JP2006244944A

JP2006244944A - 有機ｅｌ装置の製造方法、蒸着ボート

Info

Publication number: JP2006244944A
Application number: JP2005062010A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Kurauchi; 伸幸倉内; Yoshihiko Machida; 佳彦町田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2005-03-07
Filing date: 2005-03-07
Publication date: 2006-09-14

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使用効率を高め、特に均一
な膜厚で有機機能層を形成することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の製造方法は、有機機能層形成工程において、画素領域３３のパタ
ーンに対応し且つ隔壁ＢＨにより凹状に区画形成されてなる材料配置部２０を備える蒸着
ボート１０を用いて蒸着を行うもので、蒸着ボート１０の材料配置部２０に有機材料１９
を配置する工程と、蒸着ボート１０と基板３０とを材料配置部２０と画素領域３３とが対
向するように重ね合わせる工程と、該重ね合わせた状態で発熱部５０により有機材料１９
を加熱し、該有機材料１９を基板３０側に蒸着させる工程とを有し、材料配置部２０には
、当該材料配置部２０の底面の中心部に形成され、且つ該底面から突出する凸部５１が具
備されていることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、有機ＥＬ装置の製造方法、蒸着ボートに関する。

近年、自発光素子を用いた表示装置である有機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、その間に挟持されてなる有機
機能層とを有した構成が一般的である。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画素毎にパターニングして配置する必要がある。

基板上に有機機能層をパターン形成する際には、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基板全面に成膜する
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を広げる必要があり、基板以外の場所にも蒸着材料が付着して
しまい、この点も材料の使用効率を低下させる要因となっていた。

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
ャッターの開閉することで選択的に蒸着を行い、材料の使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、上記特許文献１に開示されたような蒸着装置を用いても、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、大幅に材料の使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使用効率を高め、特に均一な膜厚で有機機能層を形成
することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することにある。また、本発明は、有機
ＥＬ装置の製造方法とともに、該製造時に適用可能な蒸着ボートを提供することを目的と
している。

上記課題を解決するために、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法は、複数の画素領域を有
す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、その一部に凸部が配置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材料を配置し、前記蒸着ボー
トの前記材料配置部に前記素子基板の前記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、前記有機材料を前記素子基板の前記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。

このような製造方法によれば、材料配置部から蒸発する材料の殆どは、該材料配置部に
対向した画素領域に選択的に付着する。つまり、マスクを用いていないため、蒸着材料が
基板以外のマスク等に付着することがなくなり、また材料配置部と画素領域とが対向する
ように位置合わせしつつ、蒸着ボートと基板とを重ね合わせた状態で蒸着を行うものとし
ているため、蒸着材料が非画素領域に付着することもなくなり、その結果、蒸着材料の殆
どが画素領域に選択付着し、ひいては材料の使用効率が飛躍的に向上することとなるので
ある。
また、上記製造方法によれば、形成する有機機能層の膜厚を均一化することができる。
つまり、材料配置部に対して平面内に均一な量で有機材料を配置して、これを蒸着させる
と、基板側に形成される蒸着膜（有機機能層）は中心部において厚膜となる傾向にあるが
、本発明では、材料配置部の底面に対し、その中心部に凸部を形成したことで、材料配置
部の中心部に配置される有機材料が、周辺部に配置される有機材料よりも相対的に少ない
こととなり、基板側に形成される蒸着膜が中心部において厚膜となる不具合を解消するこ
とができたのである。特に本発明では、有機機能層を形成する基板側の形状、具体的には
有機機能層の被形成面（被蒸着面）の形状が凹状又は凸状となっている場合にも、当該有
機機能層を均一な膜厚で形成することが可能となる。
更に、本発明では、配置した有機材料の殆どが画素領域に蒸着するため、配置した有機
材料の量と形成する有機機能層の膜厚とは一対一に対応することとなり、該材料配置部に
所定膜厚の有機機能層を形成するために必要な量の有機材料を配置し、これを全て蒸発さ
せることで、略設計通りの膜厚に有機機能層を形成することが可能である。

なお、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法においては、材料配置部の底面が平坦面とされ
ているものとすることができる。このように材料配置部の底面が平坦面の場合には、その
中心部に凸部を形成することで、形成する蒸着膜（有機機能層）の平坦化効果が一層顕著
なものとなる。

材料配置部に形成する凸部は、例えば材料配置部を区画形成する壁部と同一材料にて構
成することができる。この場合、所定の基材上に隔壁を形成して材料配置部を付与する場
合に、当該隔壁の形成と同一工程で凸部を形成することが可能となり、製造効率の向上を
実現することができるようになる。また、凸部の形状としては、滑らかな凸曲面からなる
もの、円錐や多角錘のもの、或いは多角柱のもの等を採用することができる。

また、本発明の有機ＥＬ装置の製造方法において、材料配置部に配置した有機材料を蒸
発させるために、ヒータにより当該材料配置部を加熱するものとすることができる。また
、材料配置部に配置した有機材料を蒸発させるために、該有機材料を加熱する発熱部を材
料配置部に設けることができる。このような発熱部により蒸着工程を促進することが可能
となる。ここで、このような発熱部を設ける場合には、材料配置部の底面及び側面に配設
することが好ましい。この場合、有機材料を底面及び側面の双方から加熱することができ
るため、該有機材料の加熱を迅速且つ確実に行うことができるようになり、有機材料の使
用効率を一層高めることが可能となる。

なお、前記発熱部は、ランプ或いはレーザ等の光照射により発熱する材料により構成さ
れてなるものとすることができる。このような発熱部によると、光照射により加熱をコン
トロールすることができるため、抵抗発熱体等に比して配線等が不要で構成が簡便なもの
となる。また、光照射量によって加熱量をコントロールすることも可能となる。なお、蒸
着ボートを光透過性に構成することで、該蒸着ボート側から光照射を行うことができる。

また、本発明の製造方法においては、前記蒸着ボートが、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の材料配置部には第２の材料配置部と異なる有機
材料を配置するものとすることができる。このようにすれば、例えば第１の材料配置部に
赤色、第２の材料配置部に青色の発光材料を配置することで、一度の蒸着工程で２色の発
光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の材料配置部に、例えば緑色の発光材料を配置した場合、一度の蒸着工程で
３色の発光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。

また、前記蒸着ボートの隔壁上に突起部を設けるものとすることができる。このように
すれば、基板と蒸着ボートとを対向するように重ね合わせた際に、突起部が基板と蒸着ボ
ートとの間のスペーサとして機能し、該基板と蒸着ボートとの間に間隙を確保することが
できるようになる。このような間隙を形成することにより、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、真空での蒸着が可能となる。また、蒸着ボートから基板への
熱伝導を抑制することができ、基板の温度上昇、形成した有機機能層への熱影響（材料の
分解、変質等）を防止ないし抑制することができる。更に、基板の汚染を防止することも
できる。

更に、本発明の製造方法においては、前記有機材料を前記材料配置部に配置する際に、
液滴吐出法を用いることができる。このように液滴吐出法を用いることで、高精度で所定
量の有機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、各画素領域に蒸着する膜厚設計を一層容易化することができる
ようになる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。なお、各図においては、
各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異
ならせてある。

（有機ＥＬ装置の構成）
まず、本発明を適用した方法により製造された有機ＥＬ装置の構成について説明する。
図１は、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及び画素電極３１が形成さ
れている。そして、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。

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。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、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、
後述するように長円形状となっている。また、素子基板３０上には複数の画素領域３３が
所定パターンで形成されている。

画素領域３３には、有機機能層としての正孔注入／輸送層１６、発光層１８、及び電子
注入／輸送層１７が順次積層されている。発光層１８は有機ＥＬ材料からなり、これら正
孔注入／輸送層１６、発光層１８、及び電子注入／輸送層１７が有機ＥＬ素子を構成して
いる。そして、電子注入／輸送層１７と隔壁３２上には陰極２１が形成されており、本実
施形態では、陰極２１に透明な材料を用いることにより、発光層１８で発光する光を陰極
２１側から出射させるものとしている（所謂トップエミッションタイプ）。陰極２１を構
成する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 Oxi
de）等を用いる事ができる。

（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、上記有機ＥＬ装置１の製造方法について図２〜図６を参照して説明する。本実施
の形態では、ガラス等の基板上に適宜配線、ＴＦＴ等を形成して素子基板３０を作製した
後、画素電極３１を形成する工程、隔壁３２を形成する工程、正孔注入／輸送層１６を形
成する工程、発光層１８を形成する工程、電子注入／輸送層１７を形成する工程、陰極２
１を形成する工程をそれぞれ行うものとしている。

（１）陽極形成工程
まず、ガラス等からなる基板を用意し、この基板上に図示しない薄膜トランジスタ（Ｔ
ＦＴ）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した後、層間絶縁層や
平坦化膜を形成して、図２（ａ）に示す素子基板３０を得る。その後、該素子基板３０上
に、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タイプであるので、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することができ
る。

（２）隔壁形成工程
次に、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。隔壁３２を形成するに際し、まず素子基板３０上の所定の位置に
無機物隔壁３２ａを形成する。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。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２（ａ）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
、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３２
ｄが形成される。すなわち、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。

（３）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が導入され、
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３２ｂ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を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、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。

（４）正孔注入／輸送層形成工程
次に、図２（ｂ）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１
６を形成する。本実施形態では、インクジェット法を用いて正孔注入／輸送層１６を形成
するものとしており、つまり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に吐出し、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（ＰＳ
Ｓ）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（Ｄ
ＭＩ）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３
２ｆ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。

（５）発光層形成工程
次に、正孔注入／輸送層１６上に発光層１８を形成する。本実施形態では、発光層形成
材料を蒸着法により画素領域３３に選択形成するものとしているが、その際、蒸着ボート
を用いるものとしている。

（５−１）蒸着ボートの構成
図５（ａ）は、本実施形態の発光層形成工程で用いた蒸着ボートの構成を示す平面図で
ある。図５（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たものである。また、蒸着ボート１０には、ボート隔壁ＢＨに
囲まれた凹状の材料配置部２０が、縦横に整列した状態で多数形成されている。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
えば材料配置部２０と有機ＥＬ装置１の画素領域とが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５（ｂ）は、図５（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。図５（ｂ）に示すように、材料配置部２０はボート隔壁ＢＨによって
囲まれることで、蒸着ボート１０に対して凹部形状となっている。なお、この凹部形状を
有する材料配置部２０には、後述する工程により、発光層１８となる発光層材料（有機材
料）が設けられるようになっている。

更に、材料配置部２０の凹部底面は平坦に構成されており、該底面には当該底面から突
出する凸部５１が、その中心部に配設されている。具体的には、材料配置部２０の底面の
重心位置と重なる位置に凸部５１が配設されており、好ましくは凸部５１の重心位置と材
料配置部２０の底面の重心位置とが重なる形で形成されているのが良い。なお、凸部５１
は、ボート隔壁ＢＨと同一材料にて構成されており、該ボート隔壁ＢＨと同一の工程で形
成されるものである。また、凸部５１の形状は、本実施形態では円錐状で滑らかな凸曲面
を有するものとしているが、例えば図７（ａ）に示すような三角錘等の多角錘のもの、或
いは図７（ｂ）に示すような多角柱のもの等を採用することもできる。

材料配置部２０に凸部５１を設けることにより、凸部５１を設けた領域に蒸着材料が配
置されなくなるため、蒸着材料の配置を制御することができる。材料配置部２０中で、蒸
着材料の配置を制御することで、蒸着する膜の画素内での膜厚分布をより均一にすること
ができる。凸部５１の配置は、蒸着を行う画素の形状により適宜決定するものであるが、
長方形、円形、楕円形、長円形等、対象性の高い形状の画素を用いる場合には、対応する
材料配置部２０の中心（或いは重心）に凸部５１を設け、蒸着材料を環状に配置すると高
い効果が得られる。

凸部５１の平面形状は、例えば図９に示すように材料配置部２０の平面形状と略相似な
形状とし、環状に配置する蒸着材料の幅が略一定になるような形状が好適であるが、形成
を容易にするために長方形や円形等単純な形状を用いても良い。また、画素の縦横方向の
大きさが異なる場合には、環状に配置する材料の幅を長手方向と短手方向と異なる長さと
するのが好ましい。特に、長手方向の幅を大きく、短手方向の幅を小さくした場合に画素
内での膜厚分布を均一化する効果が高い。

また、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。

なお、本実施形態では、凸部５１の高さが隔壁ＢＨの高さより小さく構成されている。
この場合、蒸着材料の配置が容易となり、材料の使用効率が高い（凸部を設けることで低
下する割合が小さい）ものとなる。

（５−２）蒸着ボートの製造方法
ここで、本実施形態における蒸着ボード１０は以下のような方法で形成する。まず、例
えば蒸着ボード１０を構成するためのシリコン基板を用意し、これをエッチングすること
で隔壁ＢＨに囲まれた材料配置部２０及び凸部５１を形成する。

次に、ボート隔壁ＢＨ上に、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を形成する。この場合、突起部形成材料として樹脂を用いる場合は、スピンコ
ート法により樹脂膜を形成した後、これをエッチングによりパターニングして、突起部１
１を得るものとしている。

以上のような方法により、ボート隔壁ＢＨに囲まれ、平面的に有機ＥＬ装置１の画素領
域３３に対応した形状となる材料配置部２０を複数備え、この材料配置部２０の底面に凸
部５１を備えた蒸着ボート１０を得ることができる。なお、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の大きさと略同じとなっていて、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。

（５−３）蒸着ボートへの材料配置工程
次に、蒸着ボート１０の材料配置部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。図６は、材料配置部２０
に発光層材料１９を配置した状態を示す平面図である。発光層材料１９としては、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、Ｄ
ＣＪ、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、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。

具体的に材料を配置するには、まず始めに蒸着ボート１０の材料配置部２０に、例えば
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。そして、これを乾燥して溶媒を除去すること
により、各材料配置部２０に対して、所定量の発光層材料１９を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。

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、材料配置部２０は、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、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、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。

なお、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、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。

（５−４）蒸着工程
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。ここでは、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３（ａ）は、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。

図３（ａ）に示したように、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、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、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、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、蒸着ボート１０と素子基板３０とが重なり
合っている。このとき、画素領域３３と材料配置部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の中心とが略一致することを意味している。

ここで、材料配置部２０と画素領域３３との、平面形状の関係について説明する。図３
（ｂ）は、材料配置部２０と画素領域３３との平面形状の関係を模式的に示す図である。
なお、図３（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３（ｂ）に一点破線で示すように、材料配置
部２０の形状は、対応する画素領域３３と略相似形状であり、対応する画素領域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ｐ
ｍ１０となることがより好ましい。

材料配置部２０の面積を画素領域３３の寸法より大きくした場合、材料配置部２０に設
けられた発光層材料１９は蒸発する際に画素領域３３より広い範囲に付着するので、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、材料配
置部２０の寸法を画素領域３３の寸法に対して１２０％より大きくしても、より膜厚が均
一となることはなく、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、蒸着材料の使用効率が低下してしまう。

また、材料配置部２０の面積を画素領域３３の寸法に対して小さくした場合、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、蒸着材料の使用効率を向
上できる。しかしながら、材料配置部２０の寸法を画素領域３３の寸法に対しての８０％
より小さくすると、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、材料配置部２０の寸法が画素領域３３の寸法に対しての９０％以上で１１０％
より小さい場合には、高い蒸着材料の使用効率と発光層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、材料配置部２０と画素領域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、高い蒸着材料の使用効率と均一な膜厚の発光
層１８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、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３（ａ）に示すように、蒸着ボート１０と素子基板３０とは、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と蒸着ボード１０とが密着する
ことを防止することができる。そして、画素領域３３と材料配置部２０との間の領域を突
起部１１によって生じた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、突起部１１によって蒸着ボート１０の
熱が直接素子基板３０に伝わるのを防止することができる。

本実施形態では、蒸着ボート１０と素子基板３０とを重ね合わせた後、材料配置部２０
と画素領域３３との間の領域を排気し、前記の真空下で蒸着ボード１０を加熱する。この
ような加熱により、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が蒸発
する。このとき蒸発した発光材料１９は、ある程度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。

特に、材料配置部２０の底面には凸部５１を設けているため、当該材料配置部２０の中
心部付近に配置される発光層材料１９の量は周辺部に比して相対的に少ないものとなって
いるため、画素領域３３の中心部付近で膜厚が大きくなるような問題も生じ難いものとな
っている。つまり、凸部５１を形成せず、材料配置部２０に対して均一な膜厚で有機材料
を配置して、これを蒸着させると、画素領域３３に形成される蒸着膜は中心部において厚
膜となる傾向にあるが、本実施形態では、材料配置部２０の底面に対し、その中心部に凸
部５１を形成することで、これを解消している。

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。

材料配置部２０と画素領域３３とは、夫々対応する位置に配置され、平面形状も略同様
であり、更に近接した状態となっているため、材料配置部２０から蒸発した発光層材料１
９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４に示すように各画素領域３３（３３Ｒ，３３Ｇ，３３
Ｂ）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。

また、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。更に、蒸着
ボート１０は素子基板１０に近接していて、材料配置部２０から対応する画素領域３３に
のみ選択的に発光層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、発光層材料１９の使用効率が高くなる。また、マスク
の耐久性等の問題も発生しない。

画素領域３３に発光層１８を形成した後、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を他の有機材料を蒸着する際に再利用でき、有機ＥＬ装置１
の製造コストの軽減を図ることができる。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。

なお、本実施形態のような蒸着ボート１０を用いた蒸着法によると、成膜する画素の表
面が平面で無い場合でも、材料の配置を調整することで、均一な膜厚で成膜することが可
能となる。特に、画素全体を凹面（或いは凸面）としようとした場合、通常のシャドーマ
スクを用いた蒸着法では、画素の中央付近の膜厚が厚くなり周辺部分が薄くなってしまう
が、本実施形態では全体を均一な膜厚に形成することが可能である。

（６）電子注入／輸送層形成工程
各発光層１８を形成した後、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、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、前記素子基板３
０の全面に電子注入／輸送層１７を形成するようにしてもよい。

また、電子注入／輸送層１７を形成する際に上記蒸着ボート１０を用いることもできる
。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、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。

（７）陰極形成工程
そして、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、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。

以上のような有機ＥＬ装置１の製造方法によれば、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、材料配置部２０から蒸発した発光層材料１９の殆どは、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となる。特に、
本実施形態では、蒸着ボート１０の材料配置部２０に凸部５１を配設したため、材料配置
部２０の中心部に配置する発光層材料１９の量を、周辺部に比して少なくなり、その結果
、形成する発光層１８の膜厚を均一化することが可能とされている。

なお、本実施形態では蒸着ボート１０をシリコン基板にて構成したが、例えば図１０に
示すような石英ガラス等の透光性基板１０ｂを用いることもできる。この場合、材料配置
部２０の底面２０ａ及び側面（つまり隔壁ＢＨの壁面）に、配置する有機材料を加熱する
ための光吸収層（発熱部）５０を、該材料配置部２０の表面に露出した状態で設けること
ができる。つまり、隔壁ＢＨに囲まれてできる凹部の底面から隔壁ＢＨの壁面に至って光
吸収層５０を形成し、当該光吸収層５０の内側を材料配置部２０として構成することがで
きる。なお、光吸収層５０は、光照射により発熱する光熱変換材料により形成されてなり
、具体的にはタングステン、モリブデン等の高融点材料によって構成されている。

図１０に示した蒸着ボートを用いて蒸着を行う場合、透光性基板１０ｂを介してランプ
或いはレーザ等の光を光吸収層５０に照射する。この光照射により光吸収層５０で発熱が
生じ、その材料配置部２０に配置された有機材料（発光層材料）が温められて蒸発するも
のとなる。このように、光吸収層５０を材料配置部２０の底面及び側面に設けた場合、蒸
着ボート１０の材料配置部２０に配置した有機材料（発光層材料）の全てを効率良く且つ
確実に蒸発させることが可能となる。したがって、配置する有機材料（発光層材料）の量
と、形成する発光層１８の膜厚とを一対一に対応させることができ、ひいては所望の厚さ
の発光層１８を確実に設計することができることとなる。

また、図１０に示した蒸着ボートでは、材料配置部２０に形成する凸部５１ｃを、隔壁
ＢＨと同じ高さで形成した。したがって、当該蒸着ボートは、その作製工程が容易なもの
となる。

なお、以上の実施形態では、トップエミッションタイプの有機ＥＬ装置１を例として説
明したが、本発明はこれに限定されることなく、素子基板３０を光透過性のある材料から
形成したり、例えば光が出射される側の画素電極３１、及び陰極２１を光透過性のある透
明材料に適宜変更することで、ボトムエミッションタイプのものや、また、素子基板の両
側に光を出射するタイプのものにも適用可能である。

また、正孔注入／輸送層１６をインクジェット法により形成したが、蒸着ボート１０を
用いることで発光層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、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材料配置部２０に吐出する。そして、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を設ける必要は無く、画素電極３１を形成した次の工程で、発
光層１８（１８Ｒ，１８Ｇ，１８Ｂ）を形成するようににしても良い。

なお、本実施形態では、素子基板３０側に配設された画素電極３１は平坦に構成されて
いるが、例えば図８に示すような凹状の画素電極３１ａを有する素子基板３０に蒸着を行
う場合にも、形成される蒸着膜は均一な膜厚となる。このような凹状の画素電極３１ａは
、基板３０上に隔壁３２を形成した後、該隔壁３２の間に形成された凹部に対して画素電
極３１ａを構成する導電材料を形成することで得ることができる。

本発明に係る製造方法により得られた有機ＥＬ装置を示す側断面図である。有機ＥＬ装置の製造工程を示す工程説明図である。図２に続く製造工程を示す図（ａ）及び材料配置部の説明図（ｂ）である。図３に続く製造工程を示す図である。蒸着ボートの平面図（ａ）及びその要部側断面図（ｂ）である。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。凸部の構成について幾つかの変形例を示す断面模式図である。有機ＥＬ装置の一変形例を示す側断面図である。材料配置部と凸部の平面位置関係を示す平面模式図である。蒸着ボートの一変形例を示す側断面図である。

符号の説明

１…有機ＥＬ装置、１０…蒸着ボート、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、５０…光吸収層、５１…
凸部、ＢＨ…ボート隔壁

Claims

複数の画素領域を有す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、その一部に凸部が配置された材料
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材料を配置し、
前記蒸着ボートの前記材料配置部に前記素子基板の前記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、
前記有機材料を前記素子基板の前記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。
前記凸部により、前記有機材料が環状に配置され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。
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又は２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
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ないし３のいずれか
１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
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ないし
３のいずれか１項に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
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５に記載の有機ＥＬ装置の
製造方法。
隔壁により区画され、その一部に凸部が配置された材料配置部を有することを特徴とす
る蒸着ボート。