JP2001326075A - 有機el素子の製造方法 - Google Patents

有機el素子の製造方法

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JP2001326075A
JP2001326075A JP2000146394A JP2000146394A JP2001326075A JP 2001326075 A JP2001326075 A JP 2001326075A JP 2000146394 A JP2000146394 A JP 2000146394A JP 2000146394 A JP2000146394 A JP 2000146394A JP 2001326075 A JP2001326075 A JP 2001326075A
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mask
organic
substrate
vapor deposition
electrode
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Hiroshi Abiko
浩志 安彦
Hiroshi Hata
弘 畑
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Tohoku Pioneer Corp
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Tohoku Pioneer Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大掛かりなマスク位置合わせ機構による多大
な設備投資を不要にし、更には、マスクの位置合わせ作
業を迅速に行うことで生産性の向上を図る。 【解決手段】 基板枠20に、透明電極3,金属電極
4,絶縁層5が形成された透明基板2を保持させ固定さ
せる。そして、基板枠20におけるガイド穴24に設け
られたガイドピン25に、ガイド穴15を挿入すること
で基板枠20に対して蒸着マスク13を装着し、透明基
板2と蒸着マスク13との位置決めを図る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、有機エレクトロル
ミネセンス素子(以下、有機EL素子と示す。)の製造
方法に関し、特には、基板上に蒸着マスクを介して、発
光に必要な各種薄膜層を形成する有機EL素子の製造方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】EL(エレクトロルミネセンス;電界発
光)素子は、例えば液晶ディスプレイのバックライト等
の各種面光源として用いられているが、従来の無機EL
素子では困難であった青色発光を含む各色の発光波長が
得られる有機EL素子の開発により、フラットパネルカ
ラーディスプレイへの利用が図られている。
【0003】図6は、カラーディスプレイとして構成す
るための有機EL素子を示した平面図である。この有機
EL素子1によれば、ガラス等の透明基板2の一方面に
は素子領域2Aが配されており、この素子領域2Aに
は、ITOからなる透明電極3が陽極として幅W1,ピ
ッチP1でストライプ状に形成されている。また、この
透明電極3の抵抗を実質的に低下させるため、幅W2の
アルミニウム又は金からなる金属電極4が各透明電極3
の中央部に接して透明基板2側に埋設されている。
【0004】そして、透明基板2に設けられた透明電極
3の上には、この透明電極3と直交するように絶縁層5
が幅W3、ピッチP2でストライプ状に形成されてい
る。この絶縁層5は、その後に透明基板2上に形成する
有機発光層及び電極(陰極)の幅方向の端縁部を通って
電流がリークするのを防止するためのものである。
【0005】図7は、図6のX−X断面図である。図示
の如く、透明基板2上には、ホール輸送層6と、発光材
料が混合されている電子輸送層7とがそれぞれ有機層と
して、更に電極8が陰極(例えばアルミニウム電極)と
して、この順にほぼ同一の平面形状に且つストライプ状
に積層されている。この積層体からなる赤(R),緑
(G),青(B)の各発光色のものを1組CGとしてこ
れを多数並列配置しており、この上を保護層9で被覆し
ている。
【0006】この有機EL素子1は、陽極である透明電
極3と陰極となる電極8との間に電圧を選択的に印加す
ることによって、透明電極3から注入されたホールがホ
ール輸送層6を経て、また電極8から注入された電子が
電子輸送層7を経て、それぞれ電子輸送層7とホール輸
送層6との発光界面10に到達して電子−ホールの再結
合が生じ、ここから所定波長の発光が生じ、透明基板2
の背面側から表示がなされるものである。
【0007】図8は、上記の基本構造を備えた有機EL
素子によりカラーディスプレイを構成する概念図であ
る。即ち、上記のように陰極となる電極8と陽極となる
透明電極3をマトリクス状に交差させてストライプ状に
設け、シフトレジスタ内蔵の制御回路11、輝度信号回
路12によって時系列に信号電圧を印加し、交差位置に
て発光させることにより画素PX(図6参照)を形成し
ている。これにより、カラーフィルタを不要とした高輝
度のフルカラーディスプレイが得られる。
【0008】上記の有機EL素子1によるフルカラーデ
ィスプレイの製造に当たっては、図6及び図7に示され
るような赤(R),緑(G),青(B)に発光する有機
層をストライプ状等にパターニングして形成することが
要求されるが、この有機層は成膜後のエッチング等によ
ってパターニングすることが極めて困難であることか
ら、所望のパターンを有する蒸着マスクを介して透明電
極3上に順次各層を蒸着して積層する方法が採られてい
る。
【0009】この有機EL素子1を量産化するための製
造工程について説明すると、各工程は、上述した透明電
極3及びそれと直交した絶縁層5をストライプ状にパタ
ーニングした透明基板2を処理材として搬入し待機させ
るための搬入工程と、蒸着前に処理材に対して洗浄等の
前処理を施す前処理工程と、ホール輸送層6を形成する
第1蒸着工程と、各色発光に対応した電荷輸送層7を蒸
着する第2蒸着工程と、陰極となる電極8を蒸着する第
3蒸着工程と、保護層9を蒸着する第4蒸着工程と、蒸
着完了後の処理材をライン外に排出する排出工程とから
なる。そして、上記の各蒸着工程では、各工程において
異なる蒸着材料についての蒸着処理を行うための真空蒸
着装置が配備されている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ここで、上記有機EL
素子の製造方法においては、上記各蒸着工程にて、透明
電極3と直交して配置される絶縁層5の間に各層が正確
に積層されなければならない。このためには、まず、透
明電極3上にホール輸送層6を形成する工程で、蒸着マ
スクのマスクパターンと透明基板上の絶縁層5間の間隙
とが正確に重なるように、透明基板2と蒸着マスクとを
正確に位置合わせして固定する必要がある。そして、こ
の蒸着マスクと透明基板2との位置合わせ及び固定は、
上記各層の蒸着工程で行わなければならない。そのた
め、従来の製造工程においては、各蒸着工程の真空蒸着
装置内に大掛かりなマスク位置合わせ機構を装備させる
必要があり、設備投資に多大な経費を要すると共に、各
蒸着工程において、マスクの位置合わせ操作を行うため
に作業時間の長期化を招き、生産性の向上が望めないと
いう問題があった。
【0011】本発明は、上記の事情に対処するために提
案されたものであって、大掛かりなマスク位置合わせ機
構による多大な設備投資を不要にし、更には、マスクの
位置合わせ作業を迅速に行うことで生産性の向上を図る
ことを可能にした有機EL素子の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明による有機EL素子の製造方法は、クランプ
機構を有する基板枠を用いて、基板を該基板枠に位置合
わせして固定する工程と、有機EL素子を形成する各層
の蒸着工程に先だって、ガイドピンを用いて上記基板枠
と蒸着マスクとの位置合わせを行う工程とを有すること
を特徴とするものである。
【0013】上記特徴によると、クランプ機構を有する
基板枠を用いて、透明電極及び絶縁層が形成された基板
が位置合わせされて固定される。次いで、この基板枠を
蒸着装置内に移動し、ガイドピンを用いてこの基板枠と
蒸着マスクとの位置合わせを行う。この基板枠と蒸着マ
スクには、予め位置合わせ用のガイド穴が形成されてお
り、これらのガイド穴を合わせてガイドピンを挿入する
という極めて簡易な工程で基板と蒸着マスクとの位置合
わせが完了する。これによると、大掛かりな位置合わせ
機構は不要であり、また、短時間で基板と蒸着マスクと
の位置合わせを行うことができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する(なお、従来と同一の部分には同一の番
号を付して一部重複した説明は省略する)。図1は、本
発明の一実施例に係る有機EL素子の製造方法に用いら
れる基板枠を示す説明図である。また、図2は、図1に
おけるA−A断面図を示している。基板枠20には、透
明基板2が位置合わせされる開口21が枠体22によっ
て形成されている。この枠体22には、透明基板2の端
部を受ける保持部22Aが形成されており、また、開口
21内に位置合わせされて保持された透明基板2を固定
するためのクランプ機構23が設けられている。
【0015】クランプ機構23は、図2に示されるよう
に、バネ23Aを備えるクランプ23Bからなり、バネ
23Aに抗してクランプ23Bを開放し(破線)、この
状態で開口21内に透明基板2を保持させ、クランプ2
3Bを閉じることによって基板枠20に透明基板を固定
するものである。そして、基板枠22にはガイドピン2
5を挿入するガイド穴24が形成されている(図1参
照)。
【0016】図3〜図5は、上記の基板枠20を用いた
本発明の実施例に係る有機EL素子の製造方法を示す説
明図である。ここで、各蒸着工程には蒸着マスク13が
用いられる。この蒸着マスク13は、厚さが数百μm程
度の板材であり、絶縁層5間の間隔3つ分のピッチでス
トライプ状のマスク穴14が並列して形成されている。
このマスク穴14は基板側の開口が小口14Aで逆側が
大口14Bとなる台形断面を有するものである。そし
て、この蒸着マスク13には、設定された位置に位置合
わせするためのガイド穴15が形成されている。
【0017】以下では、実施例の製造方法を説明する。
まず、図3に示すように、上記の基板枠20に、透明電
極3,金属電極4,絶縁層5が形成された透明基板2を
保持させ固定させる。そして、基板枠20におけるガイ
ド穴24に設けられたガイドピン25に、ガイド穴15
を挿入することで基板枠20に対して蒸着マスク13を
装着する。この状態では、蒸着マスク13のマスク穴1
4は、第1色目、例えば赤色の発光色を得る有機層を形
成する領域(絶縁層5間の間隔a1,a2,a3,…,
an及びその両側の絶縁層5の一部にオーバーラップし
た領域)に位置合わせされる。即ち、蒸着マスク13の
ガイド穴15とマスク穴14との位置関係は、上記の位
置合わせが可能なように予め設定されている。
【0018】次に、上記のように透明基板2及び蒸着マ
スク13を装着した基板枠20を真空蒸着装置内にセッ
トして、各蒸着工程を行う。図4は、例えば赤色発光用
の積層体を形成するために、TPD(トリフェニルジア
ミン誘導体)を主体とするホール輸送層6を一層目とし
て蒸着した状態を示している。この場合、TPDの蒸気
16はマスク穴14を介して、絶縁層5間の間隔a1,
a2,a3,…,an及びその両側の絶縁層5の一部に
オーバーラップした領域に積層する。
【0019】引き続いて、蒸着マスク13はそのままの
状態で、Alq3(トリス−(8−ヒドロキシキノリ
ン)アルミニウム)とDCM(4−ジシアノメチレン−
6−(p−ジメチルアミノスチリル)−2−メチル−4
H−ピラン)を主体とする電子輸送層7及びアルミニウ
ムの電極8をこの順でホール輸送層6に対して積層して
蒸着し、赤色発光用の積層体を形成する。
【0020】こうして領域a1,a2,a3,…,an
に第1色目の積層体を形成した後、蒸着マスク13の位
置合わせを変更して、第2色目の積層体の形成に移る。
この際、蒸着マスク13は、第2色目の位置合わせに対
応するように上記の蒸着マスク13に別の位置設定がな
されたガイド穴を設けたものを使用してもよいし、第2
色目の積層体形成に対応するマスク穴とガイド穴との位
置関係を有する新たな蒸着マスクを使用してもよい。そ
して、図5に示すように、領域a1,a2,a3,…,
anと隣接する領域b1,b2,b3,…bnにマスク
穴14を位置させて、上記TPDを主体とするホール輸
送層6を蒸着させる。これに引き続いて、Alq3を主
体とする電子輸送層及びAl電極を順次蒸着して(図示
省略)、緑色発光用の積層体を形成する。
【0021】更には、上記と同様に蒸着マスクの位置合
わせを変更して、上記TPDを主体とするホール輸送
層、Zn(oxz)2(2−(o−ヒドロキシフェニ
ル)−ベンズオキサゾールの亜鉛錯体)を主体とする電
子輸送層及びAl電極を蒸着し、青色発光用の積層体を
形成する(図示省略)。これによって、図6及び図7に
示したような有機EL素子を形成することができる。
【0022】上記の実施例によると、クランプ機構23
を有する基板枠20を用いて、透明電極3及び絶縁層5
が形成されている透明基板2が位置合わせされて固定さ
れ、ガイドピン25を用いてこの基板枠20と蒸着マス
ク13との位置合わせを行うもので、予め設定された蒸
着マスク13におけるガイド穴15にガイドピン25を
挿入するという極めて簡易な工程で被蒸着対象である透
明基板2と蒸着マスク13との位置合わせが完了する。
また、透明基板2と蒸着マスク13との位置合わせの変
更も同様に極めて簡易に行うことができる。したがって
この実施例によると、大掛かりな位置合わせ機構は不要
であり、また、短時間で蒸着マスクの位置合わせ作業を
行うことが可能になる。
【0023】上記実施例においては、蒸着マスクとして
ストライプ状のマスク穴を有するものを用い、フルカラ
ーディスプレイとして用いる有機EL素子について説明
したが、本発明の特徴は、蒸着マスクと被蒸着対象であ
る基板の位置合わせをガイドピンで行うことが最も特徴
的な技術思想であり、この技術思想の範囲内で各種の変
更が可能である。例えば、有機EL素子は、モノカラー
用のディスプレイに適用するものであってもよいし、文
字板等の光源に用いるものであってもよい。
【0024】
【発明の効果】本発明による有機EL素子の製造方法
は、上記のように構成されるので、大掛かりなマスク位
置合わせ機構による多大な設備投資を不要にし、更に
は、マスクの位置合わせ作業を迅速に行うことで生産性
の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る有機EL素子の製造方
法に用いられる基板枠を示す説明図。
【図2】図1におけるA−A断面図。
【図3】本発明の実施例に係る有機EL素子の製造方法
を示す説明図。
【図4】本発明の実施例に係る有機EL素子の製造方法
を示す説明図。
【図5】本発明の実施例に係る有機EL素子の製造方法
を示す説明図。
【図6】カラーディスプレイとして構成するための有機
EL素子を示した平面図。
【図7】図6のX−X断面図。
【図8】有機EL素子によりカラーディスプレイを構成
する概念図。
【符号の説明】
1 有機EL素子 2 透明基板 3 透明電極 4 金属電極 5 絶縁層 6 ホール輸送層 7 電子輸送層 8 電極 9 保護層 10 発光界面 11 制御回路 12 輝度信号回路 13 蒸着マスク 14 マスク穴 15 ガイド穴 16 蒸気 20 基板枠 21 開口 22 枠体 23 クランプ機構 23A バネ 23B クランプ 24 ガイド穴 25 ガイドピン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 クランプ機構を有する基板枠により、基
    板と該基板枠との位置合わせを行い該基板を固定する工
    程と、有機EL素子を形成する各層の蒸着工程に先だっ
    て、ガイドピンを用いて上記基板枠と蒸着マスクの位置
    合わせを行う工程とを有することを特徴とする有機EL
    素子の製造方法。
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