JP2006202510A - 有機ｅｌ装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 蒸着によって有機機能層を形成する際の、蒸着材料の利用効率を高め、膜厚の制御を容易とした、有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】 隔壁３２に囲まれた複数の画素領域３３を備える素子基板３０に、画素領域３３に有機機能層を蒸着によって形成する。このとき、ボート隔壁ＢＨに囲まれて平面視した状態で画素領域３３に対応した形状となる材料配置部２０が複数備えられ、材料配置部２０に有機機能層１８となる所定量の有機材料１９が設けられた蒸着ボート１０を用意する。そして、蒸着ボート１０の材料配置部２０に素子基板３０の画素領域３３が対向するように、蒸着ボート１０と素子基板３０とを重ね合わせる。その後、蒸着ボート１０を加熱することで、有機材料１９を素子基板１０の画素領域３３に蒸着させ、有機機能層を形成する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法に関する。

近年、自発光素子の表示装置として、有機ＥＬ装置の研究が活発化している。この有機ＥＬ装置に用いられる有機ＥＬ素子は、一対の電極と、その間に有機機能層挟持する構成を有している。この様な有機ＥＬ素子を用いて表示装置を作成する場合、複数の有機機能層を分割して配置する必要がある。

この有機機能層を形成する際には、通常、蒸着マスクを用いた真空蒸着法が採用されている。しかしながら、この方法では蒸着マスク上を含め全面に成膜するため、蒸着材料（有機材料）の使用効率が悪い。また、蒸着マスクの耐久性に課題があり、高い生産効率を確保することが難しい。更には、膜厚の均一性を高めるために蒸着源と基板等の被蒸着体との間隔が広くする必要があり、基板以外の場所にも蒸着材料が付着してしまい材料の利用効率が悪かった。
そこで、蒸着源と被蒸着体となる基板との間隔を狭めて、基板以外に蒸着材料が付着する量を減らすとともに、基板上の隔壁に合わせて蒸着源を移動し、この蒸着源が備えたシャッタの開閉することで選択的に蒸着を行い、材料の利用効率と膜厚の均一性を高めた技術がある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−６３１１号公報

しかしながら、前記の蒸着装置を用いた場合、蒸着源からの蒸発が安定するまでの間に材料が消費されたり、シャッターや蒸着マスク等素子以外の領域に付着する分を削減することは難しく、大幅に材料の利用効率を上げることは困難であった。

本発明は前記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、蒸着によって有機機能層を形成する際の、蒸着材料の利用効率を高め、膜厚の制御を容易にした、有機ＥＬ装置の製造方法を提供することにある。

本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、複数の画素領域を備える素子基板の前記画素領域に有機機能層を形成する工程で、前記複数の画素領域に対応して隔壁により区画された材料配置部を有する蒸着ボートを用い、前記蒸着ボートの前記材料配置部に有機機能層となる有機材料を配置し、前記蒸着ボートの材料配置部に前記素子基板の画素領域が対向するように、前記蒸着ボートと前記素子基板とを重ね合わせ、前記材料配置部を加熱し、前記有機材料を前記素子基板の画素領域に蒸着することにより、前記有機機能層を形成することを特徴とする。

本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、材料配置部に設けられた有機材料が例えば発光層を構成する発光層材料である場合、各材料配置部を加熱することで、画素領域に対応した材料配置部に配置された発光層材料が蒸発する。このとき、材料配置部から蒸発した発光層材料のほとんどは、この材料配置部に対向した画素領域にのみ選択的に付着して、均一な膜厚の発光層となる。また、材料配置部に、所定の膜厚の発光層を形成するのに必要な所定量の発光を配置し、発光層材料を全て蒸発させることで発光層の膜厚を略一定にすることができる。画素形成領域以外の場所に付着する有機材料が僅かなため、蒸着時の材料の利用効率が高くなる。また、前記材料配置部に設ける発光層材料の量によって前記発光層の膜厚を調整することが可能なため、膜厚制御が容易となる。

前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記蒸着ボートは、少なくとも第１の材料配置部と第２の材料配置部とを備え、前記第１の材料配置部に前記第２の材料配置部と異なる有機材料を配置することが好ましい。
前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記材料配置部が、少なくとも第１の材料配置部と第２の材料配置部とを備え、前記第１の材料配置部と第２の材料配置部とには、異なる有機材料が設けられていることが好ましい。
このようにすれば、例えば第１の材料配置部の赤色の発光層材料、第２の材料配置部に青色の発光層材料を配置することで、一度の蒸着工程で２色の発光層材料を蒸着することができ、製造工程を簡略化できる。
また、第３の材料配置部を設けて、この第３の配置部に、例えば緑色の発光層材料を配置した場合、一度の蒸着工程で３色の発光層材料を蒸着することができ、より製造工程の簡略化を図ることができる。

前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記材料配置部をヒータにより加熱することが好ましい。
例えば蒸着ボートをシリコンで形成した場合、シースヒータやヒータブロック等を蒸着ボートに接触させることで、その熱を材料配置部に伝えることができ、効率的に材料配置部を加熱することが可能である。このため装置として簡単な構成で、効率的に有機機能層を形成することができる。

前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記材料配置部をランプ或いはレーザにより加熱することが好ましい。
ランプやレーザを用いた加熱は、接触時の熱抵抗等による影響が無く、また高い制御性を有している。このため、より均一に各材料配置部を加熱することが可能であり、均一な膜質と工程の高い再現性が得られる。

前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記蒸着ボートが光透過性を有することが好ましい。
光透過性を有する蒸着ボートを用いることにより、各画素領域と対応する材料配置部との位置合わせを、蒸着ボートの側から観察することにより行うことができる。このため、不透明な素子基板を用いる場合でも、容易に位置合わせを行うことができる。また、材料配置部近傍のみを直接的に加熱することも可能である。このため、蒸着に寄与する熱の効率が高く、蒸着ボートや素子基板の余分な熱上昇を抑えることができる。

前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記蒸着ボートの隔壁上に、突起部を設けたことが好ましい。
このようにすれば、前記素子基板と前記蒸着ボートとを対向するように重ね合わせた際に、前記突起部が前記素子基板と前記蒸着ボートとの間のスペーサとして機能する。このため、素子基板と蒸着ボートとの間に間隙を確保することができる。この間隙により、材料配置部及び画素領域の排気を行うことが可能となり、真空での蒸着を行うことができる。また、蒸着ボートから素子基板への熱伝導を抑制することが出来、素子基板の温度上昇、形成した有機機能層への影響を低減することができる。さらに、素子基板の汚染を防止することもできる。

前記の有機ＥＬ装置の製造方法においては、前記材料配置部に液滴吐出法を用いて前記有機材料を配置することが好ましい。
液滴吐出法を用いることで高い精度で所定量の材料を配置することができる。このため、容易に一定量の有機材料を各材料配置部に配置することができ、更に、各画素領域に蒸着する膜厚を均一にすることができる。

以下、本発明の有機ＥＬ装置（有機エレクトロルミネッセンス装置）の製造方法における第１の実施形態について説明する。
さらに、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によって用いる蒸着ボート及び本発明の有機ＥＬ装置の製造方法により得られる有機ＥＬ装置についても説明する。

（有機ＥＬ装置の構成）
まず始めに、本発明によって得られた有機ＥＬ装置について説明する。
図１は、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法によって得た有機ＥＬ装置１を模式的に示す断面図である。
この有機ＥＬ装置１は、素子基板３０上に、図示しないＴＦＴなどの回路等からなる回路素子部、画素電極３１が形成されている。そして、前記画素電極３１の周辺部の一部を覆うようにして、隔壁３２が設けられている。

前記隔壁３２は、図１に示したように、素子基板３０側に位置する無機物隔壁３２ａと、この無機物隔壁３２ａ上に積層され、該無機物隔壁３２ａより幅の狭い有機物隔壁３２ｂとにより構成されている。
前記無機物隔壁３２ａは、その周縁部が画素電極３１の周縁部上に乗り上げるように形成されている。
また、有機物隔壁３２ｂも同様に、その一部が画素電極３１の周縁部と平面的に重なるように配置されている。そして、前記隔壁３２に囲まれた領域は、有機ＥＬ装置１の画素領域３３となっている。なお、本実施形態の画素領域３３は、長円形状となっている。また、素子基板３０上に複数の前記画素領域３３が形成されている。

前記画素領域３３には、正孔注入／輸送層１６、発光層１８、及び電子注入／輸送層１７を順次積層することで発光素子を形成している。
なお、本実施形態における有機ＥＬ装置１は、陰極２１に透明な材料を用いることにより、発光する光を陰極２１側から出射させる、所謂トップエミッションタイプのものとした。透明な材料としては、例えば、インジウム・スズ酸化物（ＩＴＯ：Indium Tin Oxide）等を用いる事ができる。

次に、有機機能層としての前記発光層１８を形成する際に用いた蒸着ボート１０について説明する。
図２（ａ）は、前記蒸着ボート１０を示す平面図である。図２（ａ）に示すように、本実施形態における蒸着ボート１０は、例えば円形状のシリコン基板から形成されている。また、前記蒸着ボート１０には、ボート隔壁ＢＨに囲まれた材料配置部２０が縦横に整列した状態で多数形成されている。
前記材料配置部２０は、平面的には有機ＥＬ装置１の画素領域３３に対応した形状となっていて、本実施形態においては長円形状となっている。ここで、画素領域３３に対応する形状とは、例えば前記材料配置部２０と前記有機ＥＬ装置１との画素領域の平面的に略同じ大きさで相似形状になっていることを意味している。

図２（ｂ）は、図２（ａ）に示した蒸着ボート１０における、Ａ−Ａ線矢視における要部側断面図である。
前記蒸着ボート１０は、ボート隔壁ＢＨによって隔てられた材料配置部２０を備えており、この材料配置部２０は、図２（ｂ）に示すように前記蒸着ボート１０に対して凹部形状となっている。この凹部形状は、例えば蒸着ボート１０を構成するためのシリコン基板にフォトリソグラフィ等によってパターニングされたレジストを用いてエッチングされたことで、長円形状（図２（ａ）参照）に形成されたものである。この凹部の深さ（隔壁ＢＨの高さ）は２μｍから２０μｍで、画素領域３３の大きさ、間隔等により適宜選ばれる。

前記の各材料配置部２０は、前記ボート隔壁ＢＨによって隔てられているので、隣り合う材料配置部２０に設けられた発光層材料１９が混在することを防止することができる。よって、この蒸着ボート１０は、後述するように、隣り合う材料配置部２０に異なる色の発光層材料１９を配置して使用することが可能となっている。

また、前記ボート隔壁ＢＨ上には、例えば樹脂、窒化珪素、酸化珪素等から形成された複数の突起部１１が設けられている。この突起部１１は、後述する前記蒸着ボート１０と有機ＥＬ装置１となる素子基板３０とを対向するように重ね合わせる場合にスペーサとして機能するものである。突起部１１は高さ２μｍから１０μｍ、幅５μｍから２０μｍであり、画素領域３３の大きさ、間隔等により適宜選ばれる。なお、突起部１１は素子基板３０と蒸着ボート１０の間隔を確保する様なものであれば、素子基板３０の側或いは素子基板３０と蒸着ボート１０の両方に設けても良い。

さらに、本実施形態における蒸着ボート１０は、有機ＥＬ装置１を構成する素子基板１０とほぼ同じ大きさのものであり、前記素子基板１０の画素領域３３に対応する数の材料配置部２０が設けられている。よって、後述する発光層１８の形成工程では、一度に全ての画素領域３３に発光層１８を形成することができるようになっている。
なお、前記素子基板３０に対し、小さく分割された蒸着ボート１０を用いてもよい。このとき、分割された複数の前記蒸着ボート３０を素子基板３０上に重ね合わせて、全ての画素領域３３に発光層１８を形成できる。
あるいは、前記の小さく分割された蒸着ボート３０によって、発光層１８の形成工程を複数回繰り返すことで、すべての画素領域３３に発光層１８を形成することができる。

（有機材料配置工程）
次に、図３を用いて、前記蒸着ボート１０の前記材料配置部２０に、有機ＥＬ装置１の発光層１８を形成するための発光層材料（有機材料）を配置する方法について説明する。本実施形態では、前記有機ＥＬ装置１の発光層１８を前述した蒸着ボート１０を用い、図３に示すようにこの蒸着ボート１０の各材料配置部２０（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）に３種類（Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色））の発光層材料１９（１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂ）を設ける。前記発光層材料１９としては、前記発光層１８を蒸着によって形成するため、蛍光あるいは燐光を発光することが可能な公知の低分子材料を用いることができ、例えば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、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、チアジアゾロピリジン誘導体、またはこれら低分子材料に、ルブレン、キナクリドン誘導体、フェノキサゾン誘導体、ＤＣＭ、ＤＣＪ、ペリノン、ペリレン誘導体、クマリン誘導体、ジアザインダセン誘導体等をドープして用いることができる。なお、前記発光層材料１９は、これらに限定されるものではなく、蒸着により成膜することが可能なものであれば高分子材料を用いても良い。

まず始めに、蒸着ボート１０の前記材料配置部２０に、例えば前記発光層材料１９を溶媒に溶解または分散したものを、液滴吐出法（以下、インクジェット法）によって各材料配置部２０に配置する。これを乾燥して溶媒を除去することにより、前記各材料配置部２０は、所定量の発光層材料１９が配置することができる。インクジェット法は配置する液滴の量を高い精度で制御することが可能であり、所望の量の発光層材料１９を各材料配置部２０に配置することが可能である。なお、所定量の発光層材料１９とは、所望の膜厚の発光層１８を形成するための量を意味しており、例えば予め実験等によって定めて置くことが可能なものである。

前記発光層材料１９としては、赤色（Ｒ）に発光する赤色発光層材料１９Ｒ、緑色（Ｇ）に発光する緑色発光層材料１９Ｇ、青色（Ｂ）に発光する青色発光層材料１９Ｂの３種類の発光層材料１９を用いた。
このとき、前記材料配置部２０は、前記赤色発光層材料１９Ｒを赤色材料配置部（第１の材料配置部）２０Ｒに、前記緑色発光層材料１９Ｇを緑色材料配置部（第２の材料配置部）２０Ｇに、前記青色発光層材料１９Ｂを青色材料配置部（第３の材料配置部）２０Ｂに配置している。

インクジェット法を用いることで、蒸着ボート１０上に設けられた前記の各材料配置部２０（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）毎に異なる色の発光層１８となる発光層材料１９（１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂ）を配置することができる。よって、前記蒸着ボート１０上に、配置する発光層材料１９を有機ＥＬ装置１の画素領域３３のＲ，Ｇ，Ｂ配列に対応するように配置されたものとすることができる。

（有機ＥＬ装置の製造工程）
以下、図４から図７を用いて、前述した蒸着ボート１０を用いて、発光層１８を形成する有機ＥＬ装置１の製造方法について説明する。また、本実施形態においては、発光層１８、及び正孔注入／輸送層１７からなる有機機能層のうち、前記発光層１８を前記蒸着ボート１０を用いて形成する場合を説明する。

（陽極形成工程）
図４に示すようなガラス等からなる素子基板３０を用意し、この素子基板３０上に図示しない薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）素子や各種配線等を含んだ回路素子を公知の方法により形成する。さらに、層間絶縁層や平坦化膜を形成した後、蒸着法によりインジウム錫酸化物（ＩＴＯ）を全面成膜し、これをフォトリソグラフィ法により画素毎にパターニングすることで画素電極３１を得る。なお、本実施形態の有機ＥＬ装置１は、前述したようにトップエミッション型であるので、前記画素電極３１としては、透明である必要がなく、したがって適宜な導電材料によって形成される。

（隔壁形成工程）
次に、図４に示したように、素子基板３０の所定の位置に隔壁３２を形成する。この隔壁３２は、第１の隔壁として無機物隔壁３２ａが形成され、第２の隔壁として有機物隔壁３２ｂが形成された構造からなるものである。
前記隔壁３２を形成するに際し、まず前記素子基板３０上の所定の位置に無機物隔壁３２ａを形成する。
前記無機物隔壁３２ａは、例えばＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法等によって素子基板３０及び画素電極３１の全面にＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＳｉＮ等の無機物膜を形成し、次にこの無機物膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングして、画素電極３１上に開口部を設けることにより形成する。この開口部は、画素電極３１の電極面３１ａの形成位置に対応するものとなり、下部開口部３２ｃとなる。
このとき、無機物隔壁３２ａは、その周縁部の一部が画素電極３１の周縁部の一部と重なるように形成される。

次いで、無機物隔壁３２ａ上に、第２の隔壁としての有機物隔壁３２ｂを形成する。
有機物隔壁３２ｂは、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の耐熱性、耐溶剤性を有する有機樹脂を材料として用いることができる。前記有機物隔壁３２ｂは、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機樹脂を溶媒に溶かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して形成する。そして、有機物隔壁３２ｂをフォトリソグラフィ法によりパターニングして開口を設ける。この有機物隔壁３２ｂの開口部は、図４に示したように、無機物隔壁３２ａの下部開口部３２ｃよりやや広く形成することが好ましい。これにより、前記画素電極３１上に、無機物隔壁３２ａ及び有機物隔壁３２ｂを貫通する上部開口部３２ｄが形成される。すなわち、前記隔壁３２に囲まれた領域は、有機ＥＬ装置１の画素領域３３となる。

（プラズマ処理工程）
このプラズマ処理工程は、画素電極３１の表面を活性化処理すること、更に隔壁３２の表面を撥液化することを目的としてしている。
活性化処理工程は、画素電極３１を構成する材料の表面洗浄、更に仕事関数の調整、更には画素電極３１等の表面の親液化を主な目的として行われる。ここでは、Ｏ_２プラズマ処理により、画素電極３１の電極面３１ａ、無機物隔壁３２ａの第１積層部３２ｅ及び有機物隔壁３２ｂの上部開口部３２ｄの側面ならびに上面３２ｆが親液化される。この親液処理により、これらの各面に水酸基を導入され、親液性が付与される。

撥液処理工程は、本実施形態における後述のインクジェット工程（正孔注入／輸送層形成工程）において吐出された液滴が隔壁表面に留まらないように、隔壁表面を撥液化することを目的として行なわれる。
ここでは、撥液化工程として、大気雰囲気中でテトラフルオロメタン（四フッ化メタン：ＣＦ_４）を処理ガスとするプラズマ処理を行う。この処理ガスとしては、これ以外の他のフルオロカーボン系のガスを用いることも可能である。

このＣＦ_４プラズマ処理により、上部開口部３２ｄの側面及び有機物隔壁の上面３２ｆが撥液化される。この撥液処理により、これらの各面にフッ素基が導入されて撥液性が付与される。有機物隔壁３２ｂを構成するアクリル樹脂、ポリイミド樹脂等の有機物はプラズマ状態のフルオロカーボンが照射することで容易に撥液化させることができる。また、Ｏ_２プラズマにより前処理した方がフッ素化されやすい、という特徴を有しており、本実施形態には特に有効である。なお、前記画素電極３１の電極面３１ａ及び無機物隔壁３２ａの第１積層部３２ｅは撥液化されることは無く、親液性を維持している。

（正孔注入／輸送層形成工程）
次に、図５に示すように、画素電極３１上の画素領域３３に正孔注入／輸送層１６を形成する。本実施形態では、インクジェット法を用いて前記正孔注入／輸送層１６を形成する。
ここで、インクジェットヘッド（図示せず）により、正孔注入／輸送層形成材料を画素領域３３に吐出する。その後に乾燥処理及び熱処理を行うことで、正孔注入/輸送層１６が形成される。

本実施形態における正孔注入／輸送層形成材料としては、例えばポリエチレンジオキシチオフェン（ＰＥＤＯＴ）等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルフォン酸（ＰＳＳ）等の混合物を極性溶媒に溶解させた組成物を用いることができる。極性溶媒としては、例えば、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）、ｎ−ブチルアルコール、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン（ＤＭＩ）及びその誘導体、カルビトールアセテート、ブチルカルビトールアセテート等のグリコール類等を挙げることができる。
なお、正孔注入／輸送層形成材料は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各発光層１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂに対して同じ材料を用いても良く、各発光層毎に変えても良い。

インクジェットヘッド（図示せず）から吐出された正孔注入／輸送層形成材料の液滴は、親液処理された第１積層部３２ｅ上に広がり、下部、上部開口部３２ｃ、３２ｄ内に充填される。仮に、正孔注入／輸送層形成材料の液滴が所定の吐出位置からはずれて上面３２ｆ上に吐出されたとしても、上面３２ｆは前記の工程によって撥液処理がされているので、その液滴は上面３２ｆに留まることが出来ない。ビーズ状にはじかれたその液滴は、近傍の上部開口部３２ｃ、３２ｄ内に転がり込む。

なお、前記正孔注入／輸送層１６の塗布方法としては、前述したインクジェット法以外の公知の液相法（ウエットプロセス、湿式塗布法）を適応してもよく、例えばスピンコート法、スリットコート法、ディップコート法、スプレー成膜法、印刷法等を用いてもよい。このとき、前記正孔注入／輸送層１６が前記隔壁３２、及び前記素子基板３０の全面を覆うように形成してもよい。

次いで、乾燥工程を行う事により、吐出後の正孔注入／輸送層形成材料を乾燥処理し、正孔注入／輸送層形成材料に含まれる極性溶媒を蒸発させ、正孔注入／輸送層１６を形成する。

（発光層形成工程）
次に、前述した蒸着ボート１０によって、前記正孔注入／輸送層１６上に発光層１８を形成する工程について説明する。図６（ａ）は、前記素子基板３０と蒸着ボート１０とを対向させるようにして重ねた際の側断面図である。
まず、前記蒸着ボート１０の材料配置部２０と、前記素子基板３０の画素領域３３とを対向するように、前記蒸着ボート１０と前記素子基板３０とを重ね合わせる。

図６（ａ）に示したように、前記各材料配置部２０（２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂ）は、その発光層材料１９の色が各画素領域３３におけるＲ，Ｇ，Ｂに対応するようになっている。すなわち、前記赤色材料配置部２０Ｒは、赤色を発光する画素領域３３Ｒと対応し、前記緑色材料配置部２０Ｇは、緑色を発光する画素領域３３Ｂに対応し、前記青色材料配置部２０Ｂは、青色を発光する画素領域３３Ｂに対応するように、前記蒸着ボート１０と前記素子基板３０とが重なり合っている。このとき、前記画素領域３３と前記材料配置部２０とが対応するとは、平面的に材料配置部２０の中心と画素領域３３の中心とがほぼ一致することを意味している。

ここで、前記材料配置部２０と前記画素領域３３との、平面形状の関係について説明する。図６（ｂ）は、前記材料配置部２０と前記画素領域３３とを平面形状の関係を模式的に示す図である。なお、図６（ｂ）においては、画素領域３３の形状を実線で、対応する材料配置部２０の形状を破線或いは一点破線で表している。
図６（ｂ）に一点破線で示すように、前記材料配置部２０の形状は対応する前記画素領域３３とほぼ相似形状であり対応する前記画素領域３３の寸法に対して、±２０％の範囲ｐｍ２０となることが好ましい。更には、±１０％の範囲ｐｍ１０となることがより好ましい。

前記材料配置部２０の面積が前記画素領域３３の寸法より大きくした場合、前記材料配置部２０に設けられた発光層材料１９は蒸発する際に前記画素領域３３より広い範囲に付着するので、前記画素領域３３全体に均一な膜厚の発光層１８を形成することができる。しかしながら、前記材料配置部２０の寸法を前記画素領域３３の寸法に対しての１２０％より大きくしても、より膜厚がすることはなく、材料配置部２０に配置する発光層材料１９の必要量が多くなる。すると、発光層１８を形成する際に、蒸着材料の利用効率が低下してしまう。

また、前記材料配置部２０の面積が前記画素領域３３の寸法に対して小さくした場合、前記材料配置部２０に配置する発光層材料１９の必要量を少なくできるので、蒸着材料の利用効率を向上できる。しかしながら、前記材料配置部２０の寸法を前記画素領域３３の寸法に対しての８０％より小さくすると、前記画素領域３３に形成される発光層１８の膜厚の均一性が低下してしまう。
なお、前記材料配置部２０の寸法が前記画素領域３３の寸法に対しての９０％以上で１１０％より小さい場合には、高い蒸着材料の利用効率と発光層１８の膜厚の高い均一性を両立させることができる。

本実施形態では、前記材料配置部２０と前記画素領域３３の平面形状とが略同じ場合（寸法の比率が１００％）について説明する。
よって、高い蒸着材料の利用効率と均一な膜厚の発光層１８をを得られるものとなっている。
以上、材料配置部２０の形状を、画素領域３３と相似形状とする場合について説明したが、目的に応じ適宜異なる形状の材料配置部２０を用いることも可能である。

前述したように、前記蒸着ボート１０のボート隔壁ＢＨ上には、突起部１１が形成されている。よって、図６（ａ）に示すように、前記蒸着ボート１０と前記素子基板３０とは、前記突起部１１がスペーサとして機能し間隙が生じるため、素子基板３０と蒸着ボート１０とが密着することを防止することができる。そして、前記画素領域３３と前記材料配置部２０との間の領域をこの間隙から排気することができ、真空状態で発光層１８を蒸着することが可能となる。また、後の加熱工程において、前記突起部１１によって前記蒸着ボート１０の熱が直接素子基板３０に伝わることを防止することができる。

本実施形態では、前記蒸着ボート１０と素子基板３０とを重ね合わせた後、前記材料配置部２０と画素領域３３との間の領域を排気し、前記の真空下で前記蒸着ボート１０に蒸着ボート１０全体を加熱することが可能なヒータＨを接触させる。すると、前記ヒータＨの熱が蒸着ボート１０に伝わり、間接的に材料配置部２０に設けられた発光層材料１９を加熱し蒸発させる。

このとき、例えば前記蒸着ボート１０の材料配置部２０に設けられた前記発光層材料１９は、前記材料配置部２０において、不均一な膜厚であったり結晶化していても問題となることは無い。
本発明では、前記蒸着ボート１０の材料配置部２０に設けられた発光層材料１９を蒸発させている。このとき蒸発した発光材料１９はある程度の広がりながら画素領域３３に蒸着されるため、画素領域３３内での膜厚を均一化する効果が得られる。また、蒸着によって得られる膜の膜質は蒸着材料１９の結晶状態に依存することは無い。よって、所定量の発光層材料１９が配置されていれば、均一な膜厚の発光層１８を形成することができる。

各前記材料配置部２０と前記画素領域３３とは、夫々対応する位置に配置され、平面形状もほぼ同様であり、さらに近接した状態となっているため、前記材料配置部２０から蒸発した発光層材料１９のほとんどは、この材料配置部２０に対応する対向した画素領域３３にのみ選択的に付着し、転写される。このため、図７に示すように各画素領域３３（３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ）に各色の発光層１８（１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ）を夫々形成することができる。このとき、前記の各材料配置部２０には、所望の膜厚の発光層１８となる量の発光層材料１９が設けられているので、全ての前記発光層材料１９を蒸発させることで、均一な膜厚の発光層１８を形成することができる。

具体的には、例えば前記赤色材料配置部２０Ｒから蒸発した赤色発光層材料１９Ｒは、対向する画素領域３３に選択的に付着して赤色発光層１８Ｒとなる。
また、前記材料配置部２０内の発光層材料１９を全て蒸発することで、蒸着ボート１０の材料配置部２０には蒸着材料が残らず発光層材料１９を無駄にすることがない。さらに、前記蒸着ボート１０は素子基板１０に近接していて、前記材料配置部２０から対応する画素領域３３にのみ選択的に前記発光層１８を蒸着できるため、マスクが不要となる。よって、マスクに発光層材料１９が付着することがなく、蒸着材料（発光層材料１９）の利用効率が高くなる。また、マスクの耐久性等の問題も発生しない。

前記ヒータＨによる加熱工程は、一般的に４００℃以下の温度で行うため、シリコン基板から形成されている蒸着ボート１０が熱によって劣化することは殆どない。よって、前記画素領域３３に発光層１８を形成した後、前記蒸着ボート１０の材料配置部２０を洗浄することで、この蒸着ボート１０を再度有機ＥＬ装置の蒸着に使用することができ、有機ＥＬ装置の製造コストの低減を図ることができる。なお、前記蒸着ボート１０の加熱に用いるヒータとして、前記の蒸着ボート全体を加熱するヒータＨの代わりに、蒸着ボート１０を局所的に加熱することの可能な接触型或いは非接触型のヒータを走査させることで加熱するようにしてもよい。この様な加熱が加熱が可能なヒータとしては、線状のシースヒータ、線状のランプヒータ、レーザ等を上げることができる。このような加熱方法を用いることで、使用するヒータの熱容量を低減することが可能であり、また同時に加熱されている領域が狭いため、素子基板３０の温度上昇を抑えることができる。また、ランプヒータや、レーザ等を用いると、接触状態による熱抵抗の変化の影響を受けることが無く、高い精度での温度制御が可能である。このため、蒸着工程の高い再現性が得られる。
本実施形態では、３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）に対応した材料配置部２０Ｒ，２０Ｇ，２０Ｂを設けているので、一度の蒸着工程で３色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）の発光層材料１９Ｒ，１９Ｇ，１９Ｂを対応する画素領域３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂに蒸着することができ、有機ＥＬ装置１の製造工程をより簡略化することができる。

前記各発光層１８を形成した後、前記蒸着ボート１０を素子基板３０から分離する。その後、図１に示したように、前記発光層１８上に電子注入／輸送層１７を形成する。
この電子注入／輸送層１７を形成する材料としては、ＬｉＦ等のアルカリ金属のフッ化物あるいは酸化物、マグネシウム銀、マグネシウムリチウム等の合金等を用いることができる。なお、本実施形態では電子注入／輸送層材料を成膜して電子注入／輸送層１７を真空蒸着等によって形成する。また、例えばスパッタ法等を用いることで、前記前記素子基板３０の全面に前記電子注入／輸送層１７を形成するようにしてもよい。
また、前記本実施形態では蒸着ボート１０がシリコン基板から形成されているので、ある程度高温での蒸着を必要とする材料の蒸着を行うことができる。よって、使用する電子注入／輸送材料に依っては前記蒸着ボート１０の材料配置部２０に電子注入／輸送層材料を配置し、前記画素領域３３に蒸着させ電子注入／輸送層１７を形成するようにしてもよい。

そして、前記電子注入／輸送層１７及び有機物バンク層３２ｂの全面に、陰極２１を形成する。
この陰極形成工程では、トップエミッション構造を実現するために、例えばイオンプレーティング法等の物理気相成長法により透明なＩＴＯを成膜して、陰極２１とする。このとき、この陰極２１については、発光層１８と有機物バンク層３２ｂの上面を覆うのはもちろん、有機物バンク層３２ｂの外側部を形成する壁面についてもこれを覆った状態となるように形成する。
また、前記陰極２１上に、酸素や水分の影響による有機ＥＬ素子の劣化を防止のため酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素等の保護層を設けても良い。

このように陰極２１が形成された後に、封止工程によって封止基板（図示せず）を設ける。この封止工程では、素子基板３０と対向する側にゲッター剤を貼着した該封止基板と素子基板３０とを封止樹脂にて貼り合せることにより、図１に示した有機ＥＬ装置１が完成となる。

本実施形態における有機ＥＬ装置１の製造方法においては、蒸着ボート１０を加熱することで、画素領域３３に対応した形状の前記材料配置部２０に設けられた発光層材料１９が蒸発する。このとき、前記材料配置部２０から蒸発した発光層材料１９のほとんどは、この材料配置部２０に対向した画素領域３３にのみ選択的に付着して、均一な膜厚の発光層１８を形成できる。また、蒸着ボート１０の材料配置部２０には、発光層１８を構成するための所定量の発光層材料１９が設けられているので、この発光層材料１９を全て蒸発させることで発光層１８の膜厚を一定にできる。よって、蒸着ボート１０を加熱することで均一な膜厚の発光層１８を形成でき、蒸着時の蒸着材料の利用効率も高くなる。また、前記材料配置部２０に設ける発光層材料１９の量によって前記発光層１８の膜厚を決定できるので、発光層１８を蒸着する際の膜厚制御を容易とすることができる。
なお、前記実施形態においては、正孔注入／輸送層１６をインクジェット法を用いて形成したが、前記蒸着ボート１０を用いることで、前記発光層１８と同様に蒸着により形成するようにしてもよい。
このとき、前記蒸着ボート１０に、例えばＴＰＤ、ＮＰＤ、オキサジアゾール誘導体等の低分子材料を溶媒に分散し、インクジェットヘッドにより前記材料配置部２０に吐出する。そして、前記発光層１８と同様にして、均一な膜厚の正孔注入／輸送層１６を形成することができる。この場合画素領域３３の間に隔壁３２を配置する必要は無く、画素電極３１を形成した次の工程で、発光層１８（１８，１８Ｇ，１８Ｂ）を形成する様にしても良い。

（第２の実施形態）
次に、有機ＥＬ装置の製造方法における第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態においては、前記発光層１８を形成する際に用いる蒸着ボート１０Ａと、この蒸着ボート１０Ａを加熱する方法とが前記第１の実施形態と異なる以外、同じ工程によって前記有機ＥＬ装置１を製造するものである。よって、同一の製造工程については説明を簡略化し、前記第１の実施形態と同一の構成要素には同符号を付して説明する。

図８は、本実施形態に用いる蒸着ボート１０Ａの側断面を示す図である。
図８に示すように、本実施形態における蒸着ボート１０Ａは、例えば光透過性を有した石英からなる基板部１０１の上面に、例えばタングステン，モリブデン等から形成された光吸収層１００が設けられている。そして、その光吸収層１００上には、前記第１の実施形態と同様に、ボート隔壁ＢＨに囲まれて平面的に前記素子基板３０の画素領域３３に対応した形状となる材料配置部２０が複数設けられている。隔壁ＢＨは酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素等の材料を用いて形成されており、２μｍから２０μｍ程度の膜厚を有している。この膜厚は画素領域３３の大きさや配置する間隔により適宜選ばれるもので、厚くすると隣接する画素領域と３３に対する蒸着の選択性を向上することができる。また、前記ボート隔壁ＢＨ上には、例えば樹脂、窒化珪素、酸化珪素等から形成された突起部１１が設けられている。このような蒸着ボート１０Ａを用意し、この蒸着ボート１０Ａの材料配置部２０に、前記第１の実施形態と同様にインクジェット法によって、発光層材料１９が配置されている。

次に、前記蒸着ボート１０Ａと素子基板３０とを重ね合わせた後、前記蒸着ボート１０Ａの材料配置部２０に設けられた発光層材料１９を加熱し、前記画素領域３３に蒸着させる工程について説明する。
蒸着ボート１０Ａにランプヒータやレーザにより光を照射すると、その光が光吸収層１００に吸収され発熱する。材料配置部２０はこの光吸収層１００上に設けられているため、発光層材料１９を効率良く加熱することができる。この時基板部１０１や隔壁ＢＨは直接加熱されないため蒸着ボート１０Ａ全体としての温度上昇を抑えることができる。このため、素子基板３０に伝わる熱も抑えられ、素子基板３０の温度上昇を抑えることができる。また、ランプヒータやレーザによる加熱は制御が容易なため、蒸着する温度、時間等の条件の再現性を向上することができる。このため、一定した膜質で均一な膜厚の発光層１８を安定して形成することができる。

なお、図９に示すように、前記発光層材料１９が設けられた前記材料配置部２０のみに前記光吸収層１００を形成するようにしてもよい。よって、平面的には、前記光吸収層１００は、前記材料配置部２０の直下に選択的に形成されている。また、前記光吸収層１００を形成しない領域には、前記のランプアニール、又はレーザアニールの光を遮断する遮光層１０２が形成されていて、前記素子基板３０が過剰に加熱されることを防止している。

したがって、前記のランプヒータ、又はレーザの光は、前記発光層材料１９の直下に設けられた前記光吸収層１００に選択的に照射され、効率良く発光層材料１９加熱することができる。材料配置領域だけを選択的に加熱することができるため、蒸着ボートの素子基板３０と対向する側の表面の平均温度を更に抑えることができる。従って、素子基板３０に伝わる熱を更に抑えることができ、素子基板３０の温度上昇を抑えることができる。

このようにして、均一な膜厚の発光層１８を形成した後、前記の第１の実施形態と同様にして、前記発光層１８上に電子注入／輸送層１７、及び陰極２１を順に積層して形成する。そして、封止工程によって、有機ＥＬ装置１を製造することができる。

なお、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、前記実施形態に限定されることなく種々の変更が可能である。例えば、前記の実施形態では、トップエミッション型の有機ＥＬ装置１を例にして説明したが、本発明はこれに限定されることなく、ボトムエミッション型にも、また、両側に発光光を出射するタイプのものにも適用可能である。

有機ＥＬ装置の製造方法により得た有機ＥＬ装置を示す側断面図である。 （ａ）は蒸着ボートの平面図、（ｂ）は（ａ）の要部側断面図である。 前記材料配置部に発光層材料を配置した状態を示す平面図である。 有機ＥＬ装置の製造工程を示す工程説明図である。 （ａ）は前記製造工程を示す図、（ｂ）は材料配置部の説明図である。 蒸着ボートにより有機ＥＬ装置の発光層形成工程を示す工程説明図である。 本実施形態によって製造された有機ＥＬ装置を示す側断面図である。 第２の実施形態における蒸着ボートの側断面図である。 図８に示す蒸着ボートの変形例を示す側断面図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ装置、１１…突起部、１６…正孔注入／輸送層（有機機能層）、１７…電子注入／輸送層、１８…発光層（有機機能層）、１９…発光層材料（有機材料）、２０…材料配置部、３０…素子基板、３２…隔壁、３３…画素領域、、ＢＨ…ボート隔壁、Ｈ…ヒータ

Claims (7)

1. 複数の画素領域を備える素子基板の前記画素領域に有機機能層を形成する工程で、
   前記複数の画素領域に対応して隔壁により区画された材料配置部を有する蒸着ボートを用い、
   前記蒸着ボートの前記材料配置部に有機機能層となる有機材料を配置し、
   前記蒸着ボートの材料配置部に前記素子基板の画素領域が対向するように、前記蒸着ボートと前記素子基板とを重ね合わせ、
   前記材料配置部を加熱し、前記有機材料を前記素子基板の画素領域に蒸着することにより、前記有機機能層を形成することを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
2. 前記蒸着ボートは、少なくとも第１の材料配置部と第２の材料配置部とを備え、前記第１の材料配置部に前記第２の材料配置部と異なる有機材料を配置することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
3. 前記材料配置部をヒータにより加熱することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
4. 前記材料配置部をランプ或いはレーザにより加熱することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
5. 前記蒸着ボートが光透過性を有することを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
6. 前記蒸着ボートの隔壁上に、突起部を設けたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
7. 前記材料配置部に液滴吐出法を用いて前記有機材料を配置することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
   
   
   

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