なパターンを作成することは困難になる。たとえば、マスクの開口部が小さくなりすぎるとエッチングによるマスク作製が不可能となり、開口部間の間隔が狭くなりすぎると作製したマスクの強度が不足する。また、高精細になればなるほど、マスクと被製膜基板（有機ＥＬ素子）との位置合わせ精度も厳しくなってくるという問題がある。これらのことから、マスク蒸着法の限界は２００ｐｐｉと言われている。さらに、マスク成膜においてはマスクにパーティクルが付着することがあり、パーティクルによるパターンの乱れが生じることがある。そこでマスクを使用することなしに、蒸着材料の微細パターンの形成方法が求められている。たとえば、それらの蒸着材料パターンの形成方法としてレーザー光によって金属電極および有機材料をパターニングする方法が提案されている（たとえば、特許文献９および１０参照）。しかしながら、色変換層のレーザー光パターニングによる製造方法、特に複数種（２種またはそれ以上）の色変換層のレーザー光によるパターニングによる製造方法は未だ知られていない。

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本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、蒸着によって形成される複数種（層）の色変換層の高精細なレーザーパターニング方法を提供することを目的とする。さらに、当該方法を用いた有機ＥＬ発光装置の製造方法、得られる有機ＥＬ発光装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様である、有機ＥＬ素子と、異なるパターン形状を有する複数種の色変換層とを含む有機ＥＬ発光装置の製造方法は、（１）有機ＥＬ素子を形成する工程と、（２）蒸着法によって前記複数種の色変換層の１つを形成する工程と、（３）レーザー光を用いて前記複数種の色変換層の１つをパターニングする工程と、（４）工程（３）において使用されるレーザー光を吸収する保護層を形成する工程とを含み、複数種の色変換層を形成するために工程（２）および（３）を反復し、工程（３）の後に工程（２）を行う場合には、工程（３）と工程（２）との間で工程（４）を実施することを条件とすることを特徴とする。ここで、複数種の色変換層は、青色光を緑色光に変換する第１の色変換層、および青色光を赤色光に変換する第２の色変換層であってもよい。また、保護層は、ＳｉＮ、ＩＺＯおよびＩＴＯからなる群から選択される材料から形成されてもよく、および／または１００〜５００ｎｍの膜厚を有してもよい。

本発明の第２の態様である有機ＥＬ発光装置は、有機ＥＬ素子と、パターン形状を有する第１色変換層と、レーザー光によって第１色変換層とは異なるパターン形状にパターニングされる第２色変換層と、保護層とを含み、前記保護層が前記レーザー光を吸収する材料から形成され、および前記保護層が第１色変換層と第２色変換層との間に配置されていることを特徴とする。ここで、第１色変換層は青色光を緑色光に変換する層であってもよく、第２色変換層は青色光を赤色光に変換する層であってもよい。また、保護層は、ＳｉＮ、ＩＺＯおよびＩＴＯからなる群から選択される材料から形成されていてもよく、および／または１００〜５００ｎｍの膜厚を有してもよい。

前述のような構成を採ることによって、蒸着によって形成される複数種の色変換層のそれぞれをパターニングする際に、当該層以外に色変換層に対して悪影響を及ぼすことなしに、高精細なレーザー光によるパターニングが可能となる。特に、本方法は、蒸着によって形成される色変換層を高精細にパターニングすることが可能である。したがって、このレーザーパターニング方法は、高精細表示が可能な有機ＥＬ発光装置を製造する上で極めて有用である。

以下、本発明について図面を参照して説明する。図１は、本発明の製造方法によって得られる有機ＥＬ発光装置の構成例を示す図である。図１の有機ＥＬ発光装置は、基板とは反対側に光を取り出すトップエミッション型であり、基板１０の上に、一対の電極（反射電極２２、透明電極２６）に挟持された有機ＥＬ層２４を含む有機ＥＬ素子２０、第１色変換層３２、第１保護層４２、第２色変換層３４および第２保護層４４が積層された構造を有する。ここで、第２色変換層３４は、第１色変換層３２とは異なるパターン形状を有する。しかしながら、本発明はトップエミッション型に限定されるものではなく、透明な基板を通して光を取り出すボトムエミッション型の有機ＥＬ発光装置にも適応可能である。また、図１では２種の色変換層を用いた例を示したが、３種以上の色変換層を用いることも可能である。

本発明における基板１０は、その上に積層される層の形成に用いられる条件（溶媒、温度等）に耐えるものであるべきであり、および寸法安定性に優れていることが好ましい。基板１０として用いることができる透明材料は、ガラス、ジアセチルセルロース、トリアセチルセルロース（ＴＡＣ）、プロピオニルセルロース、ブチリルセルロース、アセチルプロピオニルセルロース、ニトロセルロース等のセルロースエステル；ポリアミド；ポリカーボネート；ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１，４−シクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレン−１，２−ジフェノキシエタン−４，４’−ジカルボキシレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル；ポリスチレン；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポリオレフィン；ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂；ポリカーボネート；ポリスルホン；ポリエーテルスルホン；ポリエーテルケトン；ポリエーテルイミド；ポリオキシエチレン；ノルボルネン樹脂などの高分子材料であってもよい。高分子材料を用いる場合、基板１０は剛直であっても可撓性であってもよい。基板１０を通して光を取り出すボトムエミッション型の場合には、基板１０は可視光に対して８０％以上の透過率を有することが好ましく、８６％以上の透過率を有することがさらに好ましい。あるいはまた、基板１０の反対側に光を取り出すトップエミッション型の場合には、基板１０として、シリコン、セラミックなどの不透明な材料を用いてもよい。また、後述するアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ発光装置を形成する場合には、各発光部に対応する複数のスイッチング素子（ＴＦＴなど）およびスイッチング素子を駆動するための配線を基板１０に配設してもよい。

本発明の有機ＥＬ素子２０は、反射電極２２／有機ＥＬ層２４／透明電極２６の積層構造を有する。ボトムエミッション型の有機ＥＬ発光装置を形成する場合には、有機ＥＬ素子２０は、透明電極２６／有機ＥＬ層２４／反射電極２２の積層構造を有する。

反射電極２２は、高反射率の金属（Ａｌ、Ａｇ、Ｍｏ、Ｗ、Ｎｉ、Ｃｒなど）、アモルファス合金（ＮｉＰ、ＮｉＢ、ＣｒＰ、ＣｒＢなど）、微結晶性合金（ＮｉＡｌなど）を用いて、蒸着法またはスパッタ法などのドライプロセスによって形成することができる。反射電極２２を陽極（正孔注入電極）として使用する場合、前述の高反射率材料からなる反射層と、正孔注入効率を向上させるための導電性透明金属酸化物層との積層構造を有する反射電極２２を用いてもよい。

一方、透明電極２６は、ＩＴＯ、酸化スズ、酸化インジウム、ＩＺＯ、酸化亜鉛、亜鉛−アルミニウム酸化物、亜鉛−ガリウム酸化物、またはこれらの酸化物に対してＦ、Ｓｂなどのドーパントを添加した導電性透明金属酸化物を用いて形成することができる。透明電極は蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法などのドライプロセスを用いて形成され、好ましくはスパッタ法を用いて形成される。透明電極２６を陰極として用いる場合、有機ＥＬ層２４との界面に陰極バッファ層を設けて、電子注入効率を向上させることができる。陰極バッファ層の材料としては、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、またはＣｓなどのアルカリ金属、Ｂａ、Ｓｒなどのアルカリ土類金属またはそれらを含む合金、希土類金属、あるいはそれら金属のフッ化物などを用いることができるが、それらに限定されるものではない。陰極バッファ層の膜厚は、駆動電圧および透明性等を考慮して適宜選択することができるが、通常の場合には１０ｎｍ以下であることが好ましい。

本発明の有機ＥＬ素子２０は、独立して制御される複数の発光部を有してもよい。たとえば、反射電極２２および透明電極２６の両方を複数のストライプ状部分電極から形成し、反射電極２２を構成するストライプ状部分電極が延びる方向と透明電極２６を構成するストライプ状部分電極が延びる方向とを交差（好ましくは直交）させて、パッシブマトリクス駆動される独立した複数の発光部を有する有機ＥＬ素子２０を形成することができる。あるいはまた、基板１０に近い電極（図１においては反射電極２２）を複数の発光部に対応する部分電極に分割して形成し、該部分電極のそれぞれを基板１０上に設けることができるスイッチング素子と接続し、ならびに基板１０から遠い電極（図１においては反射電極２２）を共通電極として機能する一体型の電極として形成することによって、アクティブマトリクス駆動型の複数の発光部を有する有機ＥＬ素子２０を形成してもよい。さらに、上記いずれの構成においても、複数の部分電極から電極を形成する場合には、絶縁性金属酸化物（ＴｉＯ_２、ＺｒＯ_２、ＡｌＯ_ｘなど）あるいは絶縁性金属窒化物（ＡｌＮ、ＳｉＮなど）などを用いて、該複数の部分電極の間隙に絶縁膜を形成してもよい。

反射電極２２と透明電極２６との間に有機ＥＬ層２４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、電子輸送層および電子注入層を介在させた構造を有する。具体的には有機ＥＬ素子は陰極および陽極を含めて以下のような層構造からなるものが採用される。
（１）陽極／有機発光層／陰極
（２）陽極／正孔注入層／有機発光層／陰極
（３）陽極／有機発光層／電子注入層／陰極
（４）陽極／正孔注入層／有機発光層／電子注入層／陰極
（５）陽極／正孔輸送層／有機発光層／有機注入層／陰極
（６）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子注入層／陰極
（７）陽極／正孔注入層／正孔輸送層／有機発光層／電子輸送層／電子注入層／陰極
上記の層構成において、陽極および陰極は反射電極２２または透明電極２６のいずれかである。

有機ＥＬ層２４を構成する各層の材料としては、公知のものが使用される。また、有機ＥＬ層２４を構成する各層は、蒸着などの当該技術において知られている任意の方法を用いて形成することができる。たとえば、青色の発光を得るための有機発光材料の材料としては、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、スチリルアミン系化合物、シラン系化合物、芳香族ジメチリディン系化合物などの材料が好ましく使用される。

本発明における色変換層は、有機ＥＬ層からの発光の少なくとも一部を吸収し、別の波長の光を放射する層である。色変換層は、１種または複数種の色変換色素から形成される層であり、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは２００ｎｍ〜１μｍの膜厚を有する。色変換層は、蒸着法（抵抗加熱および電子ビーム加熱を含む）によって形成される。複数種の色変換色素を用いて色変換層を形成する場合、複数種の色変換色素を所定の比率で混合した予備混合物をあらかじめ作製し、その予備混合物を用いて共蒸着を行ってもよい。あるいはまた、複数種の色変換色素を別個の加熱部位に配置し、それぞれの色変換色素を別個に加熱して共蒸着を行ってもよい。特に複数種の色変換色素の間に特性（蒸着速度、蒸気圧など）の大きな差が存在する場合、後者の方法が有効である。

色変換層を単一の色変換色素から形成する場合、色変換色素は有機ＥＬ素子２０の発する光の青色成分を吸収し、異なる波長域の光成分を放射する色素であることが望ましい。したがって、色変換色素の吸収スペクトルが有機ＥＬ素子の発光スペクトルの極大と重なっていることが望ましく、色変換色素の吸収極大と有機ＥＬ素子の発光スペクトルの極大とが重なっている（一致している）ことがより望ましい。本発明において色変換層を形成する単一の色変換色素として好適にもちいることができる色素は、３−（２−ベンゾチアゾイル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン６）、３−（２−ベンゾイミダゾリル）−７−ジエチルアミノクマリン（クマリン７）、クマリン１３５などのクマリン系色素、またはソルベントイエロー４３、ソルベントイエロー４４のようなナフタルイミド系色素を含む。

あるいはまた、色変換層を２種の色変換色素から形成する場合、第１色変換色素は有機ＥＬ素子の発する光の青色成分を吸収し、吸収したエネルギーを第２色素に移動させるため色素である。したがって、第１色変換色素の吸収スペクトルが有機ＥＬ素子の発光スペクトルの極大と重なっていることが望ましく、第１色変換色素の吸収極大と有機ＥＬ素子の発光スペクトルの極大とが重なっている（一致している）ことがより望ましい。また、第１色変換色素の発光スペクトルが第２色変換色素の吸収スペクトルと重なり合っていることが望ましく、第１色変換色素の発光スペクトルの極大と第２色変換色素の吸収極大とが重なっている（一致している）ことがより望ましい。本発明において第１色変換色素として好適に用いることができる色素は、前述のクマリン系色素およびナフタルイミド系色素を含む。第１色変換色素は、色変換層の総質量を基準として９０％以上、好ましくは９０〜９９．９９質量％の量で存在することが望ましい。このような濃度範囲で存在することによって、色変換層に入射する光を十分に吸収して、吸収した光エネルギーを第２色変換色素へとエネルギー移動することが可能となる。

第２色変換色素は、第１色変換色素から移動されるエネルギーを受容し、光を放出する色素である。ここで、前述のように、第２色変換色素の吸収スペクトルが第１色変換色素の発光スペクトルと重なり合っていることが望ましく、第２色変換色素の吸収極大が第１色変換色素の発光スペクトルの極大と重なっている（一致している）ことがより望ましい。本発明において第２色変換色素として好適に用いることができる色素は、４−ジシアノメチレン−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ−１、（Ｉ））、ＤＣＭ−２（II）、およびＤＣＪＴＢ（III）などのシアニン色素；４，４−ジフルオロ−１，３，５，７−テトラフェニル−４−ボラ−３ａ，４ａ―ジアザ−ｓ−イミダセン（IV）、ルモゲンＦレッド、ナイルレッド（Ｖ）などを含む。あるいはまた、ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素、またはピリジン１などのピリジン系色素を含む。

以上のような２種の色変換色素を用いた場合、単一の色変換色素を使用した場合に比較して入力である有機ＥＬ素子の発光と出力である色変換層による変換光との波長差を大きくすることができ、特に青色光を赤色光のような長波長域の光に変換するのに有利である。第２色変換色素の含有量は、使用する第１および第２色変換色素の種類、所望される変換光強度（変換効率）、あるいは目的とする用途に依存して変化し得る。一般的には、本発明の色変換層における第２色変換色素の好ましい濃度は、色変換層の総質量を基準にして、１０質量％以下、好ましくは０．０１〜１０質量％、より好ましくは０．１〜５質量％の範囲内である

本発明における保護層（４２、４４）は、その上に形成される色変換層のパターニングに用いられるレーザー光から、その下に形成された色変換層を保護するための層である。保護層を形成する材料は、可視領域では透明であり、紫外領域で吸収を有することが望ましい。また、有機ＥＬ素子２０からの光の損失を発生させないために、保護層を形成する材料は、有機ＥＬ層中の有機発光層と同等またはそれ以上である１．８以上の屈折率を有することが望ましい。本発明において保護層の形成に使用できる材料は、ＳｉＮ、ＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）およびＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）を含む。複数の部分電極からなる反射電極２２または透明電極２６に接触する位置に保護層を設ける場合には、保護層を絶縁性材料で形成する必要がある。この場合には、ＳｉＮを使用するか、あるいは酸素含有量を増大させて絶縁性としたＩＺＯ（インジウム−亜鉛酸化物）またはＩＴＯ（インジウム−スズ酸化物）を使用することができる。色変換層のパターニングに用いられるレーザー光を十分に吸収するためには、保護層は１００〜５００ｎｍの膜厚を有することが好ましい。保護層の形成には、ドライプロセスであるスパッタ法またはＣＶＤ法を用いることができる。スパッタ法は、高周波スパッタ法であっても、マグネトロンスパッタ法であってもよい。また、ＣＶＤ法は、プラズマＣＶＤ法であることが望ましい。本工程におけるプラズマの発生手段としては、高周波電力（容量結合型または誘導結合型のいずれであってもよい）、ＥＣＲ、ヘリコン波などの当該技術で知られている任意の手段を用いてもよい。また、高周波電力として、工業用周波数（１３．５６ＭＨｚ）の電力に加えて、ＵＨＦまたはＶＨＦ領域の周波数の電力を用いることも可能である。

次に、図２および図３を参照して、図１に示した構成の有機ＥＬ発光装置を製造するための本発明の製造方法を説明する。本発明の製造方法は、（１）有機ＥＬ素子を形成する工程と、（２）蒸着法によって前記複数種の色変換層の１つを形成する工程と、（３）レーザー光を用いて色変換層をパターニングする工程と、（４）工程（３）において使用されるレーザー光を吸収する保護層を形成する工程とを含み、複数種の色変換層を形成するために工程（２）および（３）を反復し、複数種の色変換層のそれぞれは異なる形状にパターニングされ、工程（３）の後に工程（２）を行う場合には、工程（３）と工程（２）との間で工程（４）を実施することを条件とすることを特徴とする。

最初に、工程（１）の有機ＥＬ素子２０の形成について説明する。有機ＥＬ素子２０は、ドライプロセス（形成する層の種類に応じて、蒸着法、スパッタ法またはＣＶＤ法が用いられる）によって反射電極２２、有機ＥＬ層２４、透明電極２６を順に形成することによって、実施される。

次いで、所望される数の色変換層を形成するために、工程（２）〜工程（４）を反復して実施する。まず、第１色変換層３２および第１保護層４２の形成を図２を参照して説明する。

工程（２）において、図２（ａ）に示すように、蒸着法を用いて第１色変換層３２を全面に形成する。蒸着法は、抵抗加熱方式であってもよいし、電子ビーム加熱方式であってもよい。

工程（３）において、第１色変換層３２に対してレーザー光を照射し、その際に生じるアブレーション現象を利用して、第１色変換層３２のパターニングを行う。本工程において用いることができるレーザーは、１０ｎｍ〜４００ｎｍの波長のレーザー光を発振できるものであれば、いずれのものであってもよい。使用できるレーザーは、たとえば、炭酸ガスレーザー、一酸化炭素レーザー、ＨＦレーザー、ヨウ素レーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー、ＹＬＦレーザー、アレクサンドライトレーザー、半導体レーザー、色素レーザー、窒素レーザー、エキシマレーザー、Ｘ線レーザー、自由電子レーザーなどを含む。また、非線形光学結晶を用いて得られる高調波を放射するレーザーを使用することもできる。これらの中でも、安定性の観点から産業用として用いられているレーザーが好ましく、またレーザー光のビーム径を縮小して微細加工を可能にするとの観点から波長のより短いレーザーが好ましい。特に、活性媒体としてＫｒＦを用いるエキシマレーザー（発振波長２４８ｎｍ）は、熱分解よりも分子鎖の切断による分解効果が高いことによって、熱的な寄与の少ないアブレーション現象による加工を行うことができるという点で好ましい。

レーザー光の照射は、０．８Ｊ／ｃｍ^２以下、より好ましくは０．１〜０．５Ｊ／ｃｍ^２の範囲内のエネルギー密度で実施することが望ましい。エネルギー密度をこの範囲内に設定することによって、第１色変換層３２をアブレーション除去する際にその下にある層（有機ＥＬ素子２０の各構成層、基板１０など）への影響なしに、第１色変換層３２のパターニングを実施することができる。

複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を用いる場合、本工程において、第１色変換層３２が複数の発光部の一部に対応して配置される様にパターニングを実施する。そして、第１色変換層３２が配置された位置が第１の色の光を放射する画素ないし副画素となる。

工程（４）において、図２（ｃ）に示すように、パターン化された第１色変換層３２を覆って第１保護層４２を形成する。本工程は、後に第２色変換層３４のパターニングをさらに実施するため、必須の工程である。本工程は、前述のようにドライプロセスであるスパッタ法またはＣＶＤ法を用いて実施することができる。

次に、第２色変換層３４および第２保護層４４の形成を図３を参照して説明する。図３（ａ）に示すように、工程（２）を実施して、蒸着法によって第１保護層４２の表面全面にわたって第２色変換層３４を形成する。第２色変換層３４は、第１色変換層３２とは異なる材料を蒸着することによって形成される。したがって、第２色変換層３４は、有機ＥＬ素子２０の発光の一部を吸収して、第１色変換層３２とは異なる色の光を放射する。

そして、図３（ｂ）に示すように、工程（３）を実施して、第２色変換層３４をパターニングする。本工程において、パターン形状の第１色変換層３２とパターン形状の第２色変換層との間に第１保護層４２が配置された構造が形成される。第１色変換層３２のパターニングに用いることができるレーザーを、本工程においても使用することができる。レーザー光の照射は、０．５Ｊ／ｃｍ^２以下、より好ましくは０．１〜０．３Ｊ／ｃｍ^２の範囲内のエネルギー密度で実施することが望ましい。エネルギー密度をこの範囲内に設定することによって、第２色変換層のレーザー光を照射された部分における発熱がその周囲に悪影響を及ぼすことを防止しつつ、第２色変換層３４のパターニングを実施することができる。また、第１色変換層３２は第１保護層４２に覆われているため、レーザー光の照射による損傷を受けない。

本工程においては、第２色変換層３４を、第１色変換層３２とは異なるパターン形状にパターニングする。具体的には、基板垂直方向から見て、第２色変換層３４を第１色変換層３２と重ならない位置に配置するようにパターニングすることが望ましい。また、第１色変換層３２の場合と同様に、複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を用いる場合には、第２色変換層３４が複数の発光部の一部に対応して配置する。そして、第２色変換層３２が配置された位置が第２の色の光を放射する画素ないし副画素となる。本発明において、複数の発光部を有する有機ＥＬ素子を用いる場合に、該複数の発光部の一部を第１色変換層３２および第２色変換層３４のいずれにも対応しないようにしてもよい。そのような色変換層に対応しない発光部が、第３の色の光を放射する画素ないし副画素となる。

最後に、必要に応じて、図３（ｃ）に示すように、工程（４）を実施して、パターニングされた第２色変換層３４を覆って第２保護層４４を形成する。図１の構成においては、さらなる色変換層のパターニングを実施しないので、第２保護層４４を形成しなくてもよい。本工程を実施する場合には、第１保護層４２の形成と同様に実施することができる。

前述の例においては、２種のパターニングされた色変換層を設けて、３種の色の光を放射する画素ないし副画素を有する有機ＥＬ発光装置の製造について説明したが、工程（２）〜工程（４）をさらに繰り返して、３種以上の色変換層を設けてもよい。３種以上の色変換層のそれぞれは、基板垂直方向から見て、他の色変換層と重ならない位置に配置することが望ましい。また、工程（４）は、工程（３）の後に工程（２）（および、引き続いて工程（３））を反復する場合に、工程（３）に続いて実施することが必須であるが、最後の色変換層のパターニング（工程（３））の後には実施しても実施しなくてもよい任意選択の工程となる。

また、ボトムエミッション型であって、２種のパターニングされた色変換層を設けた有機ＥＬ発光装置の製造においては、基板の上への第１色変換層の形成（工程（２）および工程（３））、第１保護層の形成（工程（４））、第２色変換層の形成（工程（２）および工程（３））、第２保護層の形成（工程（４））、および有機ＥＬ素子の形成（工程（１））の順で実施される。なお、この場合にも第２保護層の形成は任意選択の工程であるが、有機ＥＬ素子の各構成層の保護の観点から実施した方が好ましい工程である。また、ボトムエミッション型においても、３種以上のパターン化された色変換層を設けてもよい。この場合にも、３種以上の色変換層のそれぞれは、異なるパターン形状にパターニングすること、より具体的には基板垂直方向から見て他の色変換層と重ならない位置に配置することが望ましい。

［実施例１］
ガラス基板上に、Ａｒ雰囲気中、３００Ｗのスパッタパワーを印加するＤＣスパッタ法を用いて、膜厚１００ｎｍのＣｒＢからなる反射層を形成した。次いで、ターゲットとしてＩＺＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−１０％ＺｎＯ）を用いたＡｒ雰囲気中でのＤＣスパッタ法を用いて、膜厚２０ｎｍのＩＺＯ膜を形成した。得られた反射層およびＩＺＯ膜をパターニングして、反射電極を得た。

次に、反射電極が形成されたガラス基板を蒸着装置に移動し、有機ＥＬ層を形成した。成膜に際して真空槽内圧を１×１０^−５Ｐａまで減圧した。有機ＥＬ層は、膜厚８０ｎｍの銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）からなる正孔注入層、膜厚２０ｎｍの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）からなる正孔輸送層、膜厚４０ｎｍの４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）からなる有機発光層、および膜厚２０ｎｍのアルミニウムトリス（８−ヒドロキシキノリン）錯体（Ａｌｑ_３）からなる電子輸送層からなる４層構成とした。次いで、真空を破ることなしに、有機ＥＬ層が形成されたガラス基板をスパッタ装置に移動した。ターゲットとしてＩＺＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−１０％ＺｎＯ）を用いたＡｒ雰囲気（圧力０．３Ｐａ）中でのスパッタ法によって、膜厚１００ｎｍのＩＺＯ膜からなる透明電極を形成した。

次に、蒸着法を用いて、東洋インキ製ＴＹＲ−３０１Ｈ：ＴＹＲ−３０３Ｄからなる膜厚２００ｎｍの第１色変換層を透明電極全面に形成した。ＴＹＲ−３０１Ｈは第１色変換層の総質量の９５質量％を構成し、ＴＹＲ−３０１Ｈは第１色変換層の総質量の５質量％を構成した。引き続いて、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）を、照射エネルギー密度０．５Ｊ／ｃｍ^２、繰り返し周波数１００Ｈｚ、パルス幅１５ｎｓの条件でライン状に照射して第１色変換層のパターニングを実施した。第１色変換層は、複数のストライプ状部分にパターニングされ、各ストライプの幅は３２μｍであり、隣接するストライプ間の間隔は１０μｍであった。

次に、平行平板型プラズマＣＶＤ装置を用い、パターニングした第１色変換層の上に、膜厚約３００ｎｍのＳｉＮ膜を堆積させて第１保護膜を得た。この際に、雰囲気を流量５０ｓｃｃｍのＳｉＨ_４ガスおよび流量２００ｓｃｃｍのＮ_２ガスの混合ガスとし、ＲＦ印加電力を１５０Ｗ、基板ステージ温度を６０℃とした。別途、ガラス基板上に同条件で形成したＳｉＮ膜の透明波長領域（透過率が８０％以上である領域）および屈折率を測定したところ、第１表に記載の数値が得られた。

次いで、蒸着法を用いて、東洋インキ製ＴＹＲ−３０１Ｈからなる膜厚２００ｎｍの第１色変換層を第１保護層全面に形成した。引き続いて、ＫｒＦエキシマレーザー光（波長２４８ｎｍ）を、照射エネルギー密度０．３Ｊ／ｃｍ^２、繰り返し周波数１００Ｈｚ、パルス幅１５ｎｓの条件でライン状に照射して第２色変換層のパターニングを実施した。パターニングは、基板垂直方向から見て第２色変換層がストライプ状の第１色変換層に重ならないように実施した。第２色変換層は、複数のストライプ状部分にパターニングされ、各ストライプの幅は３２μｍであり、隣接するストライプ間の間隔は１０μｍであった。本実施例においては、ＳｉＮがＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍにおいて吸収を有するために、パターニングの際に、レーザー光による第１色変換層の損傷は全く発生しなかった。

［比較例１］
ＳｉＮからなる保護層に代えて、０．５Ｐａの圧力下、１ｋＷのスパッタパワーを印加するスパッタ法によって、膜厚３００ｎｍのＳｉＯ_２からなる保護層を形成したことを除いて実施例１と同様にして、有機ＥＬ発光装置を作製した。別途、ガラス基板上に同条件で形成したＳｉＯ_２膜の透明波長領域および屈折率を測定したところ、第１表に記載の数値が得られた。本比較例においては、ＳｉＯ_２がＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍにおいて吸収を持たないために、第２色変換層のパターニングの際に、アブレーションによる第１色変換層の損傷が発生した。

［実施例２］
ＳｉＮからなる保護層に代えて、ターゲットとしてＩＺＯ（Ｉｎ_２Ｏ_３−１０％ＺｎＯ）を用い、０．３Ｐａの圧力下、１ｋＷのスパッタパワーを印加するスパッタ法によって、膜厚３００ｎｍのＩＺＯからなる保護層を形成したことを除いて実施例１と同様にして、有機ＥＬ発光装置を作製した。別途、ガラス基板上に同条件で形成したＩＺＯ膜の透明波長領域および屈折率を測定したところ、第１表に記載の数値が得られた。本実施例においては、ＩＺＯがＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍにおいて吸収を有するために、第２色変換層のパターニングの際に、第１色変換層の損傷が発生しなかった。

［比較例２］
ＳｉＮからなる保護層に代えて、０．５Ｐａの圧力下、０．８ｋＷのスパッタパワーを印加するスパッタ法によって、膜厚３００ｎｍのＡｌ_２Ｏ_３からなる保護層を形成したことを除いて実施例１と同様にして、有機ＥＬ発光装置を作製した。別途、ガラス基板上に同条件で形成したＡｌ_２Ｏ_３膜の透明波長領域および屈折率を測定したところ、第１表に記載の数値が得られた。本比較例においては、Ａｌ_２Ｏ_３がＫｒＦエキシマレーザー光の波長２４８ｎｍにおいて吸収を持たないために、第２色変換層のパターニングの際に、アブレーションによる第１色変換層の損傷が発生した。

本発明の有機ＥＬ発光装置を示す断面図である。 本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は各段階を示す図である。 本発明の有機ＥＬ発光装置の製造方法を示す図であり、（ａ）〜（ｃ）は各段階を示す図である。

符号の説明

１０ 基板
２０ 有機ＥＬ素子
２２ 反射電極
２４ 有機ＥＬ層
２６ 透明電極
３２ 第１色変換層
３４ 第２色変換層
４２ 第１保護層
４４ 第２保護層

Claims (8)

1. 有機ＥＬ素子と、異なるパターン形状を有する複数種の色変換層とを含む有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、
   （１）有機ＥＬ素子を形成する工程と、
   （２）蒸着法によって前記複数種の色変換層の１つを形成する工程と、
   （３）レーザー光を用いて前記複数種の色変換層の１つをパターニングする工程と、
   （４）工程（３）において使用されるレーザー光を吸収する保護層を形成する工程と
   を含み、
   複数種の色変換層を形成するために工程（２）および（３）を反復し、
   工程（３）の後に工程（２）を行う場合には、工程（３）と工程（２）との間で工程（４）を実施することを条件とする
   ことを特徴とする有機ＥＬ発光装置の製造方法。
2. 前記複数種の色変換層が、青色光を緑色光に変換する第１の色変換層、および青色光を赤色光に変換する第２の色変換層であることを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ発光装置の製造方法。
3. 前記保護層が、ＳｉＮ、ＩＺＯおよびＩＴＯからなる群から選択される材料から形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の有機ＥＬ発光装置の製造方法。
4. 前記保護層が、１００〜５００ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機ＥＬ発光装置の製造方法。
5. 有機ＥＬ素子と、パターン形状を有する第１色変換層と、レーザー光によって第１色変換層とは異なるパターン形状にパターニングされる第２色変換層と、保護層とを含み、前記保護層が前記レーザー光を吸収する材料から形成され、および前記保護層が第１色変換層と第２色変換層との間に配置されていることを特徴とする有機ＥＬ発光装置。
6. 第１色変換層が青色光を緑色光に変換する層であり、および第２色変換層が青色光を赤色光に変換する層であることを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ発光装置。
7. 前記保護層が、ＳｉＮ、ＩＺＯおよびＩＴＯからなる群から選択される材料から形成されていることを特徴とする請求項５または６に記載の有機ＥＬ発光装置。
8. 前記保護層が、１００〜５００ｎｍの膜厚を有することを特徴とする請求項５から７のいずれかに記載の有機ＥＬ発光装置。

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