JP2005019090A

JP2005019090A - Organic electroluminescence display device, method and device for manufacturing it and electronic apparatus provided with the organic electroluminescence

Info

Publication number: JP2005019090A
Application number: JP2003179885A
Authority: JP
Inventors: Toshiko Hosoda; 登志子細田; Shinichi Yotsuya; 真一四谷
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-06-24
Filing date: 2003-06-24
Publication date: 2005-01-20

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method by vapor deposition with uniform in-plane thickness distribution, stable deposition rate and suppressed abnormal vapor deposition in forming a thin film constituting each layer of an organic EL element by vapor deposition. <P>SOLUTION: This manufacturing method for the organic electroluminescence display device forms the thin film which serves as the organic electroluminescent element by vapor deposition. Crucibles 2 each housing the same vapor deposition material are disposed in two or more position in a vacuum vessel 1 of a vapor deposition device, and the vapor deposition material of each crucible 2A is deposited on a substrate 5 to manufacture the organic electroluminescence display device. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に有機エレクトロルミネッセンス（有機電界発光。以下、有機ＥＬという）表示装置の表示部分（パネル）に構成される有機ＥＬ素子の正孔輸送層、発光層等を成膜するときに使用される蒸着方法を用いた有機ＥＬ表示装置及びその製造方法、有機ＥＬ表示装置を備えた電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
有機ＥＬ表示装置の製造は、従来、有機ＥＬ素子となる蒸着材料を抵抗加熱式真空蒸着装置にて、基板に蒸着することで薄膜を形成し、その表示部分（パネル）を作製していた。装置の真空容器内の底部に蒸着材料を収容する蒸着用ルツボ（以下、単にルツボという）を配置する。真空容器内上部には、蒸着により有機ＥＬの薄膜が形成される基板がルツボと向き合って設けられており、基板とルツボとの間には、基板の所定位置だけに蒸着材料が蒸着されるようにマスクが設けられている。ここで、基板直下にルツボを設けると、蒸着材料がルツボ直上部分に蒸着され、この部分の膜が厚くなるため、ルツボは真空容器内の底部の基板直下でない部分に配置される。そして、その配置による蒸着の偏りを防止し、基板の面内膜厚分布を良くし、膜厚の均一性を確保するため、蒸着時に基板を回転させる回転機構（以下、回転部という）が設置されている。そして、蒸着はルツボを加熱し、蒸着材料を蒸発させて行うが、ルツボの加熱温度を上げることにより蒸着速度を上げて生産性（量産性）の確保も図っている。
【０００３】
また、特にフルカラーの有機ＥＬ表示装置の製造する場合、ＲＧＢそれぞれの有機ＥＬ素子を形成するためにドーピングと呼ばれる共蒸着法を用いて色度及び輝度の最適化を図っている。これは発光層の主要な蒸着材料となるホスト材料中に、ある割合で発光中心のゲスト材料（ドーパント）を混入する方法である。ゲスト材料は、蛍光量子収率の高い発光中心色素を濃度消光（ある濃度以上にゲスト材料を混入すると、エネルギー伝達が生じ、強度が低くなる現象）の起こらない濃度で混入して使用するため、厳密な蒸着速度比で混入する必要がある。
【０００４】
【非特許文献１】
「真空蒸着」、ジークフリート・シラー、ウルリッヒ・ハイジッヒ著、日本真空技術株式会社訳、発売元アグネ技術センター、１９７７年５月１０日発行、１２６〜１２９ページ
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
生産性向上のために蒸着速度を上げて蒸着を行っているが、温度−蒸着速度特性において温度変化に対して蒸着速度変化が急峻な部分での蒸着を行うため、一定の蒸着速度に保つための温度制御が困難であり、それによって有機ＥＬ表示装置の膜厚ばらつきに起因する性能ばらつきが発生するという問題が生じていた。また、蒸着速度（加熱温度）を上げれば、細かな蒸着粒子だけでなく、大きな蒸着粒子が突沸のように飛び出して蒸着してしまう異常蒸着が多発し、これが画素欠陥を生じさせ、著しく歩留まりを下げるという問題もあった。
【０００６】
さらに、従来の有機ＥＬ表示装置の製造方法では蒸着膜厚の均一性を確保するために基板を回転させているが、そのための回転部を設けるため、非常に大きな真空容器を必要とし、製造装置の価格も高くなるという問題があった。
【０００７】
また、ドーピングの管理についても、複数の蒸着材料の混合比は厳密な蒸着速度比により管理されないと、期待される色度や輝度が得られないという問題も抱えている。
【０００８】
本発明は、有機ＥＬ素子の各層を成す薄膜等を蒸着により成膜する際に、面内膜厚分布を均一にし、蒸着速度を安定させ、異常蒸着を起こりにくくする製造方法を提供し、これにより質のよい有機ＥＬ表示装置、その表示装置を用いた電子機器、そしてこの方法を実現するための製造装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する手段として、同一の蒸着材料が収容された蒸着源を蒸着装置内の２個所以上に配置し、前記各蒸着源からの前記蒸着材料を基板に蒸着させて有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造することを特徴とする。特に、蒸着源を２個所以上に配置し、保持部材により上部に保持された基板を静止させて蒸着するため、成膜膜厚の面内均一を確保しつつも回転機構を設けずにすむ。そのため、真空容器を小型・簡素化した有機エレクトロルミネッセンス表示装置製造装置を得ることができる。蒸着源は、基板のある辺に平行になるように、容器の底面に直線に並べたり、容器底面（基板）の中心から等距離になるように点対称の位置に並べたり、多角形の頂点の位置に配置する等の工夫をすることにより、面内の膜厚を均一が確保できるようにする。
【００１０】
さらに、温度変化に対する蒸着速度変化の割合が１０^−３（（ｎｍ／ｓ）／℃）オーダ（蒸着速度を一定に制御できる温度領域）を用いて、蒸着速度を一定に制御しつつ、各蒸着源から蒸着材料を蒸着させ、また、他の蒸着材料が収容された蒸着源を蒸着装置内の少なくとも１個所に配置して共蒸着を行うことにより、異常蒸着を防げ、温度変動による蒸着速度の影響が少ない部分で蒸着ができるので、蒸着速度が安定し、ドーピングの混合比も安定させることができ、欠陥のない有機電界発光素子を安定して製造できる。
【００１１】
以上の手段を用いることにより発光素子特性の優れた有機エレクトロルミネッセンス表示装置を安定して製造でき、得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施形態１．
図１は本発明の有機ＥＬ表示装置の製造方法を具体化して実現するための製造装置を表す図である。本実施の形態では、蒸着装置である真空容器１内の底部に、蒸着材料を収容する蒸着源のルツボ２がａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅの５個所に配置する（以下、各ルツボを特定する場合には、ルツボ２ａ、２ｂ、…、２ｅという）。ここで本実施の形態ではルツボ２ａ、２ｂ、…、２ｅは直線状に並んでいるものとする。各ルツボ２にはそれぞれセルシャッター４が備えられており、それぞれ適宜開閉可能となっている。各ルツボ２周辺にルツボ２を加熱するためのヒーター３を設置する。真空容器１内上部には、有機ＥＬの薄膜が形成される被蒸着対象の基板５と基板５にパターニングするためのマスク６とが保持部７に保持され、ルツボ２と向き合って設けられている。ここで、保持部７には従来のような回転部は設けていない。また、基板５には電極の配設等の処理が施され、蒸着による有機ＥＬの薄膜（層）を形成する前に形成しておくべき層が形成されているものとする。マスク６（基板５）とルツボ２との間には蒸着時に開けるメインシャッター８を設ける。また、水晶振動子による膜厚モニター９をルツボ２と基板５の中間に配置する。これは水晶振動子の周波数シフトをモニターすることにより蒸着レート（蒸着速度）及び膜厚を管理するためのものである。
【００１３】
図２は、本発明の蒸着装置にてＡｌｑ_３（トリス（８−ヒドロキシキノリナート）アルミニウム）を成膜したときの膜厚分布を表す図である。横軸は図１のルツボ２の位置ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅを表し、縦軸は成膜膜厚（ｎｍ）を表す。点線Ａはｃの位置のルツボ２ｃのみを使用して成膜した膜厚の分布を表し、実線Ｂはルツボ２ａ、２ｃ及び２ｅを使用して成膜した膜厚の分布を表している。図２より、回転部がなくても面内膜厚分布が均一で非常に良くなっていることがわかる。したがって、真空容器１の小型化又は同一寸法であれば蒸着できる基板５を大型化することが容易にできる。
【００１４】
図３は、Ａｌｑ_３の温度−蒸着速度特性を表す図である。図３において、（１）の部分は１つのルツボ２用いて従来と同様の生産性を得ようとする場合に使用される温度領域である。この温度領域では、温度変化に対する蒸着速度の変化が大きい（約１０^−２（（ｎｍ／ｓ）／℃）オーダ（約０．０７）での傾き）。この領域でも蒸着速度を一定にできるような温度制御ができればよいが、現在の技術では、蒸着速度を一定にするための厳密な温度制御が困難であることがわかる。そのため厳密な蒸着速度比が求められるドーピングの管理も困難となり、有機ＥＬ表示装置の安定した生産が容易ではなくなる。また、（１）の温度領域では大きな蒸着粒子が突沸のように飛び出す異常蒸着が起こりやすい。これにより画素欠陥等の不具合を生じさせる。
【００１５】
これに対し、（２）の部分は２個所以上のルツボ２を用いて従来のような生産性を得ようとする場合に使用される温度領域（Ａｌｑ_３においては、約２７０℃〜約２９０℃）である。この範囲の温度領域は、温度変化に対する蒸着速度の変化が小さい（約１０^−３（（ｎｍ／ｓ）／℃）オーダ（約０．００３）での傾きであるため、（１）の部分と比べて１桁異なる）。そのため、蒸着速度を一定にするための温度制御が容易である。したがって、異常蒸着を防ぎつつ、全体として従来と同様又はそれ以上の蒸着速度を確保でき、生産性を確保することができる。
【００１６】
以上の説明はＡｌｑ_３に限らずすべての有機化合物の材料に共通しており、他の有機化合物の蒸着材料を本発明の蒸着装置で使用しても、同様の効果が得られることは確認済みである。
【００１７】
以上のように第１の実施の形態によれば、同一の蒸着材料が収容されたルツボ２ａ〜２ｅを製造装置内の真空容器１の底面の５個所に直線状に配置し、蒸着材料を基板５に蒸着させて有機エレクトロルミネッセンス表示装置を製造するようにしたので、回転部を設けなくても基板５の面内膜厚分布を確保することができる。そのため、製造装置の真空容器１を小型・簡素化することができる。また、温度変化に対する蒸着速度変化の割合が低い、１０^−３（（ｎｍ／ｓ）／℃）オーダとなる蒸着速度で各蒸着源を蒸着させるようにしたので、異常蒸着を防ぎつつ、従来と同様又はそれ以上の生産性を確保することができる。また、画素欠陥等を少なくすることができるので、品質が高く、生産効率もよく、欠陥がない有機ＥＬ表示装置を安定して製造できる。
【００１８】
実施形態２．
図４は本発明の方法で作製した有機ＥＬパネルの構造の概略を表す図である。次にこのパネル作製の実施手順例について説明する。ここでは、ＰａｓｓｉｖｅＭａｔｒｉｘ（パッシブマトリクス）方式の有機ＥＬパネルを作製することにする。まず、０．７ｍｍのガラス基板５に陽極１１としてＩＴＯ（インジウム酸化錫）をスパッタ法を用いて１００ｎｍ成膜した後、Ｏ_２プラズマ照射を行って仕事関数の調整を行った。これに続く以下の各層の成膜は第１の実施の形態で説明した蒸着装置による蒸着法により行った。陽極１１からの正孔を効率よく注入し、発光層１４に輸送するための正孔注入層１２としてＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）を８ｎｍ、続いて正孔輸送層１３としてＮＰＢ（Ｎ，Ｎ−ジ（ナフタリル）−Ｎ，Ｎ−ジフェニル−ベンジデン）５０ｎｍを成膜した。発光層１４は高精細マスクを用いてドーピング（共蒸着）し、赤色、緑色、青色をそれぞれ発光する発光層１４で塗り分けを行い、薄膜形成した。図４では、赤色、緑色、青色の順番で発光層１４を形成しているが、順番は特に限定しない。
【００１９】
赤色の発光層１４Ｒとしては、ホスト材料として３０ｎｍのＡｌｑ_３を用い、ＥａｓｔｍａｎＫｏｄａｋ（登録商標）社製ＲＤ１（物質名：ＤＣＪＴＢ）とＹＤ１（物質名：ルブレン）をそれぞれ０．７％、５．０％の蒸着速度比の割合でドーピングした。緑色の発光層１４Ｇはホスト材料として３０ｎｍのＡｌｑ_３を用い、ゲスト材料としてＥａｓｔｍａｎＫｏｄａｋ（登録商標）社製ＧＤ１（物質名：クマリン５４５Ｔ）を１．０％の蒸着速度比の割合でドーピングした。また、青色の発光層１４Ｂにおいては、ホスト材料として２０ｎｍのＥａｓｔｍａｎＫｏｄａｋ（登録商標）社製ＢＨ２（物質名：ＴＢＡＤＮ）を用い、ゲスト材料としてＥａｓｔｍａｎＫｏｄａｋ（登録商標）社製ＢＤ２（物質名：ＴＢＰ）を０．５％の蒸着速度比の割合でドーピングした。
【００２０】
ここで、ホスト材料とゲスト材料（ドーパント）の蒸着速度比を１：０．０１にしようとした場合に、従来技術と同様の方法によって成膜した場合には蒸着速度比は１：０．００７〜０．０１３と不安定であったが、第１の実施の形態で説明したような図１の装置を用い、図２の（２）の温度領域において温度制御を行いながら成膜することにより１：０．００９〜０．０１１と安定した。したがって、厳密な速度比が要求されるドーピングの管理も安定して行える。
【００２１】
続いて陰極１７からの電子を効率よく注入し、発光層１４に輸送するための電子輸送層１５としてＡｌｑ_３３０ｎｍを、電子注入層１６にはＬｉＦ１ｎｍをＲＧＢ各発光層の上に成膜した。また陰極１７としてアルミニウム（Ａｌ）を１５０ｎｍ成膜した。
【００２２】
ここでは、正孔注入層１２、正孔輸送層１３、発光層１４、電子輸送層１５及び電子注入層１６の各層を成膜したが、場合によっては、注入層と輸送層とを１つの層で成膜する等、様々な層の形態においても、本製造装置を用いることができる。また、例えば陰極１７をガラス基板５に形成した場合には、それぞれの層は、逆の順序で蒸着が行われ、成膜される。
【００２３】
その後、窒素雰囲気中で、凹部を有するカバーガラス１８を接着剤１９で固定し、缶封止を行った。カバーガラス１８内部には、乾燥剤２０を設け、有機ＥＬ素子に対し、水分等の影響が及ばないようにしている。ここで１画素のサイズは１９８μｍ角であり、ＲＧＢそれぞれは６２μｍとする。また、例えばカバーガラス１８外部に各画素の発光（電力供給）を制御する、回路等を設け、有機ＥＬ表示装置を完成させる。
【００２４】
上述したように、第１の実施の形態で説明した図１の装置を用い、図２の（２）の温度領域におけるある蒸着速度でＰａｓｓｉｖｅＭａｔｒｉｘ（パッシブマトリクス）方式の有機ＥＬ表示装置（パネル）への成膜を行った場合、従来技術によって成膜を行った場合は欠陥数が４０個所／パネルであったが、５個所／パネルへ改善がみられた。また、色度においても、１０枚のパネルを試作した時のばらつきは、±３σ（σは標準偏差）で表示すると、表１のようにばらつきが小さくなっており、改善がみられた。ここではパッシブマトリクス方式の表示装置を作成したが、もちろん、本製造方法でＡｃｔｉｖｅＭａｔｒｉｘ（アクティブマトリクス）方式の有機ＥＬ表示装置（パネル）を製造することもできる。またその効果もパッシブマトリクス方式のものと変わらない。
【００２５】
【表１】

【００２６】
実施形態３．
図５は本発明の第３の実施の形態に係る真空容器１とルツボ２との位置関係を表す図である。図５においては８箇所にルツボ２を配置している。上述した第１の実施の形態ではルツボ２を一列に並べて配置していた。この配置でも従来に比べて十分な面内膜厚分布を確保することができるが、本実施の形態では、さらに基板５（蒸着容器１）の中心を中心とする正八角形の各頂点の位置に各ルツボ２を配置する。ここでは、基板５の面が蒸着容器１の底面と平行であり、装置の上面から見た場合に基板５の中心が蒸着容器１の中心と一致することを前提としている。
【００２７】
図５のように、基板５の中心から等距離で正多角形の頂点の位置となるように各ルツボ２を配置すれば、蒸着材料が基板５に均一に蒸着するので面内膜厚分布をよくすることができる。また、基板５の形状に合わせて配置したりすることもできる。
【００２８】
実施形態４．
図６は本発明の第４の実施の形態に係る電子機器を表す図である。図６（ａ）は携帯電話の表示パネルとして上述の実施の形態で説明した方法で製造した有機ＥＬ表示装置を用いた場合であり、図６（ｂ）はデジタルカメラの表示パネルとして、上述の実施の形態で説明した方法で製造した有機ＥＬ表示装置を用いた場合である。この他に、ゲーム機器やコンピュータのディスプレイにおいても上述の実施の形態で説明した方法で製造した有機ＥＬ表示装置を用いることができる。
【００２９】
実施形態５．
上述の実施の形態では、有機ＥＬ素子となる蒸着材料を蒸着し、有機ＥＬ表示装置を製造する方法について説明した。上述の実施の形態で説明した蒸着方法については、有機ＥＬ素子となる蒸着材料に限らず、無機物（金属等）等を蒸着する場合にも有効である。また、それにより有機材料以外の表示装置を製造することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１に係る有機ＥＬ製造装置を示す図である。
【図２】本発明の蒸着装置で蒸着した場合の膜厚分布を示した図である。
【図３】Ａｌｑ_３の温度―蒸着速度特性を示す図である。
【図４】有機ＥＬパネルの構造を示す図である。
【図５】真空容器１とルツボ２との位置関係を表す図である。
【図６】本発明の実施形態に係る電子機器を示す図である。
【符号の説明】
１真空容器、２蒸着用ルツボ、３ヒーター、４セルシャッター、５基板、６マスク、７保持部、８メインシャッター、９膜厚モニター、１１陽極、１２正孔注入層、１３正孔輸送層、１４、１４Ｒ、１４Ｇ、１４Ｂ発光層、１５電子輸送層、１６電子注入層、１７陰極、１８カバーガラス、１９接着剤、２０乾燥剤。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention mainly forms a hole transport layer, a light emitting layer, and the like of an organic EL element configured in a display portion (panel) of an organic electroluminescence (organic electroluminescence, hereinafter referred to as organic EL) display device. The present invention relates to an organic EL display device using a vapor deposition method to be used, a manufacturing method thereof, and an electronic apparatus including the organic EL display device.
[0002]
[Prior art]
In the manufacture of an organic EL display device, conventionally, a thin film was formed by evaporating a vapor deposition material to be an organic EL element on a substrate with a resistance heating vacuum vapor deposition device, and a display portion (panel) was produced. A vapor deposition crucible (hereinafter simply referred to as a crucible) for accommodating a vapor deposition material is disposed at the bottom of the vacuum vessel of the apparatus. In the upper part of the vacuum vessel, a substrate on which an organic EL thin film is formed by vapor deposition is provided facing the crucible, and the vapor deposition material is deposited only at a predetermined position of the substrate between the substrate and the crucible. Is provided with a mask. Here, when a crucible is provided directly under the substrate, the vapor deposition material is vapor deposited in a portion immediately above the crucible, and the film in this portion becomes thick. Therefore, the crucible is disposed in a portion not directly under the substrate in the vacuum vessel. In order to prevent uneven deposition due to the arrangement, improve the in-plane film thickness distribution of the substrate, and ensure the uniformity of the film thickness, a rotating mechanism (hereinafter referred to as a rotating part) that rotates the substrate during deposition is installed. Has been. The vapor deposition is performed by heating the crucible and evaporating the vapor deposition material. However, by increasing the heating temperature of the crucible, the vapor deposition rate is increased to ensure productivity (mass productivity).
[0003]
In particular, when a full-color organic EL display device is manufactured, chromaticity and luminance are optimized by using a co-evaporation method called doping in order to form RGB organic EL elements. This is a method in which a guest material (dopant) having a light emission center is mixed in a certain ratio into a host material which is a main vapor deposition material of the light emitting layer. The guest material is used by mixing the emission center dye with a high fluorescence quantum yield at a concentration that does not cause concentration quenching (a phenomenon in which energy transfer occurs when the guest material is mixed at a certain concentration or more). It is necessary to mix at a strict deposition rate ratio.
[0004]
[Non-Patent Document 1]
"Vacuum Deposition", Siegfried Schiller, by Ulrich Heisig, translated by Nihon Vacuum Technology Co., Ltd. Publisher Agne Technology Center, published on May 10, 1977, pages 126-129
[Problems to be solved by the invention]
Vapor deposition is performed at a higher deposition rate to improve productivity. However, in order to keep the deposition rate constant because deposition is performed at a portion where the deposition rate changes sharply with respect to the temperature change in the temperature-deposition rate characteristics. It is difficult to control the temperature of the organic EL display, which causes a problem in that the performance varies due to the film thickness variation of the organic EL display device. Also, if the deposition rate (heating temperature) is increased, not only fine deposition particles but also large deposition particles jump out like bumps and vapor deposition occurs frequently, which causes pixel defects and significantly increases the yield. There was also a problem of lowering.
[0006]
Furthermore, in the conventional manufacturing method of the organic EL display device, the substrate is rotated in order to ensure the uniformity of the deposited film thickness. However, since a rotating part is provided for this purpose, a very large vacuum vessel is required, and the manufacturing apparatus There was a problem that the price of was also high.
[0007]
In addition, with respect to doping management, there is also a problem that expected chromaticity and luminance cannot be obtained unless the mixing ratio of a plurality of vapor deposition materials is managed by a strict vapor deposition rate ratio.
[0008]
The present invention provides a manufacturing method that makes the in-plane film thickness distribution uniform, stabilizes the deposition rate, and makes abnormal deposition difficult to occur when forming a thin film or the like constituting each layer of an organic EL element by deposition. It is an object of the present invention to provide a higher-quality organic EL display device, an electronic apparatus using the display device, and a manufacturing apparatus for realizing this method.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
As means for solving the above problems, an organic electroluminescence display device is provided by disposing vapor deposition sources containing the same vapor deposition material at two or more locations in a vapor deposition apparatus, and depositing the vapor deposition materials from the respective vapor deposition sources on a substrate. It is characterized by manufacturing. In particular, the deposition source is disposed at two or more locations, and the substrate held on the upper portion by the holding member is stationary to perform the deposition, so that it is not necessary to provide a rotating mechanism while ensuring in-plane uniformity of the film thickness. Therefore, an organic electroluminescence display device manufacturing apparatus in which the vacuum vessel is reduced in size and simplified can be obtained. The deposition source is arranged in a straight line on the bottom surface of the container so as to be parallel to a certain side of the substrate, or in a point-symmetrical position so as to be equidistant from the center of the bottom surface (substrate) of the container. It is possible to ensure a uniform in-plane film thickness by devising such as disposing at the position.
[0010]
Furthermore, the ratio of the deposition rate change with respect to the temperature change is on the order of 10 ⁻³ ((nm / s) / ° C.) (temperature range in which the deposition rate can be controlled to be constant), and the deposition rate is controlled to be constant. Vapor deposition material is deposited from the source, and the vapor deposition source containing other vapor deposition materials is placed in at least one place in the vapor deposition apparatus to perform co-vapor deposition, thereby preventing abnormal vapor deposition and reducing the vapor deposition rate due to temperature fluctuations. Since vapor deposition can be performed in a portion having little influence, the vapor deposition rate can be stabilized, the mixing ratio of doping can be stabilized, and a defect-free organic electroluminescent device can be stably produced.
[0011]
By using the above means, an organic electroluminescence display device having excellent light emitting element characteristics can be stably produced and obtained.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1. FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a manufacturing apparatus for realizing and realizing the method for manufacturing an organic EL display device of the present invention. In the present embodiment, the crucibles 2 of the vapor deposition source for accommodating the vapor deposition material are arranged at five locations a, b, c, d, e on the bottom of the vacuum vessel 1 which is a vapor deposition apparatus (hereinafter, each crucible is referred to as the crucible). In the case of specifying, it is referred to as crucibles 2a, 2b, ..., 2e). In this embodiment, the crucibles 2a, 2b,..., 2e are assumed to be arranged in a straight line. Each crucible 2 is provided with a cell shutter 4 and can be opened and closed as appropriate. A heater 3 for heating the crucible 2 is installed around each crucible 2. A substrate 5 on which an organic EL thin film is to be formed and a mask 6 for patterning the substrate 5 are held by a holding unit 7 and are provided facing the crucible 2 in the upper part of the vacuum vessel 1. . Here, the holding portion 7 is not provided with a conventional rotating portion. Further, it is assumed that the substrate 5 is subjected to processing such as electrode arrangement, and a layer to be formed is formed before forming a thin film (layer) of organic EL by vapor deposition. A main shutter 8 is provided between the mask 6 (substrate 5) and the crucible 2 to be opened during vapor deposition. In addition, a film thickness monitor 9 using a quartz oscillator is disposed between the crucible 2 and the substrate 5. This is for managing the deposition rate (deposition rate) and the film thickness by monitoring the frequency shift of the crystal unit.
[0013]
FIG. 2 is a diagram showing a film thickness distribution when Alq ₃ (tris (8-hydroxyquinolinato) aluminum) is formed by the vapor deposition apparatus of the present invention. The horizontal axis represents the positions a, b, c, d, and e of the crucible 2 in FIG. 1, and the vertical axis represents the film thickness (nm). The dotted line A represents the film thickness distribution formed using only the crucible 2c at the position c, and the solid line B represents the film thickness distribution formed using the crucibles 2a, 2c and 2e. FIG. 2 shows that the in-plane film thickness distribution is uniform and very good even without a rotating part. Therefore, if the vacuum vessel 1 is downsized or has the same dimensions, the substrate 5 that can be deposited can be easily enlarged.
[0014]
FIG. 3 is a diagram showing temperature-deposition rate characteristics of Alq ₃ . In FIG. 3, the part (1) is a temperature region used when the same productivity as the conventional one is to be obtained using one crucible 2. In this temperature region, the change in the deposition rate with respect to the temperature change is large (slope in the order of about 10 ⁻² ((nm / s) / ° C.) (about 0.07). Even in this region, it is sufficient that temperature control can be performed so that the deposition rate can be kept constant. However, it is understood that the current technology makes it difficult to perform strict temperature control for keeping the deposition rate constant. For this reason, it is difficult to manage doping which requires a strict deposition rate ratio, and stable production of an organic EL display device is not easy. In the temperature range of (1), abnormal vapor deposition in which large vapor deposition particles jump out like bumping is likely to occur. This causes problems such as pixel defects.
[0015]
On the other hand, the part (2) is a temperature range (about 270 ° C. to about 290 ° C. in Alq ₃₎ used when obtaining the conventional productivity using two or more crucibles 2. ). The temperature range in this range is a slope in the order of about 10 ⁻³ ((nm / s) / ° C.) (about 0.003) where the change in the deposition rate with respect to the temperature change is small. Compared with one digit). Therefore, temperature control for making the deposition rate constant is easy. Therefore, while preventing abnormal vapor deposition, it is possible to ensure the same or higher vapor deposition rate as the whole as a whole, and to ensure productivity.
[0016]
The above description is common to all organic compound materials, not limited to Alq ₃ , and it has been confirmed that the same effect can be obtained even if other organic compound deposition materials are used in the deposition apparatus of the present invention. It is.
[0017]
As described above, according to the first embodiment, the crucibles 2a to 2e in which the same vapor deposition material is accommodated are linearly arranged at five locations on the bottom surface of the vacuum vessel 1 in the manufacturing apparatus, and the vapor deposition material is placed on the substrate. Since the organic electroluminescence display device is manufactured by vapor deposition on the substrate 5, the in-plane film thickness distribution of the substrate 5 can be ensured without providing a rotating part. Therefore, the vacuum vessel 1 of the manufacturing apparatus can be reduced in size and simplified. Moreover, since each vapor deposition source was vapor-deposited at a vapor deposition rate on the order of 10 ⁻³ ((nm / s) / ° C.), which has a low rate of vapor deposition rate change with respect to temperature change, while preventing abnormal vapor deposition, Similar or higher productivity can be ensured. In addition, since pixel defects and the like can be reduced, an organic EL display device having high quality, good production efficiency, and no defects can be stably manufactured.
[0018]
Embodiment 2. FIG.
FIG. 4 is a diagram showing an outline of the structure of an organic EL panel produced by the method of the present invention. Next, an example of the procedure for manufacturing the panel will be described. Here, a Passive Matrix (passive matrix) type organic EL panel is manufactured. First, an ITO (indium tin oxide) film having a thickness of 100 nm was formed as an anode 11 on a 0.7 mm glass substrate 5 by a sputtering method, and then the work function was adjusted by O ₂ plasma irradiation. Subsequent film formation of the following layers was performed by the vapor deposition method using the vapor deposition apparatus described in the first embodiment. As a hole injection layer 12 for efficiently injecting holes from the anode 11 and transporting them to the light emitting layer 14, CuPc (copper phthalocyanine) is 8 nm, and subsequently as a hole transport layer 13 NPB (N, N-di ( Naphthalyl) -N, N-diphenyl-benzylidene) 50 nm was deposited. The light emitting layer 14 was doped (co-evaporated) using a high-definition mask, and was separately applied with the light emitting layer 14 emitting light of red, green, and blue to form a thin film. In FIG. 4, the light emitting layer 14 is formed in the order of red, green, and blue, but the order is not particularly limited.
[0019]
As the red light emitting layer 14R, 30 nm of Alq ₃ is used as a host material, and RD1 (substance name: DCJTB) and YD1 (substance name: rubrene) manufactured by Eastman Kodak (registered trademark) are respectively 0.7% and 5. Doping was performed at a rate of a deposition rate ratio of 0%. The green light-emitting layer 14G was formed by using Alq ₃ of 30 nm as a host material, and doping GD1 (substance name: Coumarin 545T) manufactured by Eastman Kodak (registered trademark) as a guest material at a rate of an evaporation rate ratio of 1.0%. In the blue light-emitting layer 14B, 20 nm Eastman Kodak (registered trademark) BH2 (substance name: TBADN) is used as the host material, and Eastman Kodak (registered trademark) BD2 (substance name: TBP) is used as the guest material. ) At a deposition rate ratio of 0.5%.
[0020]
Here, when the deposition rate ratio between the host material and the guest material (dopant) is set to 1: 0.01, the deposition rate ratio is 1: 0.007 when the film is formed by the same method as in the prior art. Although it was unstable as .about.0.013, by using the apparatus of FIG. 1 as described in the first embodiment, forming a film while performing temperature control in the temperature range of (2) of FIG. 1: Stable from 0.009 to 0.011. Therefore, the doping control requiring a strict speed ratio can be stably performed.
[0021]
Subsequently, Alq ₃ 30 nm was formed as an electron transport layer 15 for efficiently injecting electrons from the cathode 17 and transported to the light emitting layer 14, and LiF 1 nm was formed on the RGB light emitting layers as the electron injection layer 16. Further, 150 nm of aluminum (Al) was deposited as the cathode 17.
[0022]
Here, each of the hole injection layer 12, the hole transport layer 13, the light emitting layer 14, the electron transport layer 15 and the electron injection layer 16 is formed. However, in some cases, the injection layer and the transport layer are formed as one layer. The present manufacturing apparatus can also be used in various layer forms, such as forming a film by the above method. For example, when the cathode 17 is formed on the glass substrate 5, the respective layers are deposited in the reverse order.
[0023]
Then, the cover glass 18 which has a recessed part was fixed with the adhesive agent 19 in nitrogen atmosphere, and can sealing was performed. A desiccant 20 is provided inside the cover glass 18 so that the organic EL element is not affected by moisture or the like. Here, the size of one pixel is 198 μm square, and each of RGB is 62 μm. Further, for example, a circuit for controlling light emission (power supply) of each pixel is provided outside the cover glass 18 to complete the organic EL display device.
[0024]
As described above, the Passive Matrix (passive matrix) organic EL display device (panel) is used at a certain deposition rate in the temperature region of (2) in FIG. 2 using the device of FIG. 1 described in the first embodiment. When the film was formed by the conventional technique, the number of defects was 40 places / panel when the film was formed by the conventional technique, but the number of defects was improved to 5 places / panel. In addition, the chromaticity was also improved when the 10 panels were prototyped and displayed as ± 3σ (σ is the standard deviation) as shown in Table 1. Although a passive matrix display device is created here, of course, an active matrix (active matrix) organic EL display device (panel) can also be manufactured by this manufacturing method. The effect is also the same as that of the passive matrix type.
[0025]
[Table 1]

[0026]
Embodiment 3. FIG.
FIG. 5 is a diagram showing the positional relationship between the vacuum vessel 1 and the crucible 2 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 5, the crucibles 2 are arranged at eight locations. In the first embodiment described above, the crucibles 2 are arranged in a line. Even in this arrangement, a sufficient in-plane film thickness distribution can be ensured as compared to the conventional case. However, in the present embodiment, further, at the position of each vertex of the regular octagon centered on the center of the substrate 5 (vapor deposition vessel 1). Each crucible 2 is arranged. Here, it is assumed that the surface of the substrate 5 is parallel to the bottom surface of the vapor deposition vessel 1 and that the center of the substrate 5 coincides with the center of the vapor deposition vessel 1 when viewed from the top surface of the apparatus.
[0027]
As shown in FIG. 5, if each crucible 2 is arranged so as to be at the apex of the regular polygon at an equal distance from the center of the substrate 5, the deposition material is uniformly deposited on the substrate 5, so that the in-plane film thickness distribution is Can do well. Moreover, it can also arrange | position according to the shape of the board | substrate 5. FIG.
[0028]
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a diagram showing an electronic apparatus according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. 6A shows the case where the organic EL display device manufactured by the method described in the above embodiment is used as a display panel of a mobile phone, and FIG. 6B shows the above-described display panel of a digital camera. This is a case where the organic EL display device manufactured by the method described in the embodiment is used. In addition, an organic EL display device manufactured by the method described in the above embodiment can be used for a display of a game machine or a computer.
[0029]
Embodiment 5. FIG.
In the above-described embodiment, the method for manufacturing the organic EL display device by evaporating the vapor deposition material to be the organic EL element has been described. About the vapor deposition method demonstrated by the above-mentioned embodiment, it is effective not only when vapor-depositing material used as an organic EL element but vapor-depositing inorganic substances (metal etc.) etc. Thereby, a display device other than the organic material can be manufactured.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing an organic EL manufacturing apparatus according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a film thickness distribution when vapor deposition is performed by the vapor deposition apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a graph showing temperature-deposition rate characteristics of Alq ₃ ;
FIG. 4 is a diagram showing a structure of an organic EL panel.
FIG. 5 is a diagram showing a positional relationship between a vacuum vessel 1 and a crucible 2;
FIG. 6 is a diagram showing an electronic apparatus according to an embodiment of the invention.
[Explanation of symbols]
1 vacuum vessel, 2 crucible for vapor deposition, 3 heater, 4 cell shutter, 5 substrate, 6 mask, 7 holding part, 8 main shutter, 9 film thickness monitor, 11 anode, 12 hole injection layer, 13 hole transport layer, 14, 14R, 14G, 14B Light emitting layer, 15 electron transport layer, 16 electron injection layer, 17 cathode, 18 cover glass, 19 adhesive, 20 desiccant.

Claims

In the manufacturing method of an organic electroluminescence display device that forms a thin film that becomes an organic electroluminescent element by vapor deposition,
Manufacturing of an organic electroluminescence display device, wherein vapor deposition sources containing the same vapor deposition material are disposed at two or more locations in a container of a vapor deposition device, and the vapor deposition material from each vapor deposition source is vapor deposited on a substrate Method.

In a method of manufacturing an organic electroluminescence display device by vapor deposition,
The vapor deposition source containing the same vapor deposition material is arranged in two or more places in the container of the vapor deposition apparatus, and the vapor deposition source containing another vapor deposition material is arranged in at least one place in the vapor deposition apparatus, A manufacturing method of an organic electroluminescence display device, characterized in that the evaporation material from each evaporation source is co-evaporated on a substrate.

In the manufacturing method of the organic electroluminescent display apparatus of Claim 1 or 2,
A method of manufacturing an organic electroluminescence display device, wherein the substrate is deposited while being stationary.

In the manufacturing method of the organic electroluminescent display apparatus of Claim 1 or 2,
A method for manufacturing an organic electroluminescence display device, wherein the vapor deposition source is disposed at a position on a bottom surface of the container in parallel with one side of the rectangular substrate.

In the manufacturing method of the organic electroluminescent display apparatus of Claim 1 or 2,
A manufacturing method of an organic electroluminescence display device, wherein an even number of the vapor deposition sources are respectively arranged at a point-symmetrical position from a center position on a bottom surface of the container.

In the manufacturing method of the organic electroluminescent display apparatus of Claim 1 or 2,
The bottom surface of the container, which is a vertex of a regular polygon in which a perpendicular line passing through the center of the substrate perpendicular to the surface formed by the substrate passes through the bottom surface of the container and the number of vapor deposition sources is the number of vertices A method for producing an organic electroluminescence display device, wherein the respective vapor deposition sources are arranged at an upper position.

In the manufacturing method of the organic electroluminescent display apparatus of Claim 1 or 2,
A method for producing an organic electroluminescence display device, characterized in that the respective vapor deposition sources are vapor-deposited at a vapor deposition rate at which a rate of vapor deposition rate change with respect to a temperature change is on the order of 10 ⁻³ ((nm / s) / ° C.).

An organic electroluminescent display device manufactured by the method for manufacturing an organic electroluminescent display device according to claim 1.

An electronic apparatus comprising the organic electroluminescence display device according to claim 8.

In the organic electroluminescence display device manufacturing apparatus for forming a thin film constituting the organic electroluminescence element of the organic electroluminescence display device by vapor deposition,
A vacuum container having a vacuum inside;
A plurality of vapor deposition sources disposed at two or more locations on the inner bottom surface of the vacuum vessel and evaporating the vapor deposition material;
An organic electroluminescence display device manufacturing apparatus comprising at least a holding member for holding a substrate constituting the display device in an upper part of the vacuum container.