JP2004265805A

JP2004265805A - 有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法

Info

Publication number: JP2004265805A
Application number: JP2003056553A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Suzuki; 一雄鈴木
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-03-04
Filing date: 2003-03-04
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】有機ＥＬ素子を構成する有機層のうちの蒸着層の材料である蒸発材料の連続供給が可能で、且つ蒸発材料の飛散も防止される有機ＥＬ素子の製造方法を提供すること。
【解決手段】基板上に少なくとも陽極、発光層を含む有機層、及び陰極とが積層されてなり、前記有機層の中に真空蒸着法にて形成される蒸着層が少なくとも１層含まれる有機ＥＬ素子の製造方法であって、蒸着層の材料である蒸発材料を耐熱性媒体にコーティングしておき、真空蒸着装置内にて前記耐熱性媒体にコーティングされた蒸発材料を加熱して蒸発させ、前記蒸着層を物理的に成膜する。有機層の中に含まれる蒸発層の材料である蒸発材料を耐熱性媒体にコーティングしておいてから真空蒸着装置内に供給するので、材料の飛散による真空槽内の汚染がなく、真空中での材料の連続供給が可能になり、すなわち連続生産が可能になる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は光源や平面ディスプレイに好適に使用できる有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶ディスプレイに代わる表示素子として有機エレクトロルミネセンス素子（以下、有機ＥＬ素子と称する）が注目されている。有機ＥＬ素子は自発光であるためバックライトが不要で薄型軽量、広視野角、高コントラスト、高速応答であり、さらに低消費電力という点でディスプレイとして非常に優れた特徴を持つ。
【０００３】
図４は従来の有機ＥＬ素子の断面模式図である。３１は後述のガラス基板１にスパッタリング又は電子ビーム（ＥＢ）蒸着等により薄膜形成された透明電極よりなる陽極、３２は有機化合物から形成され陽極３１から注入される正孔を輸送する正孔輸送能を有する正孔輸送層、３３は可視領域に蛍光を有する成膜性が良い蛍光体である有機化合物から形成された発光層で、注入された正孔と電子の再結合が行われて発光する。３４はＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ等の仕事関数の低い陰極で、電子を発光層３３に注入する。正孔輸送層３２から陰極３４までは、一般的にガラス基板１上に抵抗加熱蒸着法やＥＢ加熱蒸着法等の真空薄膜形成技術を用いて形成される。各層の膜厚は、正孔輸送層３２及び発光層３３が数十ｎｍ、陰極３４が１００〜３００ｎｍ程度に形成される。
【０００４】
ここで、従来の有機ＥＬ素子の各層の代表的な材料としては、陽極３１としては、組成がＩｎ，Ｓｎ，Ｏからなる酸化錫をドープした酸化インジウム（以下ＩＴＯと称す）、正孔輸送層３２としては、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン（以下ＴＰＤと称す）、発光層３３としては、トリス（８−ヒドロキシキノリン）アルミニウム（以下Ａｌｑ_３と称す）、陰極３４としてはＡｌとＬｉの合金が用いられる。この材料の構成では、有機ＥＬ素子の発光色は緑色となる。その他の構成としては、正孔輸送層３２のない、有機層が発光層３３のみの構成や、陰極３４と発光層３３の間に電子輸送層を挿入する構成も見られる。
【０００５】
そして陽極となる透明電極と陰極に数Ｖの直流電圧を印加することにより陽極からホール、陰極から電子が注入され、発光層でこれらが再結合し発光する。
【０００６】
有機ＥＬ素子の製造方法は前述したように真空蒸着法が一般的であり、例えば図３に示すような真空蒸着装置を用いて作製される。図３中、この真空蒸着装置１００は真空ポンプ２１に連結された真空槽６を有し、この真空槽６の下部には蒸発材料５２が充填された蒸着容器８が配設されている。蒸着容器８はタングステン、モリブデンなどの高抵抗金属からなり、蒸着時には不図示の電源から供給される電流により加熱される。
【０００７】
一方、真空槽６の上部には基板ホルダー２があり、蒸着膜を成膜すべき基板１が基板ホルダー２の上に配置される。基板１の下には有機ＥＬ素子の画素に応じた蒸着マスク３が配置される。さらに、蒸着マスク３の下には蒸発材料の蒸気を遮るためのシャッター４が設けられる。
【０００８】
この真空蒸着装置１００を用いて基板１上に蒸着を行う場合には、真空槽６内の真空排気を行い、シャッター４を閉じた状態で蒸着容器８に通電し蒸発材料５２を所定の温度に加熱する。
【０００９】
そして蒸発材料が所定の温度に達して所要の蒸発量が得られた後にシャッター４を開き、所定の析出速度で基板１上に所定の厚みの蒸着膜を形成し、再びシャッター４を閉じる。
【００１０】
ここで、１台の真空蒸着装置で全積層膜を形成する場合には真空槽６の中には使用する材料分の蒸着容器が配設され、それぞれの蒸着容器に所定の蒸発材料が充填される。そして蒸着容器への通電を切り替えながら各層を積層していく。また１台の真空蒸着装置で１層を形成する場合には積層数分の真空蒸着装置を連結し、１層成膜するごとに次の真空蒸着装置に基板を移していく。
【００１１】
特に真空蒸着装置１００が量産装置の場合は蒸着容器への通電切り替え時の温度調整に伴う時間を削減するために一般的に１つの真空槽には１層分の蒸着容器が配設される。つまり単一材料からなる層であれば１つの蒸着容器、ホスト材料とドープ材料の共蒸着層であれば各材料別に２つの蒸着容器が用意される。そして各層毎に真空槽が用意され、それらはロードロック室を介して連結され、基板１は積層される各層順に対応する真空槽を順次移送される。蒸着容器は常に通電されているため蒸発材料は常時蒸発しており、基板交換時にはシャッターを閉じて基板１上の所定外の場所に蒸発材料が付着することを防ぐ。
【００１２】
しかしここで蒸着容器中の蒸発材料が無くなったら真空槽６を大気に開放して蒸発材料を充填することが必要になり、連続生産時の大きな障害となる。これは真空槽６を大気に曝すと大気中の水分が真空槽の内壁に付着し、真空槽を再び排気しても必要な真空度に達するのに時間がかかってしまうからである。
【００１３】
ここで蒸着容器の容量を増やせば蒸発材料の充填回数を減らす事ができるが、蒸着容器が大型化すると温度制御が難しくなったり、温度分布ができたりして均一な蒸着膜の形成が困難になってくる。真空槽を大気開放せずに蒸発材料を連続供給出来ることが望ましいが、有機ＥＬ素子を構成する有機物蒸発材料は通常粉体であるため、飛散しないように供給することが困難であり、万一飛散した場合はその粒子が基板上に付着し画素欠陥の原因ともなる。
【００１４】
特開２０００−２２３２６９号公報（特許文献１）記載の薄膜形成装置は真空槽の中に蒸発材料を加熱する加熱源とこれに着脱自在の蒸着容器であるルツボを備え、真空槽に付属設置された材料供給室でルツボに蒸発材料を充填しこれを真空槽内に自動搬送することで有機薄膜を連続的に生産できるとしている。
【００１５】
【特許文献１】
特開２０００−２２３２６９号公報
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記特許文献１においては、粉体である有機材料の具体的な供給方法の記載が十分ではなく、上記のような粉体の飛散により生ずる問題を十分に解決しているものとはいえなかった。
【００１７】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、有機ＥＬ素子を構成する有機層のうちの蒸着層の材料である蒸発材料の連続供給が可能で、且つ蒸発材料の飛散も防止される有機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。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための解決手段は以下の通りである。
【００１９】
〔解決手段１〕
基板上に少なくとも陽極、発光層を含む有機層、及び陰極とが積層されてなり、前記有機層の中に真空蒸着法にて形成される蒸着層が少なくとも１層含まれる有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法であって、
蒸着層の材料である蒸発材料を耐熱性媒体にコーティングしておき、
真空蒸着装置内にて前記耐熱性媒体にコーティングされた蒸発材料を加熱して蒸発させ、前記蒸着層を物理的に成膜することを特徴とする。
このような方法によれば蒸発材料は耐熱性媒体の表面に固着されているため、真空槽内に蒸発材料を供給する際に発塵することがなく、周囲を汚染せずに迅速に蒸発材料の供給が出来る。したがって蒸発材料の連続供給が可能になり生産性、材料使用効率が向上する。
【００２０】
〔解決手段２〕
前記耐熱性媒体が発熱体であることを特徴とする解決手段１に記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
【００２１】
このような方法によれば耐熱性媒体自体が発熱するために耐熱性媒体表面にコーティングされた蒸発材料が均一に加熱され、膜質の安定した有機ＥＬ素子が形成される。
【００２２】
〔解決手段３〕
前記耐熱性媒体には１回の成膜工程に必要な量の蒸発材料がコーティングされていることを特徴とする解決手段１又は２に記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
【００２３】
このような方法によれば有機ＥＬ素子の連続生産においても蒸発材料を蒸発させ続けることなく、基板ごとに必要な材料を供給する事が出来、材料使用効率が向上する。また、材料の滞留がないために被加熱時間が少ないうえに一定であり、膜質の安定した有機ＥＬ素子が形成される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
まず初めに、本発明の製造方法により作製される有機ＥＬ素子の構造を模式的に表した図４に基づき説明する。
【００２５】
基板１は本発明の有機ＥＬ素子の支持体となるものであり、石英やガラスの板、金属板や金属箔、樹脂製のフィルムやシートなどが用いられるが、ガラス板や、ポリエステル、ポリメチルメタアクリレート、ポリカーボネート、ポリサルホンなどの透明樹脂製の基板が好ましい。
【００２６】
基板１上には仕事関数の比較的大きな金属や導電性金属酸化物からなる陽極３１が設けられ、通常、インジウム及び／またはスズの酸化物、亜鉛の酸化物、インジウム及びガリウムの酸化物、インジウム及びマグネシウムの酸化物等により構成される。陽極３１の厚みは特に制限は無いが、透明性が必要とされる場合は、可視光の透過率を６０％以上、好ましくは８０％以上とすることが望ましく、この場合、金属酸化物での厚みは、通常、５〜１０００ｎｍ、好ましくは１０〜５００ｎｍ程度である。金属酸化物の膜を基板に形成する方法としては、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、印刷方式、コーティング方式、化学蒸着法等が挙げられる。
【００２７】
陽極３１の上には、有機層が積層される。図４に示す形態においては、有機層は正孔輸送層３２／発光層３３の２層構造であるが、その他、正孔輸送層／発光層／電子輸送層、発光層／電子輸送層、以上の組合わせ物質を一層に混合した形態等のいずれであってもよく、さらに正孔注入層、電子注入層など他の層を設けても良い。
【００２８】
陽極３１の上に形成される正孔輸送層３２としては、正孔の移動度が大きくさらに安定性に優れた材料が好ましく、例えば、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）−４，４’−ジアミン（ＴＰＤ）などのトリフェニルアミン類、Ｎ−イソプロピルカルバゾ−ルなどの３級アミン類、ピラゾリン誘導体、スチルベン系化合物、ヒドラゾン系化合物、オキサジアゾール誘導体やフタロシアニン誘導体に代表される複素環化合物、ポリマー系では前記単量体を側鎖に有するポリカーボネートやスチレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリシランなどが使用できるが、特に限定されるものではない。正孔輸送層３２の上には発光層３３が積層されているが、発光層３３の材料としては主に以前から発光体として知られていたアントラセンやピレン、８−ヒドロキシキノリンアルミニウムの他にも、例えば、ビススチリルアントラセン誘導体、テトラフェニルブタジエン誘導体、クマリン誘導体、オキサジアゾール誘導体、ジスチリルベンゼン誘導体、ピロロピリジン誘導体、ペリノン誘導体、シクロペンタジエン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾロピリジン誘導体、ポリマー系では、ポリフェニレンビニレン誘導体、ポリパラフェニレン誘導体、そして、ポリチオフェン誘導体などが使用できる。また発光層に添加するドーパントとしては、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン６６０、ＤＣＭ１、ペリノン、ペリレン、クマリン５４０などが使用できる。
【００２９】
各層の膜厚としては通常５〜２００ｎｍ、好ましくは１０〜１００ｎｍであり、成膜方法としては真空蒸着法が好適であるが、その他塗布法を用いることも出来る。但し、本発明の製造方法を実施するために、有機層の中に少なくとも１層の真空蒸着法にて形成される蒸着層が含まれている必要がある。尚、この蒸着層の形成方法については後に詳述する。
【００３０】
続いて有機層の上に陰極３４を形成する。陰極は電子輸送層への電子の注入性が容易であるように仕事関数の低い金属を用いるのが好ましく、例えばＡｌ、Ｉｎ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｃａ、Ｂａ、Ｌｉ等の金属を単体で使用してもまたは安定性を高めるために他の金属との合金として使用しても良い。
【００３１】
〔実施形態１〕
次に本発明の第１の実施形態を図１に基づき説明する。
【００３２】
図１は本発明による有機ＥＬ素子の製造方法を実施するために好適に使用される真空蒸着装置の概略図であり、例えば図４に示すような２層構成の有機ＥＬ素子を連続的に生産することのできる真空蒸着装置を示している。
【００３３】
真空蒸着装置１００は、真空槽６、材料供給室１３、材料準備室１４からなり、それぞれ真空ポンプ２１、２２、２３が接続されて真空に保持される。
【００３４】
真空槽６の下部には蒸着容器８が蒸発材料の種類と同数配設されている。蒸着容器８はタングステン、モリブデンなどの高抵抗金属からなり、蒸着時には不図示の電源から供給される電流により加熱される。蒸着容器８には蒸気流出穴の開いた蒸着容器蓋９がかぶせられ、蒸着容器８および蓋９はともに蒸着容器保持部７に保持される。蒸着容器蓋９の開閉手段および蒸着容器保持部に保持する方法には特に制限はないが、例えば蒸着容器蓋９は横方向にスライドし、蒸着容器保持部７は図１の７ａのように可倒式とすれば自動化が容易である。
【００３５】
蒸発材料がコーティングされた耐熱性媒体５０や陰極材料３５等は、所定の蒸着容器８に供給される。耐熱性媒体５０は蒸発材料の蒸発温度以上の耐熱温度をもつ材質であれば特に限定されるものでなく、蒸発温度においてガスの発生などが無いタングステン、モリブデン、アルミニウム、鉄、銅などの金属やＳｉＯ_２、ＳｉＣ、ＳｉＮなどのセラミックが好ましく用いられる。またその形状も特に限定されるものではなく、板、ブロック、ワイヤー、コイルなどが使用でき、表面積を大きくするために溝、穴、波型形状を有していても良い。
【００３６】
耐熱性媒体５０には、前述した有機層の材料のうち、蒸着層として本発明の製造方法を使用して形成する層の蒸発材料をコーティングしておく。コーティングは、蒸発材料を一度液化してから耐熱性媒体に塗布し、それを乾燥あるいは冷却固化することにより行うのが簡便で好ましい。
【００３７】
蒸発材料の液化の方法としては限定されるものではなく、加熱溶融や溶媒に溶解させるなどの方法を用いることができる。溶媒に溶解させる場合、用いる溶媒としては蒸発材料を溶解せしめるものであれば特に限定されるものではなく、例えばクロロホルム、トルエン、キシレン、ジオキサンなどの有機溶媒を蒸発材料に応じて選択すれば良い。コーティング方法も特に限定されるものではなく、スプレー、ディッピング、スピンコート、塗布、滴下などの方法を用いる事が出来、また耐熱性媒体全面がコーティングされても一部分がコーティングされていても良い。
【００３８】
蒸発材料をコーティングし、乾燥あるいは冷却固化された耐熱性媒体５０や陰極材料３５の小片は、材料ケース１５、１６、１７に整列され、材料準備室１４に搬入される。図１においては、材料ケース１５、１６には耐熱性媒体５０が収められており、材料ケース１７には陰極材料３５が収められている。材料供給室１３と材料準備室１４はロードロック室１２を介して接続されているため、材料供給室１３内の真空を破壊せずに蒸発材料がコーティングされた耐熱性媒体を外部から材料準備室１４内へ、また材料準備室１４から材料供給室１３内へと供給することができる。そして、耐熱性媒体５０が並べられた材料ケースは材料準備室１４から材料供給室１３に移送し待機状態としておく。こうして材料供給室１３には材料ケース１５〜１７に整列された有機ＥＬ素子の構成材料をそれぞれ用意しておく。
【００３９】
また蒸着容器保持部７は蒸着容器８に通電する電気接点を兼ねており、不図示の電流コントローラに接続されている。
【００４０】
真空槽６の上部には基板ホルダー２があり、蒸着膜を成膜すべき基板１が基板ホルダー２の上に配置される。基板１の下には有機ＥＬ素子の画素や陰極パターンに応じた蒸着マスク３が配置される。さらに、蒸着マスク３の下には蒸発材料の蒸気を適時遮るための、開閉自在なシャッター４が設けられている。
【００４１】
基板１上に蒸着層を形成するにあたり、真空槽６及び材料供給室１３内は真空ポンプによって排気され真空に保たれている。一般に有機ＥＬ素子の作製には１０^−３〜１０^−７Ｐａ程度の真空度が必要とされる。材料ケース１５に並べられた耐熱性媒体５０は材料供給ロボット１０により材料供給室１３から真空槽６内に搬送され、蒸着容器８に投入される。この際、材料供給室１３と材料準備室１４とはロードロック室１２により接続されているため、材料供給室１３から真空槽６内に耐熱性媒体を搬送するときには、真空状態を解除する必要がない。即ち、本発明の製造方法を使用すれば、有機ＥＬ素子製造中に蒸着材料供給のために真空状態を解除する必要があるのは外部から材料準備室１４内に蒸着材料がコーティングされた耐熱性媒体５０を供給するときの材料準備室１４のみとなり、真空形成のために蒸着工程を中断する必要がなく連続的に行うことができる。尚、このことは使用済みの耐熱性媒体の搬出についても同様である。
【００４２】
蒸着容器８は蒸着材料の蒸発温度に近い温度まで加熱されていることが好ましく、耐熱性媒体投入後、蒸着容器蓋９が閉じられ、さらにロードロック室１１が閉じられる。そして蒸発材料を蒸発温度まで昇温し、所定の蒸着速度に達したらシャッター４を開け成膜を開始する。基板上に所定の膜厚の蒸着層が形成されたらシャッターを閉じ、温度を下げ、材料供給ロボット１０により使用後の耐熱性媒体を取り出す。そしてこの耐熱性媒体を材料供給室１３に搬出し、次に積層する材料がコーティングされた耐熱性媒体を蒸着容器８に投入し同様に蒸着を行う。ここで耐熱性媒体にコーティングする蒸発材料の量を１回成膜するに必要な分にしておけば材料の無駄が無く好ましい。また、有機ＥＬ素子の構成が単一層の積層であれば蒸着容器８は１つでも順次材料を入れ替えて有機ＥＬ素子の作製は可能であるが、例えば発光層がホスト材料とドーパントの共蒸着によって形成される場合には蒸着容器８は少なくとも２つ用意しておくことが好ましい。これは材料の混入を避けるために、材料別に蒸着容器８が用意されていることが好ましいためである。
【００４３】
陰極は通常金属であるため、陰極材料は耐熱性媒体にコーティングしておく必要はなく、板やワイヤー状のものを蒸着容器に投入すれば良い。
【００４４】
また本実施形態においては１つの真空蒸着装置を使用しての連続生産について述べたが、材料別に真空蒸着装置を用意すれば大量生産に好適であり、この場合は基板の交換時に蒸発材料の供給を行うことが生産性の点から好ましい。
【００４５】
〔実施形態２〕
続いて本発明の第２の実施形態を図２に基づき説明する。尚、本形態において使用する真空蒸着装置は、真空槽６が図２に示す形態である以外は図１と同様のものである。即ち、本実施形態は耐熱性媒体５１が発熱体であり、該耐熱性媒体５１を直接蒸着容器保持部７に取り付けること以外は上記第１の実施形態と同じ製造方法である。
【００４６】
高抵抗体からなる耐熱性媒体５１に蒸着容器保持部７から通電することによりその抵抗加熱により耐熱性媒体５１自身が発熱する。耐熱性媒体５１に用いる材質としては、通電等の発熱手段により発熱するものであれば制限はなく、タングステン、モリブデン、タンタル、白金などの高融点金属が好ましく、その形状にも制限はなく、板、ブロック、ワイヤー、コイルなどが使用でき、表面積を大きくするために溝、穴、波型形状を有していても良い。耐熱性媒体５１には蒸発材料が前述した方法によりコーティングされており耐熱性媒体の発熱により蒸発材料が蒸発し、基板上に成膜される。またここで、発熱手段としては前述した通電による抵抗加熱の他、耐熱性媒体を鉄やニッケルなどの磁性体で形成し、真空槽内に設けたコイルに高周波電流を流して電磁誘導加熱で発熱させるなどの方法を用いても良い。
【００４７】
【実施例】
（実施例１）
以下に本発明の実施例を説明する。図１に示す真空蒸着装置を用いて図４に示す構成の有機ＥＬ素子を作成した。具体的な素子構成は陽極としてＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）、正孔輸送層としてＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰＤ）、発光層として８−ヒドロキシキノリンアルミニウム（Ａｌｑ_３）、陰極４としてＡｌ−Ｌｉ合金である。
【００４８】
まず有機蒸発材料を耐熱性媒体にコーティングしておいた。本実施例においては、図５に示すように耐熱性媒体５０として凹形状を有する厚み２ｍｍの清浄なアルミニウム板を用いた。そして正孔輸送材料であるＴＰＤをクロロホルムに溶解させ、この溶液を耐熱性媒体５０の凹部に滴下し乾燥させた。このとき乾燥後のＴＰＤ重量は１００ｍｇであった。
【００４９】
発光層材料のＡｌｑ_３についても同様にして耐熱性媒体上にコーティングし、このとき乾燥後のＡｌｑ_３の重量は１００ｍｇであった。
【００５０】
そしてこれらの有機蒸発材料がコーティングされた耐熱性媒体と陰極材料のＡｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム合金：Ｌｉ濃度約１ｍｏｌ％）の小片を材料供給室１３にセットした。
【００５１】
続いて有機ＥＬ素子作製工程を図１を用いて説明する。
【００５２】
基板１としては、６０ｍｍ□の無アルカリガラスにＩＴＯを０．４５ｍｍ幅のストライプ状にパターニングしたＩＴＯ基板を用いた。ＩＴＯはスパッタ法で成膜されたものでそのシート抵抗値は１５Ω／□である。
【００５３】
真空槽６は１×１０^−５Ｐａまで減圧されており、ＩＰＡで超音波洗浄した後ＵＶ／Ｏ_３処理された基板１が不図示のロードロック室から搬送され、基板ホルダー２にセットされる。基板ホルダー下の蒸着マスク３は陰極のストライプパターンが形成されており、不図示の水平方向の回転手段にて基板下の外側に待避している。さらにその下のシャッター４は基板下に位置し基板への成膜開始まで蒸発材料の蒸気から基板を遮蔽している。
【００５４】
タングステンからなる蒸着容器８及び蓋９は蒸発材料ごとに用意され、本実施例においては正孔輸送層、発光層、陰極の３個の蒸着容器がそれぞれ第１の蒸着容器、第２の蒸着容器、第３の蒸着容器として並列に配設されている。蒸着容器８および蓋９は通電されることにより発熱しその熱により蒸発材料が蒸発する。
【００５５】
そして各有機蒸発材料がコーティングされた耐熱性媒体と陰極材料を材料供給室１３から真空槽６に供給し、各蒸着容器にセットする。
【００５６】
その後まず第１の蒸着容器の温度をＴＰＤの蒸発温度まで上げ、蒸着速度が０．１ｎｍ／ｓで安定したらシャッター４を開け、２０ｎｍ成膜したところでシャッターを閉じ、蒸着容器への通電を止める。続けて第２の蒸着容器の温度をＡｌｑ_３の蒸発温度まで上げ、蒸着速度が０．１ｎｍ／ｓで安定したらシャッター４を開け、４０ｎｍ成膜したところでシャッターを閉じ、蒸着容器への通電を止める。さらに第３の蒸着容器の温度をＡｌの蒸発温度まで上げ、蒸着速度が０．１ｎｍ／ｓに達したらシャッター４を開け、１００ｎｍ成膜したところでシャッターを閉じ、蒸着容器への通電を止める。
【００５７】
そして真空蒸着装置から基板１を取り出し、窒素雰囲気下で封止カバーを接着して有機ＥＬ素子を得た。ここで本実施例の製造方法によれば材料供給時に真空を破る必要が無いために、すぐに次の有機ＥＬ素子の作製にとりかかる事が出来る。
【００５８】
この様にして作製した有機ＥＬ素子を外部回路に接続し、直流１０Ｖを印加したところ、平均輝度は１００ｃｄ／ｍ^２で画素欠陥は１００画素中１個所だけであった。
【００５９】
（実施例２）
本例は、真空槽６として図２に示したものを使用し、耐熱性媒体５１は抵抗発熱体であるφ１ｍｍのタングステンの線材をコイル状に形成したものとし、これに蒸発材料をコーティングしたこと以外は実施例１と同様である。蒸発材料のコーティングは、正孔輸送材料であるＴＰＤをクロロホルムに溶解させ、この溶液中に耐熱性媒体５１を浸漬させて引き上げ、乾燥させた。このとき乾燥後のＴＰＤ重量は１００ｍｇであった。
【００６０】
同様にして発光層材料のＡｌｑ_３についても耐熱性媒体５１上にコーティングし、このとき乾燥後のＡｌｑ_３の重量は１００ｍｇであった。
【００６１】
そしてこれらの有機蒸発材料がコーティングされた耐熱性媒体５１と陰極材料のＡｌ−Ｌｉ（アルミニウム−リチウム合金：Ｌｉ濃度約１ｍｏｌ％）の小片を材料供給室１３にセットした。
【００６２】
続いて有機ＥＬ素子作製工程を図１及び図２に基づき説明する。
【００６３】
基板１としては、６０ｍｍ□の無アルカリガラスにＩＴＯを０．４５ｍｍ幅のストライプ状にパターニングしたＩＴＯ基板を用いた。ＩＴＯはスパッタ法で成膜されたものでそのシート抵抗値は１５Ω／□である。
【００６４】
真空槽６は１×１０^−５Ｐａまで減圧されており、ＩＰＡで超音波洗浄した後ＵＶ／Ｏ_３処理された基板１が不図示のロードロック室から搬送され、基板ホルダー２にセットされる。基板ホルダー下の蒸着マスク３は陰極のストライプパターンが形成されており、不図示の水平方向の回転手段にて基板下の外側に待避している。さらにその下のシャッター４は基板下に位置し基板への成膜開始まで蒸発材料の蒸気から基板を遮蔽している。
【００６５】
真空槽６内には陰極材料用の蒸着容器及び第１、第２の蒸着容器保持部が並列して配設されており、ＴＰＤがコーティングされた第１の耐熱性媒体５１とＡｌｑ_３がコーティングされた第２の耐熱性媒体５１はそれぞれ蒸着容器保持部７に固定後通電されることにより耐熱性媒体５１が直接発熱し、コーティングしてある蒸発材料が蒸発する。またタングステンからなる陰極材料用の蒸着容器８および蓋９は通電されることにより発熱しその熱により陰極材料が蒸発する。
【００６６】
第１の耐熱性媒体５１、第２の耐熱性媒体５１、陰極材料のＡｌ−Ｌｉ合金の小片を材料供給室１３から真空槽６内へセットした。
【００６７】
まず第１の耐熱性媒体５１の温度をＴＰＤの蒸発温度まで上げ、蒸着速度が０．１ｎｍ／ｓで安定したらシャッター４を開け、２０ｎｍ成膜したところでシャッターを閉じ、耐熱性媒体５１への通電を止める。続けて第２の耐熱性媒体５１の温度をＡｌｑ_３の蒸発温度まで上げ、蒸着速度が０．１ｎｍ／ｓで安定したらシャッター４を開け、４０ｎｍ成膜したところでシャッターを閉じ、耐熱性媒体５１への通電を止める。さらに陰極用蒸着容器の温度をＡｌの蒸発温度まで上げ、蒸着速度が０．１ｎｍ／ｓに達したらシャッター４を開け、１００ｎｍ成膜したところでシャッターを閉じ、蒸着容器への通電を止める。
【００６８】
そして真空蒸着装置から基板１を取り出し、窒素雰囲気下で封止カバーを接着して有機ＥＬ素子を得た。この様にして作製した有機ＥＬ素子を外部回路に接続し、直流１０Ｖを印加したところ、平均輝度は１２０ｃｄ／ｍ^２で画素欠陥は１００画素中１個所だけであった。
【００６９】
（比較例）
真空蒸着装置外部で蒸発材料を電子天秤で秤量し蒸着容器８へ充填した以外は実施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製した。この様にして作製した有機ＥＬ素子を外部回路に接続し、直流１０Ｖを印加したところ、平均輝度は９５ｃｄ／ｍ^２で画素欠陥は１００画素中５個所見られた。また続けて有機ＥＬ素子を作製するにあたり大気中にて真空蒸着装置１００を開放して蒸発材料を充填した蒸着容器８をセットしなおしたが、再度真空引きを開始したところ当初の蒸着開始真空度である１×１０^−５Ｐａに達するのに３時間を要した。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、有機層の中に含まれる蒸発層の材料である蒸発材料を耐熱性媒体にコーティングしておいてから真空蒸着装置内に供給するので、材料の飛散による真空槽内の汚染がなく、真空中での材料の連続供給が可能になり、すなわち連続生産が可能になる。また基板１枚ごとに成膜するに必要な分だけの蒸発材料を供給できるため、材料の使用効率が向上する。このように材料効率、生産効率ともに優れた有機ＥＬ素子の製造方法を実現する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の有機ＥＬ素子の製造方法を実施するために好適に使用される真空蒸着装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態２において用いる真空槽を示す概略図である。
【図３】従来の有機ＥＬ素子の製造方法を説明するための真空蒸着装置の概略図である。
【図４】有機ＥＬ素子の構成の一例の概略を表す側断面図である。
【図５】実施例１において用いた耐熱性媒体の側断面図である。
【符号の説明】
１透明基板
２基板ホルダー
３蒸着マスク
４シャッター
６真空槽
７蒸着容器保持部
８蒸着容器
９蒸着容器蓋
１０材料供給ロボット
１１、１２ロードロック室
１３材料供給室
１４材料準備室
１５，１６，１７材料ケース
２１，２２，２３真空ポンプ
３１透明電極
３２正孔輸送層
３３発光層
３４陰極
３５陰極材料
３６電源
５０，５１耐熱性媒体
５２，５３蒸発材料
１００真空蒸着装置

Claims

基板上に少なくとも陽極、発光層を含む有機層、及び陰極とが積層されてなり、前記有機層の中に真空蒸着法にて形成される蒸着層が少なくとも１層含まれる有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法であって、
蒸着層の材料である蒸発材料を耐熱性媒体にコーティングしておき、
真空蒸着装置内にて前記耐熱性媒体にコーティングされた蒸発材料を加熱して蒸発させ、前記蒸着層を物理的に成膜することを特徴とする有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。