JP2008041362A

JP2008041362A - パターン化された色変換層の製造方法、およびそれを用いた色変換フィルターおよび有機ｅｌディスプレイの製造方法。

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Publication number: JP2008041362A
Application number: JP2006212232A
Authority: JP
Inventors: Yukinori Kawamura; 幸則河村
Original assignee: Fuji Electric Holdings Ltd
Current assignee: Fuji Electric Co Ltd
Priority date: 2006-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2008-02-21
Also published as: GB0714280D0; CN101118381A; KR101370484B1; US20080044773A1; GB2440635A; KR20080012752A; TW200822794A

Abstract

【課題】蒸着法などのドライプロセスによって形成される色変換層にダメージを与えることなしにパターン化して、大型化および高精細化に対応することができる、パターン化された色変換層の製造方法の提供。
【解決手段】支持体上にエッチストップ層、蒸着法による色変換層、保護層および透明マスク層を順次形成し；透明マスク層の上に形成したレジスト層をパターン化し；パターン化レジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化し；パターン化レジスト層を除去し；パターン化透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程を含むパターン化された色変換層の製造方法。
【選択図】図１

Description

本発明は、蒸着法により形成される色変換層のパターン化方法、および該方法によって得られる色変換層を用いた色変換フィルターおよび有機ＥＬディスプレイに関する。本発明の方法によって得られる色変換フィルターおよび有機ＥＬディスプレイは、パーソナルコンピューター、ワードプロセッサー、テレビ、ファクシミリ、オーディオ、ビデオ、カーナビゲーション、電気卓上計算機、電話機、携帯端末機ならびに産業用計測器等に利用される多色発光有機ＥＬデバイスに用いることができる。

近年、有機ＥＬ素子は実用化に向けての研究が活発に行われている。有機ＥＬ素子は低電圧で高い電流密度が実現できるために高い発光輝度および発光効率を実現することが期待され、特に高精細なマルチカラーまたはフルカラー表示が可能な有機多色ＥＬディスプレイの実用化が期待されている。有機ＥＬディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の１例として、複数の独立した発光部を有する単色発光の有機ＥＬ素子と、パターン化された色変換膜とを用いる色変換法が提案されている（特許文献１〜３参照）。用いられる色変換膜は、短波長の光を吸収して長波長への光へと変換する１つまたは複数の色変換物質を含む層である。色変換膜の形成法として、色変換物質を蒸着ないしスパッタのようなドライプロセスで堆積させることが検討されてきている。

蒸着ないしスパッタのようなドライプロセスを用いて色変換物質を堆積させた色変換層をパターン化する方法としては、色変換物質を堆積させる際にメタルマスクを用いて、所定のパターン状に色変換物質を堆積させる方法が一般的である。

また、有機ＥＬディスプレイのマルチカラー化またはフルカラー化の方法の別の例として、異なる色（たとえば光の３原色である赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）および青色（Ｂ））の光を発する複数種の有機ＥＬ発光素子を形成する「塗り分け法」が検討されてきている。この方法において、複数種の有機ＥＬ発光素子を所定のパターンにて形成するための方法として、蒸着などのドライプロセスで形成した有機ＥＬ層および電極を含む積層構造をレジストマスクを用いてドライエッチングする方法が検討されてきている（特許文献４〜６参照）。

特開２００２−７５６４３号公報特開２００３−２１７８５９号公報特開２０００−２３０１７２号公報特開平９−２９３５８９号公報特開２０００−１１３９８１号公報特開２０００−１１３９８２号公報

しかしながら、メタルマスクを用いる蒸着法による色変換層の形成は、色変換層を形成する領域の大型化に対応することが困難である。また、高精細なパターンの形成においても限界に達しつつあるのが現状である。

一方、複数種の有機ＥＬ発光素子をパターン状に形成する「塗り分け法」における前述のレジストマスクを用いるドライエッチング方法においても、得られるディスプレイの光学特性に対する残存するレジストマスクの影響を排除するためにレジストマスクの除去を行う必要がある。このレジストマスクの除去は、ドライエッチング終了後の蒸着膜の側面が露出した状態で実施される。しかしながら、蒸着膜は結合剤を含有しないため、酸素プラズマアッシングなどのドライプロセスを用いても、溶剤などによるウェットプロセスを用いても、レジストマスクの除去の際に蒸着膜がダメージを受けるという問題が存在する。

したがって、本発明の目的は、蒸着法などのドライプロセスによって形成される色変換層にダメージを与えることなしにパターン化して、大型化および高精細化に対応することができる、パターン化された色変換層の製造方法を提供することである。また、本発明のさらなる目的は、前述のパターン化された色変換層の製造方法を利用する色変換フィルターおよび有機ＥＬディスプレイの製造方法を適用することである。

本発明の第１の実施形態のパターン化された色変換層の製造方法は、
（ａ）支持体上にエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする。ここで、エッチストップ層は、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物、Ａｌ、ＺｒおよびＴｉからなる群から選択される元素を含む酸化物を用いて形成することができる。は透明マスク層は、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成することができる。色変換層は、１μｍ以下の膜厚を有してもよい。また、保護層を、透光性の酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンで形成してもよい。さらに、工程（ｉ）を、反応性イオンエッチングによって実施してもよい。

本発明の第２の実施形態の色変換フィルターの製造方法は、
（ａ−１）支持体上に１種または複数種のカラーフィルタ層を形成する工程と、
（ａ−２）前記カラーフィルタ層を覆うエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする。

本発明の第３の実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、
（ａ−１）支持体上に、複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素子と１対１に接続される複数の部分電極からなる反射電極と、該反射電極の上の有機ＥＬ層とを形成する工程と、
（ａ−２）有機ＥＬ層上に一体型の透明電極を形成する工程と、
（ａ−３）透明電極の上方にエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする。あるいはまた、工程（ａ−２）および（ａ−３）に代えて、（ａ−４）有機ＥＬ層上に、一体型の透明電極としての機能を併せて有するエッチストップ層を形成する工程であって、該エッチストップ層をインジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成する工程を用いてもよい。

以上のような構成をとることにより、蒸着法などのドライプロセスによって形成される色変換層をパターン化して、パターン状の色変換層を得ることが可能となる。ここで、パターン形成のためのレジスト層とドライエッチングの際のマスク層とを機能分離することによって、形成領域の大型化ならびに形成パターンの高精細化を両立することができる。さらに、マスク層を光学的に透明な材料とすることによって、ドライエッチング後にマスク層を除去する必要性を排除し、得られたパターン状の色変換層に対するダメージを防止することが可能となる。また、上記のパターン状の色変換層の製造方法は、色変換フィルターおよび有機ＥＬディスプレイの製造に適用しても、その作用効果を同様に発揮するものである。

本発明の第１の実施形態のパターン化された色変換層の製造方法は、
（ａ）支持体上にエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする。以下、本実施形態を図１を参照しながら説明する。

図１（ａ）は、工程（ｄ）終了時点の、支持体１０の上に、エッチストップ層２０、色変換層３０、保護層４０および透明マスク層５０がパターン化されずに積層されている状態を示す図である。本実施形態における支持体１０は、所望される態様に依存するが、透明な自立性材料であることが望ましい。支持体１０を形成するのに適当な透明材料は、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、支持体１０は剛直であっても可撓性であってもよい。支持体１０が光学的に透明であるとは、可視光に対して８０％以上、好ましくは８６％以上の透過率を有することを意味する。

工程（ａ）において、エッチストップ層２０を形成する。エッチストップ層２０は、色変換層３０および保護層４０のドライエッチングの際に、エッチングが進行しないか、または色変換層３０および保護層４０に比較してエッチングの進行が遅い（すなわち選択比が高い）層である。また、最終的に色変換層３０に入射する光または色変換層３０から出射する光の通過経路となるために、エッチストップ層２０は光学的に透明であることが望ましい。色変換層３０および保護層４０のドライエッチングの条件に依存するが、たとえば、ドライエッチングをフッ素を含有するエッチングガスを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）にて実施する場合、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物、Ａｌ、ＺｒおよびＴｉからなる群から選択される元素を含む酸化物を用いてエッチストップ層２０を形成することができる。好ましい酸化物は、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物を含み、あるいはＡｌ_２Ｏ_３、ＺｒＯ_２、ＴｉＯ_２などの酸化物を含む。エッチストップ層２０は、スパッタ法、ＣＶＤ法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、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物の膜を堆積させることによって形成することができる。ドライエッチングを停止させ、その下に形成されている層を保護するために、本発明のエッチストップ層２０は、１０〜１００ｎｍ、好ましくは３０〜５０ｎｍの膜厚を有する。

工程（ｂ）において、エッチストップ層２０の上に色変換層３０を形成する。本実施形態における色変換層３０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３０は、ドライプロセス、好ましくは蒸着法（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３０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３０を形成するための色変換色素としては、３−（２−ベンゾチアゾリル）−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；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；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；ローダミンＢ、ローダミン６Ｇなどのキサンテン系色素；ピリジン１などのピリジン系色素；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−インダセン（IV）、ルモゲンＦレッド、ナイルレッド（Ｖ）などを用いることができる。

工程（ｃ）において、色変換層３０を覆うように保護層４０を形成する。保護層４０は、後述するレジスト層６０の形成において用いる溶剤、ならびにレジスト層６０のパターン化において用いられる溶剤および現像剤などから色変換層３０を保護するための層である。また、保護層４０は、後述する色変換層３０のパターン化の条件下でエッチング除去可能であり、かつ色変換層３０に対してダメージを与えない条件で形成できることが望ましい。また、保護層４０は、エッチストップ層２０と同様に色変換層３０に入射する光または色変換層３０から出射する光の通過経路となるために、光学的に透明であることが望ましい。保護層４０を形成するのに適当な材料は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンなどの無機材料を含む。ＣＶＤ法、蒸着法などのドライプロセスを用いて、これら無機材料を堆積させることによって保護層４０の形成を実施することができる。

工程（ｄ）において、保護層４０の上に透明マスク層５０を形成する。透明マスク層５０は、パターン化されたレジスト層６０をマスクとしてパターン化され、その後に色変換層３０をパターン化するドライエッチングにおける実際のマスクとして用いられる層である。したがって、透明マスク層５０は、使用するドライエッチングの条件下においてエッチングが進行しないか、または色変換層３０および保護層４０に比較してエッチングの進行が遅い材料を用いて形成される。さらに、透明マスク層５０もまた、色変換層３０に入射する光または色変換層３０から出射する光の通過経路となるために、光学的に透明であることが望ましい。色変換層３０および保護層４０のドライエッチングの条件に依存するが、たとえば、ドライエッチングをフッ素を含有するエッチングガスを用いる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）にて実施する場合、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて透明マスク層５０を形成することができる。好ましい酸化物は、酸化インジウム、酸化亜鉛、インジウム−亜鉛酸化物（ＩＺＯ）、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）などの透明導電性酸化物を含む。透明マスク層５０は、スパッタ法、ＣＶＤ法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、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物の膜を堆積させることによって形成することができる。工程（ｉ）においてエッチングマスクとして機能するために、本発明の透明マスク層５０は、１０〜１００ｎｍ、好ましくは３０〜５０ｎｍの膜厚を有する。

工程（ｅ）において、透明マスク層５０をパターン化するためのレジスト層６０を、透明マスク層５０上に形成する。レジスト層６０は、当該技術において知られているネガ型またはポジ型のレジスト材料を、任意の方法で塗布（スピンコート、スクリーン印刷など）することによって形成することができる。引き続いて工程（ｆ）において、レジスト層６０をパターン化して、図１（ｂ）に示すようなパターン化されたレジスト層６０を得る。レジスト層６０のパターン化は、用いるレジスト材料に依存し、所定のパターンを得るための露光および現像によって実施することができる。

工程（ｇ）において、パターン化されたレジスト層６０をマスクとして、透明マスク層５０をパターン化する。用いる材料にも依存するが、本工程をウェットエッチングによって実施することが好ましい。たとえば、透明マスク層５０がインジウムまたは亜鉛を含む酸化物から形成されている場合、酸性溶液（たとえばシュウ酸水溶液）によるエッチングを用いることができる。引き続いて工程（ｈ）において、マスクとして用いたレジスト層６０を除去して、図１（ｃ）に示すようなパターン化された透明マスク層５０を最上層とする積層体を得る。レジスト層６０の除去は、使用した材料に依存するが、当該技術において知られている任意の方法（たとえば、溶剤または剥離液を用いる洗浄）によって実施することができる。以上のように、本発明におけるレジスト層６０は、透明マスク層５０のパターン化においてのみ用いられ、色変換層３０（ならびに保護層４０）のパターン化の際には除去されている。したがって、レジスト層６０の材料にはドライエッチングに対する抵抗性を要求されず、所望のパターンを大面積および高精細度にて提供することを主要目的としてレジスト層６０の材料を選択することができる。

工程（ｉ）において、パターン化された透明マスク層５０をマスクとするドライエッチングによって、保護層４０および色変換層３０をパターン化する。ドライエッチングは、パターン化された透明マスク層５０が設けられていない区域において保護層４０および色変換層３０を除去し、エッチストップ層２０を露出させて停止する。したがって、図１（ｄ）に示すように、透明マスク層５０のパターンに倣った形状の色変換層３０／保護層４０／透明マスク層５０の積層構造が得られる。本発明においては、保護層４０および透明マスク層５０はいずれも光学的に透明であるため、パターン化終了後に除去する必要がない。したがって、これらの層を除去しようとした場合に発生するであろう色変換層３０のダメージを防止することが可能となる。また、本発明においては、レジスト層６０によって透明マスク層５０のパターン化を行うため、透明マスク層５０自身によるパターン化の機能を有する必要がなく、光学的透明性およびドライエッチングに対する抵抗性を主要ファクターとして透明マスク層５０の材料を選択することが可能となる。

本工程のドライエッチングとしては、各層の構成材料にも依存するが、フッ素を含有するエッチングガスを用いる反応性イオンエッチングを用いることが望ましい。エッチングガスとしては、たとえば、ＣＦ_４、ＣＨＦ_３、ＣＣｌＦ_３、ＣＣｌ_３Ｆ、Ｃ_２Ｆ_６、Ｃ_３Ｆ_８、Ｃ_３Ｆ_６、Ｃ_４Ｆ_１０、ＮＦ_３、ＳＦ_６、ＨＦなどを含むガスを用いることができる。

任意選択的ではあるが、以上のように色変換層３０のパターン化を行った後に、色変換層３０／保護層４０／透明マスク層５０の積層構造を覆うようにオーバーコート層７０を設けて、露出している色変換層３０の側面を保護してもよい（図１（ｅ）参照）。オーバーコート層７０は、保護層４０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。

さらに、任意選択的であるが、本実施形態の工程（ｉ）終了後に、再び工程（ｂ）〜工程（ｉ）を繰り返して、パターン化された別種の色変換層を同一の支持体上に形成してもよい。ここで、工程（ｃ）を繰り返す際に、新たに形成する別種の色変換層３０に加えて、既にパターン化されている色変換層３０（図１（ｄ）参照、特にその側面）も、新たに形成する保護層４０にて保護することが好ましい。さらに必要に応じて、工程（ｂ）〜工程（ｉ）を任意の回数にわたって繰り返して、所望される複数種の色変換層を、それぞれパターン化しつつ同一の支持体上に形成することができる。

本実施形態において、支持体１０は、色変換層３０およびカラーフィルタ層１００を通過した光の経路となるため、透明な自立性材料から形成することが必要である。本実施形態における支持体１０を形成するのに適当な透明材料は、第１の実施形態における支持体１０用の透明材料と同様である。

工程（ａ−１）において、支持体１０の上に１つまたは複数種のカラーフィルタ層１００を形成する。図２においては、３種のカラーフィルタ層１００（ａ，ｂ，ｃ）を形成した例を示した。カラーフィルタ層１００は、フラットパネルディスプレイ用材料として市販されている任意の材料を用い、該材料に対応した既知の方法によって塗布およびパターン化を行うことによって形成することができる。また、任意選択的であるが、カラーフィルタ層の上に、可視域における透明性、電気絶縁性、ならびに水分、酸素および低分子成分に対するバリア性を有するポリマー材料からなる平坦化層（不図示）を形成して、その上面を平坦化してもよい。

工程（ａ−２）において、１つまたは複数種のカラーフィルタ層１００を覆ってエッチストップ層２０を形成する。本実施形態の工程（ａ−２）は、第１の実施形態の工程（ａ）と同様の材料および方法を用いて実施することができる。また、本実施形態におけるエッチストップ層２０の膜厚は、第１の実施形態と同様の値であることが可能である。

以下、工程（ｂ）〜工程（ｉ）を第１の実施形態と同様に実施することによって、パターン化された色変換層３０を形成することが可能となる。パターン化された色変換層３０は、１つまたは複数種のカラーフィルタ層１００のいずれかと対応する位置に形成される。図２に示した構成例では、色変換層３０（たとえば、赤色）は、カラーフィルタ層１００ａ（たとえば、赤色）に対応する位置に形成されている。

任意選択的であるが、本実施形態の工程（ｉ）終了後にも、再び工程（ｂ）〜工程（ｉ）を繰り返して、パターン化された別種の色変換層を同一の支持体上に形成してもよい。たとえば、カラーフィルタ層１００ｂ（たとえば、緑色）に対応する位置に、第２の色変換層（たとえば、緑色）を形成することができる。ここで、工程（ｃ）を繰り返す際に、新たに形成する別種の色変換層３０に加えて、既にパターン化されている色変換層３０（図１（ｄ）参照、特にその側面）も、新たに形成する保護層４０にて保護することが好ましい。さらに必要に応じて、工程（ｂ）〜工程（ｉ）を任意の回数にわたって繰り返して、所望される複数種の色変換層を、それぞれパターン化しつつ同一の支持体上に形成することができる。

さらに、任意選択的ではあるが、本実施形態においても、工程（ｉ）の後に、色変換層３０／保護層４０／透明マスク層５０の積層構造を覆うようにオーバーコート層７０を設けて、露出している色変換層３０の側面を保護してもよい（図２参照）。オーバーコート層７０は、保護層４０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。

本発明の第３の実施形態の有機ＥＬディスプレイの製造方法は、
（ａ−１）支持体上に、複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素子と１対１に接続される複数の部分電極からなる反射電極と、該反射電極の上の有機ＥＬ層とを形成する工程と、
（ａ−２）有機ＥＬ層上に一体型の透明電極を形成する工程と、
（ａ−３）透明電極の上にエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする。あるいはまた、本実施形態において、工程（ａ−２）および（ａ−３）に代えて、
（ａ−４）有機ＥＬ層上に、一体型の透明電極としての機能を併せて有するエッチストップ層を形成する工程であって、該エッチストップ層をインジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成する工程
を実施してもよい。

支持体１０を、第１の実施形態と同様の材料を用いて形成してもよい。しかしながら、本実施形態において支持体１０は光の経路とはならないため、シリコンなどの半導体あるいはセラミックのような光学的に不透明な材料を用いて支持体１０を形成することができる。

工程（ａ−１）においては、最初に、支持体１０の上にスイッチング素子２００を形成する。スイッチング素子２００は、ＴＦＴ、ＭＩＭのような当該技術において知られている任意の構造であってもよい。スイッチング素子２００は任意の既知の方法で形成することができる。任意選択的であるが、スイッチング素子２００と反射電極２１０とを接続する端子部分を除いて、スイッチング素子２００を覆ってその上面を平坦化する平坦化絶縁膜３００を形成してもよい。平坦化絶縁膜３００は、当該技術において知られている任意の材料および方法を用いて形成することができる。

反射電極２１０は、本実施形態の有機ＥＬディスプレイの独立した発光部を画定する電極であり、複数の部分電極から構成され、該部分電極のそれぞれはスイッチング素子２００と１対１に接続される。反射電極２１０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、蒸着法などのドライプロセスによって形成することができる。また、任意選択的であるが、反射電極２１０の複数の部分電極の間隙に、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、絶縁膜３１０を形成してもよい。

次いで、反射電極２１０の上に有機ＥＬ層２２０を形成する。有機ＥＬ層２２０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／または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素子は下記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／電子注入層／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２１０または透明電極２３０のいずれかである。

有機ＥＬ層２２０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２２０を構成する各層は、蒸着法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、青色から青緑色の発光を得るための有機発光層の材料としては、たとえばベンゾチアゾール系、ベンゾイミダゾール系、べ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、スチリルベンゼン系化合物、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。

続いて、工程（ａ−２）において、有機ＥＬ層２２０の上に、透明電極２３０を形成する。透明電極２３０は、一体として形成される共通電極である。透明電極２３０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２３０は、蒸着法、スパッタ法または化学気相堆積（ＣＶＤ）法を用いて形成され、好ましくはスパッタ法を用いて形成される。

引き続いて、工程（ａ−３）において、透明電極２３０の上に、エッチストップ層２０を形成する。エッチストップ層２０の形成は、支持体１０の上ではなく透明電極２３０の上に形成することを除いて、第１の実施形態の工程（ａ）と同様に実施することができる。

以上においては透明電極２３０とエッチストップ層２０とを別個に設ける場合を説明したが、本実施形態においては、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成されるエッチストップ層２０が透明電極２３０の機能を併せて有することが可能である。すなわち、上記の工程（ａ−２）および（ａ−３）に代えて、
（ａ−４）有機ＥＬ層上に、一体型の透明電極としての機能を併せて有するエッチストップ層を形成する工程であって、該エッチストップ層をインジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成する工程
を実施することができる。図３には、この別法によって形成されるエッチストップ層２０が透明電極２３０の機能を兼ね備える例を示した。この別法において、エッチストップ層２０／透明電極２３０を形成するのに適当なインジウムまたは亜鉛を含む酸化物は、酸化インジウム、酸化亜鉛、ＩＺＯ、ＩＴＯなどを含む。この別法におけるエッチストップ層２０／透明電極２３０の形成は、支持体１０の上ではなく有機ＥＬ層２２０の上に形成することを除いて、第１の実施形態の工程（ａ）と同様に実施することができる。

以下、工程（ｂ）〜工程（ｉ）を第１の実施形態と同様に実施することによって、パターン化された色変換層３０を形成することが可能となる。パターン化された色変換層３０は、複数の独立した発光部の一部に対応する位置に形成される。図３に示した構成例では、色変換層３０が有機ＥＬ層２２０からの発光を赤色光に変換する場合、色変換層３０を設けた位置がディスプレイの赤色発光部となる。

任意選択的であるが、本実施形態の工程（ｉ）終了後にも、再び工程（ｂ）〜工程（ｉ）を繰り返して、パターン化された別種の色変換層を同一の支持体上に形成してもよい。たとえば、第２の色変換層として緑色変換層を形成し、第２の色変換層を設けた位置をディスプレイの緑色発光部とすることができる。ここで、工程（ｃ）を繰り返す際に、新たに形成する別種の色変換層３０に加えて、既にパターン化されている色変換層３０（図１（ｄ）参照、特にその側面）も、新たに形成する保護層４０にて保護することが好ましい。さらに必要に応じて、工程（ｂ）〜工程（ｉ）を任意の回数にわたって繰り返して、所望される複数種の色変換層を、それぞれパターン化しつつ同一の支持体上に形成することができる。

さらに、任意選択的ではあるが、本実施形態においても、工程（ｉ）の後に、色変換層３０／保護層４０／透明マスク層５０の積層構造を覆うようにオーバーコート層７０を設けて、露出している色変換層３０の側面を保護してもよい（図３参照）。オーバーコート層７０は、保護層４０と同様の材料および方法を用いて形成することができる。

（実施例１）
支持体１０として、純水洗浄および乾燥した５０×５０×０．７ｍｍのコーニング社製１７３７ガラスを用いた。通常のマグネトロンスパッタ装置を用いて、透明ガラス基板上に膜厚３０ｎｍのＩＺＯを堆積させ、エッチストップ層２０を形成した。

次いで、エッチストップ層２０を形成した支持体１０を蒸着装置内に搬送し、クマリン６およびＤＣＭ−２からなる色変換層３０を作製した。クマリン６およびＤＣＭ−２を蒸着装置内の別個の坩堝にて加熱する共蒸着によって、膜厚３００ｎｍの色変換膜を作製した。この際に、クマリン６の蒸着速度を０．３ｎｍ／ｓ、ＤＣＭ−２の蒸着速度を０．００５ｎｍ／ｓとなるように、それぞれの坩堝の加熱温度を制御した。本実施例の色変換層３０は、色変換層３０の総構成分子数を基準として２モル％のＤＣＭ−２を含んだ（クマリン６：ＤＣＭ−２のモル比が４９：１である）。

次に、原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ_４）、窒素（Ｎ_２）およびアンモニア（ＮＨ_３）を用いるプラズマＣＶＤ法を用いて、色変換層３０を覆うように膜厚３００ｎｍの窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）を堆積させ、保護層４０を形成した。ここで、ＳｉＮｘを堆積する際に、色変換層３０が形成されている積層体の温度を１００℃以下に維持した。そして、通常のマグネトロンスパッタ装置を用いて、保護層４０の上に膜厚３０ｎｍのＩＺＯを堆積させ、透明マスク層５０を形成した。

次に、ポジ型フォトレジスト（ＴＦＲ１２５０、東京応化工業製）を塗布してレジスト層６０を形成し、引き続いて通常の条件で露光および現像を行って、線幅０．０４２ｍｍのストライプ状部分が０．１２６ｍｍピッチで平行に配置されたパターンを有するレジスト層６０を得た。引き続いて、ストライプパターン状のレジスト層６０をマスクとして、シュウ酸水溶液を用いるウェットエッチングを実施して、透明マスク層５０のパターン化を行った。得られた透明マスク層５０のパターンは、レジスト層６０のパターンに完全に倣うものであった。引き続いて、４０℃のレジスト剥離液（東京応化製１０４）を用いて、パターン化された透明マスク層５０の上のレジスト層６０を除去した。

得られたパターン状の透明マスク層５０をマスクとして用いる反応性イオンエッチングによって、保護層４０および色変換層３０のパターン化を実施した。保護層４０のパターン化においては、エッチングガスとしてＣＦ_４を用いた。また、色変換層３０のパターン化においては、エッチングガスとしてＣＦ_４とＯ_２との混合ガス（混合比１：１）を用いた。得られた色変換層３０のパターンは、透明マスク層５０のパターンに倣うものであり、線幅０．０４２ｍｍのストライプ状部分が０．１２６ｍｍピッチで平行に配置されたものであった。

最後に、色変換層３０／保護層４０／透明マスク層５０のパターンを覆うようにオーバーコート層７０を形成した。被成膜基板である積層体の温度を１００℃以下に維持しながら、原料ガスとしてモノシラン（ＳｉＨ_４）、窒素（Ｎ_２）およびアンモニア（ＮＨ_３）を用いるプラズマＣＶＤ法を用いて、膜厚３００ｎｍの窒化シリコン（ＳｉＮ_ｘ）を堆積させ、オーバーコート層７０を得た。

本発明の第１の実施形態であるパターン化された色変換層の製造方法を示す図であり、（ａ）〜（ｅ）は各段階を示す図である。本発明の第２の実施形態により得られる色変換フィルターを示す図である。本発明の第３の実施形態により得られる有機ＥＬディスプレイを示す図である。

符号の説明

１０支持体
２０エッチストップ層
３０色変換層
４０保護層
５０透明マスク層
６０レジスト層
７０オーバーコート層
１００（ａ〜ｃ）カラーフィルター層
２００スイッチング素子
２１０反射電極
２２０有機ＥＬ層
２３０透明電極
３００平坦化絶縁層
３１０絶縁層

Claims

（ａ）支持体上にエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とするパターン化された色変換層の製造方法。
前記エッチストップ層は、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物、Ａｌ、ＺｒおよびＴｉからなる群から選択される元素を含む酸化物を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のパターン化された色変換層の製造方法。
前記透明マスク層は、インジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成されることを特徴とする請求項１に記載のパターン化された色変換層の製造方法。
前記色変換層が１μｍ以下の膜厚を有することを特徴とする請求項１に記載のパターン化された色変換層の製造方法。
工程（ｉ）のドライエッチングが、反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項１に記載のパターン化された色変換層の製造方法。
前記保護層が、透光性の酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコンで形成されることを特徴とする請求項１に記載のパターン化された色変換層の製造方法。
（ａ−１）支持体上に１種または複数種のカラーフィルタ層を形成する工程と、
（ａ−２）前記カラーフィルタ層を覆うエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする色変換フィルターの製造方法。
（ａ−１）支持体上に、複数のスイッチング素子と、該複数のスイッチング素子と１対１に接続される複数の部分電極からなる反射電極と、該反射電極の上の有機ＥＬ層とを形成する工程と、
（ａ−２）有機ＥＬ層上に一体型の透明電極を形成する工程と、
（ａ−３）透明電極の上方にエッチストップ層を形成する工程と、
（ｂ）エッチストップ層上に蒸着法によって色変換層を形成する工程と、
（ｃ）色変換層を覆う保護層を形成する工程と、
（ｄ）保護層の上に透明マスク層を形成する工程と、
（ｅ）透明マスク層の上にレジスト層を形成する工程と、
（ｆ）レジスト層をパターン化する工程と、
（ｇ）パターン化されたレジスト層をマスクとして透明マスク層をパターン化する工程と、
（ｈ）パターン化されたレジスト層を除去する工程と、
（ｉ）パターン化された透明マスク層をマスクとするドライエッチングによって、保護層および色変換層をパターン化する工程と
を含むことを特徴とする有機ＥＬディスプレイの製造方法。
工程（ａ−２）および（ａ−３）に代えて、
（ａ−４）有機ＥＬ層上に、一体型の透明電極としての機能を併せて有するエッチストップ層を形成する工程であって、該エッチストップ層をインジウムまたは亜鉛を含む酸化物を用いて形成する工程
を含むことを特徴とする請求項８に記載の有機ＥＬディスプレイの製造方法。