JP2005158392A - 有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法およびこれを用いる製造装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 発光特性が長時間に亘って安定している有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法およびこれを用いる製造装置を提供する。
【解決手段】 有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に陽極層を形成する陽極層形成工程と、該陽極層形成工程後に、少なくとも発光層を有する有機機能層を該陽極層上に形成する有機機能層形成工程と、該有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成工程と、該陽極層と該有機機能層と該陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止工程と、を含む。陽極層形成工程は、該基板上に該陽極層を成膜する陽極成膜工程と該陽極層上にレジストを配する工程と該レジストをマスクとして該陽極層にエッチング処理を施すエッチング工程と該エッチング工程後に該レジストをドライアッシング処理により除去するレジスト除去工程と該レジスト除去工程後に該陽極層に対して表面処理を施す表面処理工程とを含む。該レジスト除去工程以降において、該陽極層は大気に曝さない。
【選択図】 図３
【解決手段】 有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に陽極層を形成する陽極層形成工程と、該陽極層形成工程後に、少なくとも発光層を有する有機機能層を該陽極層上に形成する有機機能層形成工程と、該有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成工程と、該陽極層と該有機機能層と該陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止工程と、を含む。陽極層形成工程は、該基板上に該陽極層を成膜する陽極成膜工程と該陽極層上にレジストを配する工程と該レジストをマスクとして該陽極層にエッチング処理を施すエッチング工程と該エッチング工程後に該レジストをドライアッシング処理により除去するレジスト除去工程と該レジスト除去工程後に該陽極層に対して表面処理を施す表面処理工程とを含む。該レジスト除去工程以降において、該陽極層は大気に曝さない。
【選択図】 図３
Description
本発明は、有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法およびこれを用いる製造装置に関する。
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）は、エレクトロルミネセンス特性を呈する発光層を含みかつ有機化合物材料からなる有機機能層が陽極と陰極とによって挟持されて構成されている。該有機機能層は、発光層の単一層構造体、又は正孔輸送層、発光層および電子輸送層の３層構造体などの積層体である。
かかる構成の有機ＥＬ素子の陽極と陰極との間に電圧を印加することによって、陽極からは正孔が有機機能層に注入され、陰極からは電子が有機機能層に注入される。該正孔と該電子は有機機能層内で再結合し、その際にルミネセンス発光が得られるのである。
上記の如き有機ＥＬ素子の製造は、まず基板上に陽極を形成することから行われる。陽極の形成は、基板にインジウム錫酸化物（以下ＩＴＯと称する）からなるＩＴＯ膜をスパッタ法等の成膜方法を用いて成膜した後、減圧下において所定のパターンを有するメタルマスクをマスクとして該ＩＴＯ膜にエッチング処理を施すことによって行われる。これによって、パターンを有する陽極が形成される。続いて、当該陽極はプラズマ処理などの表面処理が施され、該表面処理が施された該陽極上に蒸着法などの成膜方法を用いて有機機能層が形成される。更に該有機機能層上にアルミニウム等の低抵抗材料からなる陰極が蒸着法等の成膜方法を用いて形成される。こうして、有機ＥＬ素子が得られる。 (特許文献１参照)。
特開平１０−３０２９６５号公報
上記製造方法によれば、発光特性が良好な有機ＥＬ素子が形成できるものの、陽極のパターン形成時に使用されるメタルマスクを微細加工することが困難であるという問題がある。すなわち、マスク部の幅を小として加工することが難しいことに加えて、さらにマスク部の幅が小である故にメタルマスクの強度が低下して大なる面積のメタルマスクにおいて歪みが生じ易い。従って、有機ＥＬ素子の製造、特に基板上に複数の有機ＥＬ素子を設けて得られる有機ＥＬ表示パネルの製造において、有機ＥＬ素子を微細に加工することが困難である。
一方、レジストをマスクとして使用して有機ＥＬ素子を形成する場合、パターン形成後の陽極の表面に残存するレジスト残留物による汚染、大気開放による大気から陽極表面への有機汚染物の付着、大気中の水分吸着などの影響を受けて陽極から有機機能層への正孔注入効率が低下し、十分な発光輝度が得られないという問題がある。
本発明が解決しようとする課題には、前述した問題が１例として挙げられる。
請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法は、基板上に陽極層を成膜する陽極成膜工程と該陽極層上にレジストを配する工程と該レジストをマスクとして該陽極層にエッチング処理を施すエッチング工程と該エッチング工程後に該レジストをドライアッシング処理により除去するレジスト除去工程と該レジスト除去工程後に表面処理を該陽極層に対して施す表面処理工程とを含む陽極層形成工程と、該陽極層形成工程後に、少なくとも発光層を有する有機機能層を該陽極層上に形成する有機機能層形成工程と、該有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成工程と、該陽極層と該有機機能層と該陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止工程と、を含み、該レジスト除去工程以降は該陽極層を大気に曝さない、ことを特徴とする。
請求項１０に記載の有機ＥＬ素子の製造装置は、基板と該基板上に設けられている陽極層と該陽極層上に配されているレジストとを有する構造体を導入するロード室と、該レジストをドライアッシングにより除去するアッシング室と、該レジストが除去された後の該陽極層の表面に表面処理を施す表面処理室と、該表面処理が施された該陽極層の上に有機機能層を形成する有機機能層形成室と、該有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成室と、該陽極層と該有機機能層と該陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止室と、を含む処理部と、該処理部に連結しかつ該基板を搬送する手段が備えられている搬送室と、を含み、上記搬送室が減圧手段を含む、ことを特徴とする。
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法の実施例を、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ）に示す如く、ガラスや樹脂等の基板１上に、スパッタ法等の成膜方法を用いて陽極層２が成膜される。陽極層２は、仕事関数が大なる導電性物質からなり、例えば、ＩＴＯ、インジウム亜鉛酸化物からなる。
陽極層２が形成された後、所定のパターンを有するレジスト３が配される（図１（ｂ））。その後、レジスト３をマスクとしてエッチング処理が施される（図１（ｃ））。エッチング処理としては、ウエットエッチング処理若しくはドライエッチング処理が適用できる。
ウエットエッチング処理は、塩化第二鉄の塩酸溶液、または塩酸、シュウ酸、ヨウ化水素酸等のハロゲン酸，または王水などをエッチャントとしてエッチングを行う処理である。
ドライエッチング処理は、例えば、ＣＨ４、ＨＣｌ、ＨＢｒ、ＨＩ、Ｃ２Ｈ５Ｉ、Ｂｒ２、Ｉ２等のエッチングガスを用いたプラズマエッチング処理としても良い。プラズマエッチング処理は、例えば平行平板型プラズマエッチング装置を用いて実施される。またドライエッチング処理として、ヨウ化水素ガス等のハロゲン化水素ガスとヘリウムガス等の不活性ガスとの混合ガスを用いた反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）処理を適用しても良い。
エッチング処理後の基板を減圧チャンバ（図示せず）内に配し、減圧下で当該基板にドライアッシング処理を施して、レジストを除去する。ドライアッシング処理としては、プラズマアッシング処理、オゾンアッシング処理などが適用できる。
プラズマアッシング処理は、プラズマ化したガスとレジストを反応せしめて、レジスト分解して取り除く処理である。プラズマは、酸素等の雰囲気ガスに高周波電圧を印加せしめることによって発生する。雰囲気ガスが酸素若しくは酸素を含む混合ガスである場合において発生するプラズマは酸素プラズマと呼ばれ、該酸素プラズマと反応したレジストは、二酸化炭素、酸素、水などの気体に分解されて除去される。
オゾンアッシング処理は、オゾンガスとレジストとを反応せしめて、レジストを分解して取り除く処理である。オゾンガスは、例えば酸素雰囲気ガスに紫外光を照射することによって発生させる。オゾンガスが分解して発生する反応性ガスの酸素ラジカルがレジストと反応し、該レジストが二酸化炭素、酸素、水などの気体に分解されて除去される。
上記の如きドライアッシング処理により、レジストが除去されて、パターンを有する陽極層２が得られる（図１（ｄ））。なお、レジストが除去されてから後の工程は、陽極層を大気に曝すことなく全て減圧下で実施される。
陽極層のパターンが形成された後、陽極層に対して表面処理が施される。表面処理は、陽極層に対して加熱処理、ＵＶ／オゾン処理、エキシマ処理、プラズマ処理、のうち少なくとも１つの処理を施すことによって行われる。
加熱処理は、陽極層表面を１００℃以上の温度で加熱することによって行われる。加熱方法は、例えば、抵抗加熱法、誘導加熱法、誘電加熱法、マイクロ波加熱法が使用できる。抵抗加熱法は電流を通ずる電気導体による熱の発生を利用する方法であり、ヒータ（ホットプレート）などの加熱手段が使用できる。誘導加熱法は、周波数が数ｋＨｚ乃至数ＭＨｚである交流電源に接続されたコイルからの誘導電流による物質の温度上昇を利用する方法である。誘電加熱法は、電気絶縁物の物質を数ＭＨｚ乃至数１０ＭＨｚ（例えば１３．５６ＭＨｚ、２７．１２ＭＨｚ、４０．６８ＭＨｚ）などの交流電界中においたときにその電気損失（誘電損）による物質の温度上昇を利用する方法である。マイクロ波加熱法は、誘電体物質の内部に侵入したマイクロ波（数１００ＭＨｚ乃至数１００ＧＨｚ（例えば２．４５ＧＨｚ、２８ＧＨｚ））の電場によって分子振動が生じて当該振動摩擦による誘電体の発熱を利用する方法である。当該加熱により、陽極に内在する水分（含有水分）が除去される。
なお、抵抗加熱法に比べて誘導加熱法、誘電加熱法およびマイクロ波加熱法を利用することが好ましい。これは、抵抗加熱法が電気導体に電流を通ずことによって発生した熱を輻射などによって基板に伝達せしめて加熱する間接加熱法であり、一方誘導加熱法、誘電加熱法およびマイクロ波加熱法は基板および／または陽極層自体が発熱する直接加熱法であることによる。すなわち、間接加熱法に比べて直接加熱法の方が材料の熱伝導に依存せずに短時間で均一な加熱ができて、熱の利用効率が良いのである。
ＵＶ／オゾン処理は、酸素が存在する下で紫外光を基板に照射することによって行われる。紫外光源は、例えば、１５０ｎｍ以上３５０ｎｍ以下の波長を有する紫外光を出射できる水銀ランプ及び重水素ランプが使用できる。紫外光を基板に照射すると、該紫外光により酸素が分解されてオゾンおよび活性酸素が発生し、該オゾン及び活性酸素が陽極層の表面上にあるレジスト残留物等の汚染物質と反応する。該反応によって汚染物質が除去される。また、該オゾン及び活性酸素が陽極材料と反応して陽極層が酸化されるなどの陽極層の改質も行われる。かかる酸化によって、陽極層のイオン化ポテンシャルが上昇する。
エキシマ処理は、酸素の存在下でエキシマランプからの光を基板に照射することによって行われる。エキシマランプは、例えば誘電体バリア放電を利用したエキシマランプが使用できる。エキシマランプから出射される光は、３１０ｎｍ以下の波長を有することが好ましい。放電ガスは、例えばＫｒＣｌ、Ｘｅ、ＸｅＣｌが使用できる。特にＸｅガスを用いたエキシマランプは、１７２ｎｍに発光中心波長を有する光を発し、該波長の光がオゾンを発生せしめる。したがって、Ｘｅガスを有するエキシマランプを用いることが好ましい。
エキシマランプからの光を基板に照射すると、該光により酸素が分解されてオゾンおよび活性酸素が発生し、該オゾン及び活性酸素が陽極層上のレジスト残留物等の汚染物質と反応する。該反応によって汚染物質が分解して除去される。また、該オゾン及び活性酸素が陽極材料と反応して陽極層が酸化されるなどの陽極層の改質も行われる。かかる酸化によって、陽極層のイオン化ポテンシャルが上昇する。
プラズマ処理は、例えば平行平板型プラズマ装置において実施される酸素プラズマ処理である。酸素プラズマ処理は、窒素、アルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノンの何れかと酸素との混合ガス、又はハロゲンガスを含む酸素との混合ガスを雰囲気ガスとして用いて、この雰囲気ガス内にてプラズマ放電を生ぜしめて行う処理である。具体的には、例えば、基板が配されかつ減圧状態になっているチャンバ内に上記の如き混合ガスが導入され、該チャンバ内に高周波電圧が印加される。その結果、酸素プラズマが発生し、該酸素プラズマが陽極層上の有機物質等の汚染物質と反応し、該汚染物質が除去される。また、該酸素プラズマは陽極層とも反応して、陽極層が改質される。
なお、陽極層に対して施される表面処理は、例えば、加熱処理とプラズマ処理、ＵＶ／オゾン処理とプラズマ処理、またはエキシマ処理とプラズマ処理のなど複数の表面処理を含むこととしても良い。特に、化学的な洗浄手段である加熱処理、ＵＶ／オゾン処理、エキシマ処理と、物理的な洗浄手段であるプラズマ処理とを組合わせることことが好ましい。これは、化学的に分解除去できる物質を化学的な洗浄手段で除去し、化学的に除去されない物質を物理的な洗浄手段で除去することによって、陽極層の表面から汚染物質をより効率良く除去できるからである。
上記の如く、陽極層の表面に表面処理を施すことによって、陽極層上にあるレジスト残留物等の汚染物質が除去される。すなわち、ドライアッシング処理により除去ができなかった汚染物質が、加熱処理、ＵＶ／オゾン処理、エキシマ処理、プラズマ処理を施すことによって、完全に除去することができる。また、ドライアッシング処理後に減圧下で連続して処理を行うことから、陽極層表面を大気に曝さない故、大気からの汚染を防止することができる。
図１（ｅ）に示す如く、上記の如き表面処理が施された陽極層２上に、例えば、正孔注入層４と、正孔輸送層５と、発光層６と、電子注入輸送層７と、が蒸着法等の成膜方法を用いて順次成膜されて、有機機能層８が形成される。
正孔注入層４の材料としては、例えば銅フタロシアニン等のフタロシアニン錯体、４，４’，４”−トリス（３―メチルフェニルフェニルアミノ）トリフェニルアミン等の芳香族アミン誘導体が使用できる。その他、ヒドラゾン誘導体、カルバゾール誘導体、トリアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、アミノ基を有するオキサジアゾール誘導体、ポリチオフェンなどが正孔注入層の材料として使用できる。
正孔輸送層５の材料としては、例えばＮ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（３−メチルフェニル）４，４’−ジアミノビフェニル（ＴＰＤ）、ＮＰＢ（４，４’−ｂｉｓ［Ｎ−（１−ｎａｐｈｔｈｙｌ）−Ｎ−ｐｈｅｎｙｌａｍｉｎｏ］ｂｉｐｈｅｎｙｌ）等の芳香族アミン誘導体などが使用できる。
発光層６の材料としては、例えば８−キノリノールアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）などの金属錯体色素や、クマリン化合物などの蛍光を発する有機色素などが使用できる。
電子注入輸送層７の材料としては、２−(４−ビフェニル)−５−(４−tert−ブチルフェニル)−１，３，４−オキサジアゾール、２，５−ビス(１−ナフチル)−１，３，４−オキサジアゾールなどのオキサジアゾール誘導体などが使用できる。その他、ペリレン誘導体、ピリジン誘導体、ピリミジン誘導体、キノリン誘導体、キノキサリン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ニトロ置換フルオロレン誘導体、フッ化リチウム、酸化リチウム、リチウム錯体などが電子注入輸送層の材料として使用できる。
なお、有機機能層は、上記の如き４層構造体に限定されない。例えば、有機機能層は、発光層のみからなる単層構造体、正孔輸送層と発光層からなる２層構造体、さらにこれらの適切な層間に電子或いは正孔の注入層や輸送層、さらにキャリアブロック層などが挿入されている積層体としても良い。
有機機能層８が形成された後、蒸着法等の成膜方法を用いて、仕事関数が小なる導電性物質からなる陰極層９が形成される（図２（ａ））。陰極層の材料としては、マグネシウム等のアルカリ土類金属、リチウム等のアルカリ金属、アルミニウム、インジウム、銀又は各々の合金等が使用できる。陰極層９が形成された積層体は、有機ＥＬ素子１０となる。
図２（ｂ）に示す如く、有機ＥＬ素子１０は、水分等の気体が通過できない特性、すなわちガスバリア性を呈する封止層１１によって覆われて封止される。封止層１１は、プラズマＣＶＤ法等の成膜方法を用いて形成される。封止層１１は、窒化物、酸化物及び窒化酸化物等の無機材料からなることとしても良い。例えば、窒化シリコン、酸化シリコン若しくは窒化酸化シリコンが封止層の材料として使用できる。なお、封止層１１の代替として、封止缶が用いられても良い。
上記の如く、レジストを用いて陽極層のパターンが形成できることから、メタルマスクを用いるエッチングに比べて陽極層を微細に加工できる。従って、微細な有機ＥＬ素子が得られる。
また、レジストの除去以降を減圧下で行うことによって陽極層に対する大気からの有機物や水分などによる汚染を防止できるだけではなく、レジスト除去後の陽極層に表面処理を施すことによって陽極層の表面からレジスト残留物などの汚染物質を完全に除去することができる。換言すれば、有機機能層の形成前に陽極層表面に付着した汚染物を効率よく除去することができる。陽極層の表面を清浄にすることによって、陽極層から有機機能層への正孔注入効率が上昇し、低電圧で高輝度の有機ＥＬ素子が得られる。また、陽極層上に汚染物質がある場合において有機ＥＬ素子を長時間駆動せしめると、電極上の汚染物質と有機機能層材料との化学反応によって発生する有機機能層の劣化、すなわち輝度の低下が発生するものの、上記の如き有機ＥＬ素子の製造方法によって該輝度の低下を防止することができる。
なお、変形例として、エッチング工程がプラズマエッチング等のドライエッチング処理を施す工程であり、エッチング処理終了後も減圧状態を維持してドライアッシング処理を施すこととしても良い。上記の如く、エッチング処理以降を減圧状態に維持することによって、陽極層が大気に曝されない故、大気中の有機物や水分等の汚染物質からの汚染を防止することができる。
次に、本発明の有機ＥＬ素子の製造装置の実施例を説明する。
図３に示す如く、有機ＥＬ素子製造装置１２は、第１基板搬送ロボット（図示せず）が設けられている第１搬送室１３を有する。第１搬送室１３は、減圧手段（図示せず）が設けられており、該減圧手段によって第１搬送室内が減圧状態にされている。
第１搬送室１３は、有機ＥＬ素子製造装置１２の外部から所定のパターンにエッチングされた陽極層上にレジストが配されている基板を第１搬送室１３に導入するためのロード室１４に連結している。ロード室１４には減圧手段（図示せず）が設けられている。当該基板が有機ＥＬ素子製造装置１２の外部からロード室１４に導入された後に該減圧手段を用いてロード室１４の大気が排気される。ロード室１４が減圧状態になった後、第１基板搬送ロボットが第１搬送室１３に当該基板を導入する。
第１搬送室１３に導入された該基板は、第１基板搬送ロボットによって、第１搬送室１３に連結しているアッシング室１５に導入される。アッシング室１５はドライアッシング装置（図示せず）と減圧手段が設けられている。ドライアッシング装置としては、例えばプラズマアッシング装置若しくはオゾンアッシング装置が使用できる。基板は減圧下において該アッシング装置によってアッシング処理が施されて、陽極層上に配されているレジストが除去される。レジストが除去された基板は、第１基板搬送ロボットによって再度第１搬送室１３に搬送される。
アッシング処理が施された基板は、第１搬送室１３に連結している表面処理室１６に導入される。表面処理室１６は、加熱処理装置（図示せず）、ＵＶ／オゾン処理装置（図示せず）、エキシマ処理装置（図示せず）、プラズマ処理装置（図示せず）のうち少なくとも１つの表面処理装置と減圧手段（図示せず）が設けられている。該減圧手段によって減圧にされた表面処理室１６において、アッシング処理が施された陽極層の表面に付着しているレジスト残留物等の汚染物質が、前述の表面処理装置を用いて除去される。また、陽極層の表面が酸化されるなどの陽極層の改質も行われる。該酸化によって、陽極層のイオン化ポテンシャルが上昇する。
なお、表面処理室１６に複数の表面処理装置が設けられても良い。例えば、エキシマ処理装置とプラズマ処理装置が設けられても良い。特に、化学的な洗浄装置である加熱処理装置、ＵＶ／オゾン処理装置、エキシマ処理装置と、物理的な洗浄装置であるプラズマ処理装置とを組合わせることが好ましい。これは、化学的に分解除できる物質を化学的な洗浄手段で除去し、化学的に除去できない物質を物理的な洗浄手段で除去することによって、陽極層の表面から汚染物質をより効率良く除去できるからである。また表面処理室は１つに限定されず、有機ＥＬ素子製造装置は複数の表面処理室を有することとしても良い。
表面処理が施された基板は、第１基板搬送ロボットを用いて表面処理室１６から第１搬送室１３に連結している第１有機機能層形成室１７へ搬送される。第１有機機能層形成室１７には蒸着法など成膜方法を用いる成膜装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられており、当該成膜装置は減圧下において正孔注入層を陽極層上に形成する。
正孔輸送層が設けられた基板は、第１搬送室１３に連結している待機室１８に導入される。待機室１８は、第２基板搬送ロボット（図示せず）が設けられている第２搬送室１９に連結しており、第１搬送室１３から第２搬送室１９へ基板を受け渡す中継部となっている。従って、待機室は基板が搬送される搬送室の１部となっている。待機室１８は、減圧手段（図示せず）が設けられており、減圧状態にされている。
第２搬送室１９は、減圧手段（図示せず）が設けられており、該減圧手段を用いて第２搬送室内が減圧状態にされている。待機室１８に導入されている基板は、第２基板搬送ロボットによって第２搬送室１９に導入された後、第２搬送室１９に連結している第２有機機能層形成室２０に搬送される。第２有機機能層形成室２０には蒸着法など成膜方法を用いる成膜装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられており、当該成膜装置は減圧下において正孔輸送層を正孔注入層上に形成する。
正孔輸送層が形成された基板は、第２基板搬送ロボットによって第２有機機能層形成室２０から第２搬送室１９に搬送され、さらに第２搬送室１９に連結している第３有機機能層形成室２１に搬送される。第３有機機能層形成室２１には蒸着法など成膜方法を用いる成膜装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられており、当該成膜装置は減圧下において発光層を正孔輸送層上に形成する。
発光層が形成された後、当該基板は、第２基板搬送ロボットによって第３有機機能層形成室２１から第２搬送室１９に搬送され、さらに第２搬送室１９に連結している第４有機機能層形成室２２に搬送される。第４有機機能層形成室２２には蒸着法など成膜方法を用いる成膜装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられており、当該成膜装置は減圧下において電子注入輸送層を発光層上に形成する。この正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入輸送層からなる積層体が有機機能層となる。
電子注入輸送層が形成された後、第２基板搬送ロボットは、当該基板を第４有機機能層形成室２２から第２搬送室１９に搬送した後、第２搬送室１９に連結している陰極層形成室２３へ搬送する。陰極層形成室２３には蒸着法など成膜方法を用いる成膜装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられており、当該成膜装置は減圧下においてアルミニウムなどの低抵抗材料からなる陰極層を有機機能層上に形成する。該陰極層が形成されて、陽極層、有機機能層、陰極層からなる有機ＥＬ素子が得られる。
陰極層が形成された基板は、第２基板搬送ロボットによって陰極層形成室２３から第２搬送室１９に連結している封止室２４に搬送される。封止室２４にはプラズマＣＶＤ法等の成膜方法を用いる成膜装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられており、該成膜装置によって窒化シリコン等の無機材料からなりかつ有機ＥＬ素子を封止する封止層が減圧下で成膜される。
封止層が形成された基板は、第２搬送室１９を経て、アンロード室２５に搬送される。アンロード室２５は、封止層によって封止されている有機ＥＬ素子が形成されている基板を有機ＥＬ素子製造装置１２の外部へ取出す場所である。アンロード室２５には、大気を導入する弁などの減圧状態から大気圧に戻すための加圧手段（図示せず）が設けられている。
上記の如く、有機ＥＬ素子製造装置は、有機機能層を形成する前に陽極層表面を大気に曝さないことから、陽極層表面を清浄に維持することができる故、低電圧で発光する高輝度で長寿命の有機ＥＬ素子を得ることができる。
また、アッシングと表面処理によってレジストを完全に除去できることから、陽極層表面を清浄にすることができる。
変形例として、有機ＥＬ素子製造装置は、陽極層にエッチング処理を施すエッチング室が設けられても良い。例えば、図４に示す如く、有機ＥＬ素子製造装置２６はロード室１４とアッシング室１５の間に第１搬送室に連結しているエッチング室２７を有し、その他は上述した図３に示す如き有機ＥＬ素子製造装置１２と同様としても良い。エッチング室２７には、ドライエッチング装置（図示せず）と減圧手段（図示せず）が設けられている。ドライエッチング装置としては、ハロゲンガス等のエッチングガスを用いたプラズマエッチング装置、若しくはハロゲン化水素ガスと不活性ガスとの混合ガスを用いた反応性イオンエッチング装置などが使用できる。
上記の如き構成の有機ＥＬ素子製造装置２６は、陽極層上に所定のパターンのレジストが配されている基板をロード室１４に導入する。ロード室１４の基板は、第１基板搬送ロボットによって第１搬送室１３に搬送された後、エッチング室２７に導入される。エッチング室２７に導入された基板は、レジストをマスクとして該陽極層にドライエッチング処理が減圧下において施される。
エッチング処理後、第１基板搬送ロボットが、第１搬送室１３を経てアッシング室１５へと当該基板を搬送する。なお有機ＥＬ素子製造装置２６において、アッシング室１５からアンロード室２５に至るまでの手順は、上述した図３に示す如き有機ＥＬ素子製造装置１２におけるアッシング室１５からアンロード室２５までの手順と略同一である。
上記の如き有機ＥＬ素子製造装置によれば、エッチング処理後に陽極層を大気に曝さないことから、大気からの汚染物が陽極層の表面に付着することを防止できる故、エッチング処理後の洗浄が容易になる。従って、陽極層の表面に汚染物がない有機ＥＬ素子を形成することができる。
なお、上記実施例において有機機能層が４層構造体である故、有機ＥＬ素子製造装置は有機機能層形成室を４室有するものの、これに限定されない。例えば、有機機能層が正孔注入輸送層、発光層、電子注入輸送層からなる３層構造体である場合、有機ＥＬ素子製造装置は有機機能層形成室を３室有することとしても良い。
基板上に陽極層を成膜する陽極成膜工程と該陽極層上にレジストを配する工程と該レジストをマスクとして該陽極層にエッチング処理を施すエッチング工程と該エッチング工程後に該レジストをドライアッシング処理により除去するレジスト除去工程と該レジスト除去工程後に表面処理を該陽極層に対して施す表面処理工程とを含む陽極層形成工程と、該陽極層形成工程後に、少なくとも発光層を有する有機機能層を該陽極層上に形成する有機機能層形成工程と、該有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成工程と、該陽極層と該有機機能層と該陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止工程と、を含み、該レジスト除去工程以降は該陽極層を大気に曝さない、ことを特徴とする本発明の有機ＥＬ素子の製造方法によれば、レジストを用いたエッチング処理によって陽極層のパターンが形成できることからメタルマスクを用いる場合に比べて微細な陽極層パターンを形成できるだけでなく、陽極層に対する大気からの汚染を防止しつつレジストを完全に除去して有機機能層を形成することから該汚染による有機機能層から有機機能層への正孔注入効率の低下を防止できる故、低電圧で高輝度の有機ＥＬ素子を得ることができる。
基板と該基板上に設けられている陽極層と該陽極層上に配されているレジストとを有する構造体を導入するロード室と、該レジストをドライアッシングにより除去するアッシング室と、該レジストが除去された後の該陽極層の表面に表面処理を施す表面処理室と、該表面処理が施された該陽極層の上に有機機能層を形成する有機機能層形成室と、該有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成室と、該陽極層と該有機機能層と該陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止室と、を含む処理部と、該処理部に連結しかつ該基板を搬送する手段が備えられている搬送室と、を含み、上記搬送室が減圧手段を含む、ことを特徴とする本発明の有機ＥＬ素子の製造装置によれば、レジストを陽極層上から完全に除去しかつ陽極層に対する大気からの汚染を防止できることから、陽極層に付着した汚染物質と有機機能層との反応による有機機能層の劣化を防止することができる故、長寿命の有機ＥＬ素子を形成することができる。
１ 基板
２ 陽極層
８ 有機機能層
９ 陰極層
１０ 有機ＥＬ素子
１２、２６ 有機ＥＬ素子製造装置
１３ 第１搬送室
１４ ロード室
１５ アッシング室
１６ 表面処理室
１７ 第１有機機能層形成室
１８ 待機室
１９ 第２搬送室
２０ 第２有機機能層形成室
２１ 第３有機機能層形成室
２２ 第４有機機能層形成室
２３ 陰極層形成室
２４ 封止室
２５ アンロード室
２７ エッチング室
２ 陽極層
８ 有機機能層
９ 陰極層
１０ 有機ＥＬ素子
１２、２６ 有機ＥＬ素子製造装置
１３ 第１搬送室
１４ ロード室
１５ アッシング室
１６ 表面処理室
１７ 第１有機機能層形成室
１８ 待機室
１９ 第２搬送室
２０ 第２有機機能層形成室
２１ 第３有機機能層形成室
２２ 第４有機機能層形成室
２３ 陰極層形成室
２４ 封止室
２５ アンロード室
２７ エッチング室
Claims (16)
- 基板上に陽極層を成膜する陽極成膜工程と前記陽極層上にレジストを配する工程と前記レジストをマスクとして前記陽極層にエッチング処理を施すエッチング工程と前記エッチング工程後に前記レジストをドライアッシング処理により除去するレジスト除去工程と前記レジスト除去工程後に表面処理を前記陽極層に対して施す表面処理工程とを含む陽極層形成工程と、
前記陽極層形成工程後に、少なくとも発光層を有する有機機能層を前記陽極層上に形成する有機機能層形成工程と、
前記有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成工程と、
前記陽極層と前記有機機能層と前記陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止工程と、を含み、
前記レジスト除去工程以降は前記陽極層を大気に曝さない、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。 - 前記エッチング工程はウエットエッチング処理を施す工程であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記エッチング工程はドライエッチング処理を施す工程であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記エッチング工程以降は前記陽極層を大気に曝さないことを特徴とする請求項３記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記ドライエッチング処理はプラズマエッチング処理であることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記ドライエッチング処理は反応性イオンエッチング処理であることを特徴とする請求項４記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記ドライアッシング処理はプラズマアッシング処理であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記ドライアッシング処理はオゾンアッシング処理であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 前記表面処理工程は、加熱処理、ＵＶ／オゾン処理、エキシマ処理及びプラズマ処理のうち少なくとも１つを施す工程であることを特徴とする請求項１記載の有機エレクトロルミネセンス素子の製造方法。
- 基板と前記基板上に設けられている陽極層と前記陽極層上に配されているレジストとを有する構造体を導入するロード室と、
前記レジストをドライアッシングにより除去するアッシング室と、
前記レジストが除去された後の前記陽極層の表面に表面処理を施す表面処理室と、
前記表面処理が施された前記陽極層の上に有機機能層を形成する有機機能層形成室と、
前記有機機能層上に陰極層を形成する陰極層形成室と、
前記陽極層と前記有機機能層と前記陰極層とからなる有機エレクトロルミネセンス素子を封止部材によって封止する封止室と、を含む処理部と、
前記処理部に連結しかつ前記基板を搬送する手段が備えられている搬送室と、を含み、
上記搬送室が減圧手段を含む、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装置。 - 前記処理部は前記レジストをマスクとして前記陽極層に対してドライエッチング処理を施すエッチング室を有することを特徴とする請求項１０記載の製造装置。
- 前記エッチング室はプラズマエッチング処理手段を備えていることを特徴とする請求項１１記載の製造装置。
- 前記エッチング室は反応性イオンエッチング処理手段を備えていることを特徴とする請求項１１記載の製造装置。
- 前記アッシング室はプラズマアッシング処理手段を備えていることを特徴とする請求項１０記載の製造装置。
- 前記アッシング室はオゾンアッシング処理手段を備えていることを特徴とする請求項１０記載の製造装置。
- 前記表面処理室は、加熱処理手段、ＵＶ／オゾン処理手段、エキシマ処理手段及びプラズマ処理手段のうちすくなくとも１つを備えていることを特徴とする請求項１０記載の製造装置。
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- 2004-11-23 US US10/994,315 patent/US20050109732A1/en not_active Abandoned
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