JP2007207543A - 有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法及び製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長寿命化を実現することができる有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法
を提供する。
【解決手段】基板上に有機層を成膜する第１工程と、基板上に成膜された有機層を不活性
ガス雰囲気中で加熱する第２工程と、基板１上に成膜された有機層を大気雰囲気中で加熱
する第３工程とを有し、第３工程を、第２工程の前及び後の少なくとも一方で行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ：electroluminescence）装置の製造
方法及び製造装置に関するものである。

有機ＥＬ装置は、発光可能な発光層を含む有機層を陽極及び陰極で挟んだ構成の発光素
子（有機ＥＬ素子）を有しており、陽極側から注入された正孔と、陰極側から注入された
電子とを発光層内で再結合し、励起状態から失括する際に発光する現象を利用して所望の
光を発光する。有機ＥＬ装置には、例えば高輝度であることや長寿命であることなど、種
々の性能が求められており、その性能を実現するために、有機ＥＬ装置を製造する際の製
造方法にも様々な工夫が施されている。下記特許文献１、２には、基板上に有機層を成膜
した後、その成膜後の有機層に所定の処理を施す技術の一例が開示されている。
特開２００２−３１３５６７号公報 特開２００５−００５１５９号公報

特許文献１の技術は、基板上に成膜後の有機層を焼成する際の焼成条件を調整すること
によって、有機層の隣接層との界面に凹凸を形成しているが、その凹凸の形成とともにピ
ンホールが形成されることが懸念される。ピンホールが多数形成された場合、発光効率の
低下や寿命の低下が予想される。また、有機層は水分により劣化するため、特許文献２の
技術のように、基板上に成膜後の有機層を水の蒸発温度以上の温度で焼成して水分を除去
することは有効であるが、未だ十分な発光寿命を得られていないのが現状である。そのた
め、有機ＥＬ素子の長寿命化を実現できる製造方法及び製造装置の案出が望まれる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、長寿命化を実現することができる有機エレ
クトロルミネッセンス装置の製造方法及び製造装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミ
ネッセンス装置の製造方法において、基板上に前記有機層を成膜する第１工程と、前記基
板上に成膜された前記有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱する第２工程と、前記基板上に
成膜された前記有機層を大気雰囲気中で加熱する第３工程とを有し、前記第３工程を、前
記第２工程の前及び後の少なくとも一方で行う有機エレクトロルミネッセンス装置の製造
方法を提供する。

本発明者は、基板上に成膜された有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱する前及び後の少
なくとも一方で、基板上に成膜された有機層を大気雰囲気中で加熱することにより、有機
ＥＬ装置の発光寿命が延びることを見出した。そこで、本発明によれば、基板上に成膜さ
れた有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱する前及び後の少なくとも一方で、基板上に成膜
された有機層を大気雰囲気中で加熱することによって、有機ＥＬ装置の長寿命化を実現す
ることができる。

前記第１工程は、前記基板上に形成された第１電極上に前記有機層を成膜し、前記第２
工程及び前記第３工程が完了した後、前記有機層上に第２電極を形成する構成を採用する
ことができる。

すなわち、本発明者は、基板上に形成された第１電極上に有機層を成膜した後、その基
板上の第１電極上に成膜された有機層に対して、第２工程及び第３工程のいずれか一方を
行った後、他方を行い、それら第２工程及び第３工程が完了した後、その有機層上に第２
電極を形成することによって、有機ＥＬ装置の長寿命化を実現することができることを見
出した。

前記第２工程は、第１温度で前記有機層を加熱して焼成し、前記第３工程は、前記第１
温度よりも低い第２温度で前記有機層を加熱する構成を採用することができる。

すなわち、本発明者は、例えば第２工程を約１３０℃で行い、第３工程を１００℃未満
の温度で加熱することで、有機ＥＬ装置の長寿命化を実現することができることを見出し
た。

前記不活性ガスは、ヘリウム、アルゴン、窒素、ネオン、キセノン、及びクリプトンの
少なくとも１つを含む構成を採用することができる。

これにより、第２工程中における有機層の劣化を防止できる。

前記第１工程は、前記有機層を形成するための材料を含む液体材料を液滴吐出法に基づ
いて前記基板上に吐出することを含む構成を採用することができる。

これにより、有機層を効率良く成膜することができる。

また本発明は、発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装
置において、基板上に成膜された前記有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱可能な第１処理
装置と、基板上に成膜された前記有機層を大気雰囲気中で加熱可能な第２処理装置と、前
記基板上に成膜された前記有機層を前記第１処理装置で処理する前及び後の少なくとも一
方で、前記有機層を前記第２処理装置で処理する制御装置とを備えた有機エレクトロルミ
ネッセンス装置の製造装置を提供する。

本発明によれば、基板上に成膜された有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱する前及び後
の少なくとも一方で、基板上に成膜された有機層を大気雰囲気中で加熱することができ、
有機ＥＬ装置の長寿命化を実現することができる。

前記有機層が成膜された前記基板を収容可能な第１空間を形成する第１収容装置と、前
記第１空間を不活性ガス雰囲気及び大気雰囲気のいずれか一方に調整可能な調整装置とを
備え、前記第１処理装置は、前記不活性ガス雰囲気にされた前記第１空間に収容された前
記基板上に成膜された前記有機層を第１温度で加熱して焼成する第１加熱装置を含み、前
記第２処理装置は、前記大気雰囲気にされた前記第１空間に収容された前記基板上に成膜
された前記有機層を前記第１温度よりも低い第２温度で加熱する第２加熱装置を含む構成
を採用することができる。

これにより、第１空間において、有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱することと、大気
雰囲気中で加熱することを行うことができ、処理効率を向上できる。

前記基板上に前記有機層を成膜するために、該有機層を形成するための材料を含む液体
材料を前記基板上に吐出する液滴吐出装置を備えた構成を採用することができる。

これにより、有機層を効率良く成膜することができる。

前記液滴吐出装置は、前記基板上に形成された第１電極上に前記有機層を成膜し、前記
第１処理装置及び前記第２処理装置の処理が完了した後、前記有機層上に第２電極を形成
する電極形成装置を備えた構成を採用することができる。

これにより、基板上に形成された第１電極上に有機層を成膜することができる。そして
、その基板上の第１電極上に成膜された有機層に対して、第２処理装置及び第３処理装置
のいずれか一方を用いた処理を行った後、他方を用いた処理を行い、それらの処理が完了
した後、その有機層上に第２電極を形成することによって、有機ＥＬ装置の長寿命化を実
現することができる。

前記電極形成装置は第２空間を有し、前記第２空間に前記有機層が成膜された前記基板
を収容して蒸着により前記第２電極を形成する構成を採用することができる。

これにより、有機層が処理される第１空間とは別の第２空間で、第１空間で処理された
有機層上に、蒸着によって第２電極を円滑に形成することができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明にお
いては、ＸＹＺ直交座標系を設定し、このＸＹＺ直交座標系を参照しつつ各部材の位置関
係について説明する。そして、水平面内における所定方向をＸ軸方向、水平面内において
Ｘ軸方向と直交する方向をＹ軸方向、Ｘ軸方向及びＹ軸方向のそれぞれに直交する方向（
すなわち鉛直方向）をＺ軸方向とする。更には、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸まわりの回転方向
をそれぞれ、θＸ、θＹ、及びθＺ方向とする。

＜第１実施形態＞
第１実施形態について説明する。図１は第１実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す側断面
図である。図１において、有機ＥＬ装置Ｓは、基板１と、基板１上に設けられた発光素子
（有機ＥＬ素子）２と、基板１に接続され、発光素子２を覆う封止部材２０とを備えてい
る。発光素子２は基板１の表面（能動面）１Ａに設けられている。また、有機ＥＬ装置Ｓ
は、発光素子２を駆動するための不図示の駆動素子（チップ）を備えている。駆動素子は
、例えば封止部材２０によって形成される封止空間１０の外部に設けられる。そして、基
板１の表面１Ａには、発光素子２と駆動素子とを電気的に接続する接続部材（配線）が設
けられている。封止部材２０は、基板１との間に発光素子２を配置するための封止空間１
０を形成しつつ、基板１に接着剤８を介して接続されている。

封止部材２０は断面視下向きコ状に形成されており、基板１との間で封止空間１０を形
成している。封止部材２０は、基板１の第１領域４１と貼り合わせられる第２領域４２を
有している。第１領域４１は、基板１の表面１Ａのうち発光素子２が設けられている部分
の外側に設定されている。第２領域４２は、封止部材２０の下端面に設定されており、第
１領域４１と対向している。そして、第１領域４１と第２領域４２とが接着剤８を介して
貼り合わせられることによって、平板状の基板１と封止部材２０との間で、発光素子２を
封止する封止空間１０が形成される。

発光素子２は、基板１の表面１Ａに形成された陽極３と、発光可能な有機層１１と、陰
極７とを備えている。陽極３及び陰極７は、有機層１１を挟むように設けられている。有
機層１１は、正孔注入層４と、正孔輸送性中間層５と、発光層６とを含む。正孔注入層４
及び正孔輸送性中間層５は、発光層６と陽極３との間に設けられた層である。

封止空間１０に設けられた発光素子２の陽極３は、駆動素子と接続部材（配線）を介し
て電気的に接続されている。また不図示ではあるが、発光素子２の陰極７も駆動素子と電
気的に接続されている。発光素子２の陽極３及び陰極７には、駆動素子より駆動信号を含
む電力（電流）が供給される。また、封止空間１０にはゲッター剤と呼ばれる乾燥剤９が
設けられている。乾燥剤９は、封止部材２０のうち、基板１の表面１Ａと対向する天井面
２０Ｂに設けられている。乾燥剤９により、発光素子２の水分等による劣化が抑制され、
良好な封止性能を長期間維持することができる。

封止部材２０は、外部空間から封止空間１０に対して、水分及び酸素等を含む大気が侵
入することを遮断するものである。封止部材２０を形成するための形成材料としては、所
望の封止性能を有していれば特に限定されず、例えばガラスや石英、合成樹脂、あるいは
金属など水分透過率の小さい材料を用いることができる。ガラスとしては、例えば、ソー
ダ石灰ガラス、鉛アルカリガラス、ホウケイ酸ガラス、アルミノケイ酸ガラス、シリカガ
ラスなどを用いることができる。合成樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポ
リアクリレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などを用
いることができる。金属としては、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。

乾燥剤９としては、封止空間１０において所望の乾燥機能（吸湿機能）を有していれば
特に限定されないが、例えば、シリカゲル、ゼオライト、活性炭、酸化カルシウム、酸化
ゲルマニウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、五酸化リン、塩化カルシウムなどを用
いることができる。

接着剤８は、第１領域４１（又は第２領域４２）の全域に設けられる。接着剤８として
は、安定した接着強度を維持することができ、気密性が良好なものであれば特に限定され
ない。本実施形態の接着剤８には、紫外光（ＵＶ）の照射により硬化する光硬化性エポキ
シ樹脂が用いられている。なお、接着剤８としては、光硬化性材料に限られず、熱硬化性
材料でもよいし、互いに異なる２種類以上の材料を混合することによって硬化させるもの
であってもよい。

本実施形態の有機ＥＬ装置Ｓは、発光素子２からの発光を基板１側から装置外部に取り
出す形態、所謂ボトム・エミッションである。基板１は、光を透過可能な透明あるいは半
透明材料、例えば、透明なガラス、石英、サファイア、あるいはポリエステル、ポリアク
リレート、ポリカーボネート、ポリエーテルケトンなどの透明な合成樹脂などによって形
成されている。

陽極３は、印加された電圧によって正孔を正孔注入層４に注入するものであり、例えば
、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）などの透明導電膜により形成されて
いる。

正孔注入層４は、陽極３の正孔を発光層６に輸送・注入するためのものであり、陽極３
上に設けられている。正孔注入層４としては、公知の材料を用いることができ、例えば、
ポリチオフェン、ポリアニリン、ポリピロールなどを用いることができる。更に具体的に
は、３，４−ポリエチレンジオシチオフェン／ポリスチレンスルフォン酸（ＰＥＤＯＴ／
ＰＳＳ）などを用いることができる。

正孔輸送性中間層５は、正孔注入層４と発光層６との間に設けられており、陽極３から
発光層６に対する正孔の輸送性（注入性）を向上するために設けられている。また、正孔
輸送性中間層５は、電子をブロックすることで発光層内に電子をとどめる機能を有してい
てもよい。正孔輸送性中間層５は、例えば正孔輸送性の良好なトリフェニルアミン系ポリ
マーを含んで構成されている。

発光層６は、陽極３から正孔注入層４を経て注入された正孔と、陰極７から注入された
電子とを結合して蛍光を発生させる機能を有する。発光層６を形成する材料としては、蛍
光あるいは燐光を発光することが可能な公知の発光材料を用いることができる。例えば、
ポリフルオレン誘導体（ＰＦ）、（ポリ）パラフェニレンビニレン誘導体（ＰＰＶ）、ポ
リフェニレン誘導体（ＰＰ）、ポリパラフェニレン誘導体（ＰＰＰ）、ポリビニルカルバ
ゾール（ＰＶＫ）、ポリチオフェン誘導体、ポリメチルフェニルシラン（ＰＭＰＳ）など
のポリシラン系などを用いることができる。

また、発光層６と陰極７との間に電子輸送層を設けてもよい。電子輸送層は、発光層６
に電子を注入する役割を果たすものである。電子輸送層を形成する材料としては、オキサ
ジアゾール誘導体、アントラキノジメタン及びその誘導体、ベンゾキノン及びその誘導体
、ナフトキノン及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、テトラシアノアンスラ
キノジメタン及びその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレン及びそ
の誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリン及びその誘導体の金属錯体な
どを用いることができる。

陰極７は、発光層６へ効率的に電子注入を行うことができる仕事関数の低い金属、例え
ばアルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）又はカルシウ
ム（Ｃａ）等の金属材料から形成されている。

そして、駆動素子より発光素子２に駆動信号が供給されると、陽極３と陰極７との間に
電流が流れ、発光素子２が発光して透明な基板１の外面側に光が射出される。

次に、上述した構成を有する有機ＥＬ装置Ｓの製造方法について、図２に示すフローチ
ャート図を参照しながら説明する。有機ＥＬ装置Ｓは、後述するような液滴吐出装置ＩＪ
及び処理装置Ｔを含む製造装置によって製造される。

図２に示すように、本実施形態における有機ＥＬ装置Ｓの製造方法は、基板１上に上述
の発光層６を含む有機層１１を成膜する第１工程ＳＰ１と、基板１上に成膜された有機層
１１を大気雰囲気中で加熱する第２工程ＳＰ２と、基板１上に成膜された有機層１１を不
活性ガス雰囲気中で加熱する第３工程ＳＰ３とを有する。なお、正孔注入層４、正孔輸送
性中間層５、及び発光層６を含む有機層１１を成膜する前には、基板１上に陽極３を形成
する工程が行われ、第１工程ＳＰ１においては、その基板１上に形成された陽極３上に有
機層１１が成膜される。

図３に示すように、基板１の表面（能動面）１Ａには、陽極３、正孔注入層４、及び正
孔輸送性中間層５がこの順で設けられる。これら各層を設ける場合には、例えばフォトリ
ソグラフィ法や液滴吐出法等、公知の所定の手法を用いることができる。なお、図３には
不図示であるが、基板１の表面１Ａには既に配線（接続部材）等が形成されている。

図３において、発光層６を形成するための材料を含む液体材料が液滴吐出法（インクジ
ェット法）に基づいて基板１上に設けられた正孔輸送性中間層５上に吐出される。液滴吐
出法とは、形成しようとする材料層を形成するための形成材料を液体材料にし、その液体
材料をディスペンサやインクジェット装置などの液滴吐出装置を用いて定量的に吐出する
ことによって、所望領域に前記形成材料を塗布する方法である。すなわち、液滴吐出ヘッ
ド（インクジェットヘッド）３０１に設けられたノズル３２５と基板１とを対向させた状
態でノズル３２５と基板１とを相対移動させつつ、ノズル３２５から１滴あたりの液量が
制御された液体材料の液滴を吐出することによって、基板１上（正孔輸送性中間層５上）
に液体材料による所望形状の膜パターンが形成される。こうして、基板１上（正孔輸送性
中間層５上）に発光層６が成膜される。

図４は、液滴吐出法（インクジェット法）に用いられる液滴吐出装置（インクジェット
装置）ＩＪの概略構成を示す斜視図である。この液滴吐出装置ＩＪは、基板１上に発光層
６を含む有機層１１を成膜するために、その有機層１１を形成するための材料を含む液体
材料を基板１上に液滴吐出ヘッド（インクジェットヘッド）３０１のノズル３２５から吐
出するものである。液滴吐出装置ＩＪは、基台３０９と、基台３０９上に設けられ、基板
１を支持するステージ３０７と、基台３０９上でステージ３０７をＹ軸方向に駆動するＹ
軸方向駆動モータ３０３と、ステージ３０７のＹ軸方向への移動をガイドするＹ軸方向ガ
イド軸３０５と、ステージ３０７に支持された基板１上に対して液体材料を吐出する液滴
吐出ヘッド３０１と、液滴吐出ヘッド３０１をＸ軸方向に駆動するＸ軸方向駆動モータ３
０２と、液滴吐出ヘッド３０１のＸ軸方向への移動をガイドするＸ軸方向ガイド軸３０４
と、クリーニング機構３０８と、液滴吐出装置ＩＪの動作を制御する制御装置Ｃ１とを備
えている。

ステージ３０７は、基板１を支持するものであって、基板１を基準位置に固定する不図
示の固定機構を備えている。Ｙ軸方向ガイド軸３０５は、基台３０９に対して動かないよ
うに固定されている。ステージ３０７は、Ｙ軸方向駆動モータ３０３を備えている。Ｙ軸
方向駆動モータ３０３はステッピングモータ等であり、制御装置Ｃ１からＹ軸方向の駆動
信号が供給されると、ステージ３０７をＹ軸方向に移動する。

液滴吐出ヘッド３０１は、複数のノズル３２５を備えたマルチノズルタイプの液滴吐出
ヘッドであり、その長手方向とＸ軸方向とが一致している。複数のノズル３２５は、液滴
吐出ヘッド３０１の下面にＸ軸方向に並んで一定間隔で設けられている。液滴吐出ヘッド
３０１のノズル３２５からは、ステージ３０７に支持されている基板１に対して液体材料
の液滴が吐出される。Ｘ軸方向ガイド軸３０４には、Ｘ軸方向駆動モータ３０２が接続さ
れている。Ｘ軸方向駆動モータ３０２はステッピングモータ等であり、制御装置Ｃ１から
Ｘ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸方向ガイド軸３０４を回転させる。Ｘ軸方向ガ
イド軸３０４が回転すると、液滴吐出ヘッド３０１はＸ軸方向に移動する。

制御装置Ｃ１は、液滴吐出ヘッド３０１に液滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、
Ｘ軸方向駆動モータ３０２に液滴吐出ヘッド３０１のＸ軸方向の移動を制御する駆動パル
ス信号を、Ｙ軸方向駆動モータ３０３にステージ３０７のＹ軸方向の移動を制御する駆動
パルス信号を供給する。

クリーニング機構３０８は、液滴吐出ヘッド３０１をクリーニングするものである。ク
リーニング機構３０８には、図示しないＹ軸方向の駆動モータが備えられている。このＹ
軸方向の駆動モータの駆動により、クリーニング機構３０８は、Ｙ軸方向ガイド軸３０５
に沿って移動する。クリーニング機構３０８の移動も制御装置Ｃ１により制御される。

図５は、ピエゾ方式による液体材料の吐出原理を説明するための液滴吐出ヘッドの概略
構成図である。図５において、液体材料を収容する液体室３２１に隣接してピエゾ素子３
２２が設置されている。液体室３２１には、供給系３２３を介して液体材料が供給される
。ピエゾ素子３２２は駆動回路３２４に接続されており、この駆動回路３２４を介してピ
エゾ素子３２２に電圧を印加し、ピエゾ素子３２２を変形させて液体室３２１を弾性変形
させる。そして、この弾性変形時の内容積の変化によってノズル３２５から液体材料の液
滴が吐出されるようになっている。この場合、印加電圧の値を変化させることにより、ピ
エゾ素子３２２の歪み量を制御することができる。また、印加電圧の周波数を変化させる
ことにより、ピエゾ素子３２２の歪み速度を制御することができる。ピエゾ方式による液
滴吐出は材料に熱を加えないため、材料の組成に影響を与えにくいという利点を有する。

発光層６を液滴吐出法を用いて成膜することにより、製造コストを低減することができ
る。すなわち、液滴吐出法では、基板１上の所望の局所領域に材料を配置することが可能
であるから、フォトリソグラフィ法等に比べて膜形成のプロセスが簡素であるとともに使
用材料に無駄が少ない。

なおここでは、液滴吐出法を用いて発光層６を成膜するように説明したが、もちろん、
正孔注入層４や正孔輸送性中間層５を液滴吐出装置ＩＪを用いて成膜するようにしてもよ
い。

また、本実施形態においては、正孔注入層４、正孔輸送性中間層５、及び発光層６を含
む有機層１１を成膜する第１工程ＳＰ１は、大気雰囲気中で行われる。本実施形態におい
ては、大気雰囲気（大気状態）とは、例えば温度が１５℃以上、湿度が２０％以上、酸素
濃度が１８％以上の雰囲気（状態）を含む。

なお、有機層１１を成膜する第１工程ＳＰ１を、不活性ガス雰囲気中で行ってもよい。
不活性ガスとしては、ヘリウム、アルゴン、窒素、ネオン、キセノン、及びクリプトンの
少なくとも１つを用いることができる。また、本実施形態においては、不活性ガス雰囲気
（不活性ガス状態）とは、酸素濃度及び水分濃度のそれぞれが、１ｐｐｍ以下である雰囲
気（状態）を含む。

液滴吐出法に基づいて基板１上（正孔輸送性中間層５上）に発光層６を成膜した後、基
板１上に成膜された発光層６（有機層１１）に対して大気雰囲気中で加熱処理が施される
。図６は、基板１上に成膜された有機層１１を処理する処理装置Ｔを示す模式図である。

図６において、処理装置Ｔは、有機層１１が成膜された基板１を収容可能な第１空間５
６を形成する第１収容装置５０と、第１空間５６とは別に設けられ、有機層１１が成膜さ
れた基板１を収容可能な第２空間６６を形成する第２収容装置６０と、第１空間５６を不
活性ガス雰囲気にするための不活性ガス供給装置５１と、第１空間５６を大気雰囲気にす
るための大気供給装置５２と、基板１上に成膜された有機層１１を加熱可能な加熱装置５
３と、第２収容装置６０に設けられ、第２空間６６に有機層１１が成膜された基板１を収
容して、有機層１１（発光層６）上に陰極７を蒸着により形成可能な電極形成装置６３と
、第１空間５６と第２空間６６との間で基板１を搬送可能な搬送装置５７と、処理装置Ｔ
の動作を制御する制御装置Ｃ２とを備えている。

第１空間５６と第２空間６６とは通路５９を介して接続されており、搬送装置５７は通
路５９を移動可能である。また、第１空間５６と通路５９との間には扉５８Ａが設けられ
、第２空間６６と通路５９との間には扉５８Ｂが設けられている。制御装置Ｃ２は、扉５
８Ａ、５８Ｂを用いて、通路５９を閉じることにより、第１空間５６と第２空間６６との
間でのガスの出入りを防止している。

不活性ガス供給装置５１には流路５１Ａの一端が接続され、大気供給装置５２には流路
５２Ａの一端が接続されている。流路５１Ａの他端及び流路５２Ａの他端のそれぞれには
バルブを含む流路切替機構５４が接続されている。また、流路切替機構５４と第１空間５
６とは流路５５を介して接続されている。制御装置Ｃ２は、流路切替機構５４を制御する
ことにより、不活性ガス供給装置５１と第１空間５６とを流路５１Ａ及び流路５５を介し
て接続可能である。そして、不活性ガス供給装置５１と第１空間５６とが流路５１Ａ及び
流路５５を介して接続されているときには、流路切替機構５４によって、大気供給装置５
２と第１空間５６とを接続する流路５２Ａ及び流路５５の途中が遮断される。同様に、制
御装置Ｃ２は、流路切替機構５４を制御することにより、大気供給装置５２と第１空間５
６とを流路５２Ａ及び流路５５を介して接続可能である。そして、大気供給装置５２と第
１空間５６とが流路５２Ａ及び流路５５を介して接続されているときには、流路切替機構
５４によって、不活性ガス供給装置５１と第１空間５６とを接続する流路５１Ａ及び流路
５５の途中が遮断される。すなわち、制御装置Ｃ２は、不活性ガス供給装置５１から流路
５１Ａ及び流路５５を介して第１空間５６に不活性ガスを供給可能な状態においては、大
気供給装置５２から流路５２Ａ及び流路５５を介して第１空間５６に大気を供給不能な状
態にする。また、制御装置Ｃ２は、大気供給装置５２から流路５２Ａ及び流路５５を介し
て第１空間５６に活性ガスを供給可能な状態においては、不活性ガス供給装置５１から流
路５１Ａ及び流路５５を介して第１空間５６に不活性ガスを供給不能な状態にする。

不活性ガス供給装置５１は、第１空間５６に対して不活性ガスを供給することにより、
第１空間５６を不活性ガス雰囲気にする。上述のように、不活性ガスとしては、ヘリウム
、アルゴン、窒素、ネオン、キセノン、及びクリプトンの少なくとも１つを用いることが
できる。本実施形態においては、不活性ガス供給装置５１は第１空間５６に対して窒素を
供給する。制御装置Ｃ２は、不活性ガス供給装置５１を用いることにより、第１空間５６
の不活性ガス濃度（不活性ガスと大気（活性ガス）との割合）を調整することができる。
本実施形態においては、制御装置Ｃ２は、第１空間５６における酸素濃度が１ｐｐｍ以下
となるように、第１空間５６を窒素で満たす。また、制御装置Ｃ２は、不活性ガス供給装
置５１を用いることにより、第１空間５６における水分濃度が１ｐｐｍ以下となるように
、第１空間５６を窒素で満たす。

また、大気供給装置５２は、第１空間５６に対して大気を供給することにより、第１空
間５６を大気雰囲気（酸素濃度が約２０％、窒素濃度が約８０％の雰囲気）にする。

このように、本実施形態においては、制御装置Ｃ２は、不活性ガス供給装置５１、大気
供給装置５２、及び流路切替機構５４などを用いて、第１空間５６を、不活性ガス雰囲気
及び大気雰囲気のいずれか一方に調整可能である。

加熱装置５３は、例えばホットプレート、又はオーブンを含む。本実施形態においては
、加熱装置５３はホットプレートを備え、基板１を保持する保持面を有している。加熱装
置５３は、保持面で基板１を保持した状態で、基板１及びその基板１上に成膜された発光
層６を含む有機層１１を加熱することができる。

発光層６を含む有機層１１が成膜された基板１が第１空間５６に収容された後、制御装
置Ｃ２は、大気供給装置５２を用いて、基板１が収容された第１空間５６を大気雰囲気に
するとともに、加熱装置５３を用いて、基板１上に成膜された発光層６を含む有機層１１
を加熱する。このように、制御装置Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１１を、大気雰
囲気中で加熱する。

制御装置Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１１を大気雰囲気中で加熱する際、その
有機層１１を１００℃未満で所定時間加熱する。本実施形態においては、制御装置Ｃ２は
、基板１上に成膜された有機層１１を大気雰囲気中で、約５０℃で約１０分間加熱する。
このように、処理装置Ｔは、大気雰囲気にされた第１空間５６に収容された基板１上に成
膜された有機層１１を１００℃未満の所定温度で加熱する。

なお、第１空間５６において有機層１１に対して処理が行われている間は、扉５８Ａ、
５８Ｂが閉じられているとともに、搬送装置５７は通路５９に配置されている。

次に、制御装置Ｃ２は、流路切替機構５４を駆動し、第１空間５６に対して不活性ガス
供給装置５１より不活性ガスを供給する。不活性ガス供給装置５１は、第１空間５６に対
して不活性ガスを供給することにより、第１空間５６を不活性ガス雰囲気（窒素ガス雰囲
気）にする。

制御装置Ｃ２は、不活性ガス供給装置５１を用いて、基板１が収容された第１空間５６
を不活性ガス雰囲気にするとともに、加熱装置５３を用いて、基板１上に成膜された発光
層６を含む有機層１１を加熱して焼成する。このように、制御装置Ｃ２は、基板１上に成
膜された有機層１１を、不活性ガス雰囲気中で加熱する。

制御装置Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１１を不活性ガス雰囲気中で加熱する際
、その有機層１１を１００℃以上で所定時間加熱する。本実施形態においては、制御装置
Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１１を不活性ガス中で、約１３０℃で約６０分間加
熱して焼成する。このように、処理装置Ｔは、不活性ガス雰囲気にされた第１空間５６に
収容された基板１上に成膜された有機層１１を、上述の所定温度よりも高い温度で加熱し
て焼成する。

なお、第１空間５６において有機層１１に対して処理が行われている間は、扉５８Ａ、
５８Ｂが閉じられているとともに、搬送装置５７は通路５９に配置されている。

第２工程ＳＰ２及び第３工程ＳＰ３が完了した後、制御装置Ｃ２は、電極形成装置６３
を用いて、有機層１１（発光層６）上に、陰極７を形成する。制御装置Ｃ２は、第１空間
５６における有機層１１に対する処理が完了した後、扉５８Ａを開けて搬送装置５７を第
１空間５６に進入させ、搬送装置５７を用いて第１空間５６から基板１を搬出する。搬送
装置５７を用いて第１空間５６から基板１を搬出した後、制御装置Ｃ２は扉５８Ａを閉じ
る。制御装置Ｃ２は扉５８Ａを閉じた後、扉５８Ｂを開け、基板１を保持した搬送装置５
７を第２空間６６に進入させる。そして、制御装置Ｃ２は、基板１を第２空間６６に設け
られた不図示の保持部材に載置した後、搬送装置５７を通路５９に移動し、扉５８Ｂを閉
じる。これにより、第２空間６６に有機層１１が成膜された基板１が収容されたことにな
る。

第２収容装置６０の第２空間６６に設けられている電極形成装置６３は蒸着装置を含み
、制御装置Ｃ２は、第１空間５６での処理が完了し、第２空間６６に収容された基板１上
に成膜された有機層１１（発光層６）上に、蒸着により陰極７を形成する。本実施形態に
おいては、電極形成装置６３は、有機層１１上にアルミニウムを蒸着する。また、有機層
１１上にアルミニウムを蒸着するとき、制御装置Ｃ２は第２空間６６を真空にして、真空
蒸着する。これにより、有機層１１上にはアルミニウムからなる陰極７が形成される。以
上により、基板１上には、陽極３、有機層１１、及び陰極７を有する発光素子２が形成さ
れる。

なお、第１空間５６から第２空間６６に基板１を搬送するとき、第１空間５６、通路５
９、及び第２空間６６の大気（酸素、水分を含む）は十分に低減されており、制御装置Ｃ
２は、焼成工程である第３工程ＳＰ３が完了した後、有機層１１を大気に触れされること
なく、第２空間６６に収容して、真空蒸着することができる。

また、第２空間６６において有機層１１に対して処理が行われている間は、扉５８Ａ、
５８Ｂが閉じられているとともに、搬送装置５７は通路５９に配置されている。

基板１上に発光素子２が形成された後、基板１の第１領域４１に接着剤８が塗布される
。接着剤８を基板１上に塗布する際には、液滴吐出法を用いることができる。基板１の第
１領域４１に接着剤８が塗布された後、基板１の第１領域４１と乾燥剤９を備えた封止部
材２０の第２領域４２とが接着剤８を介して貼り合わせられる。次いで、接着剤８として
光硬化性接着剤が用いられている場合には、接着剤８に対して所定の波長を有する光（紫
外光）が照射される。この場合、接着剤８を硬化させるための光が発光素子２に照射され
ないように、所定位置に光を遮るマスクを配置することができる。このように、基板１に
封止部材２０を接続することによって、基板１と封止部材２０との間に、発光素子２を配
置するための封止空間１０が形成される。こうして、有機ＥＬ装置Ｓが製造される。

本実施形態においては、基板１上に陽極３を形成し、その陽極３上に発光層６を含む有
機層１１を成膜した後、その基板１上に成膜された有機層１１を不活性ガス雰囲気中で加
熱して焼成する前に、大気雰囲気中で加熱することによって、発光素子２（有機ＥＬ装置
Ｓ）の発光寿命を延ばすことができた。

これは、発光層６を含む有機層１１を大気雰囲気中で所定温度で加熱することにより、
有機層１１に残留していた酸素成分が有機物と反応し、製造後の有機ＥＬ装置Ｓの駆動時
（有機層１１に対する電力の印加時）における酸化還元反応が抑制されることが一因であ
ると考えられる。すなわち、有機層１１を形成するための材料を含む液体材料の溶媒に溶
解している酸素などに起因して、第１工程ＳＰ１において成膜された有機層１１に酸素が
存在している可能性がある。その酸素を放置しておくと、製造後の有機ＥＬ装置Ｓの駆動
時（有機層１１に対する電力の印加時）に酸化還元反応が発生し、その酸化還元反応によ
って、有機層１１が劣化して、発光寿命が低下する可能性がある。本実施形態においては
、第１工程ＳＰ１において成膜された有機層１１に酸素が存在していても、第１工程ＳＰ
１の後、陰極７を形成するまでの間に、有機層１１を大気雰囲気中で所定温度で加熱し、
有機層１１に存在する酸素を有機物と反応させることにより、製造後の有機ＥＬ装置Ｓの
駆動時（有機層１１に対する電力の印加時）における酸化還元反応を抑制することができ
る可能性がある。

以上説明したように、基板１上に成膜された有機層１１を大気雰囲気中で加熱した後、
不活性ガス雰囲気中で加熱することにより、発光素子２（有機ＥＬ装置Ｓ）の発光寿命を
延ばすことができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。以下の説明において、上述の第１実施形態と同
一又は同等の構成部分については同一の符号を付し、その説明を簡略若しくは省略する。

図７は第２実施形態に係る有機ＥＬ装置Ｓの製造方法を説明するためのフローチャート
図である。図７に示すように、本実施形態における有機ＥＬ装置Ｓの製造方法は、基板１
上に上述の発光層６を含む有機層１１を成膜する第１工程ＳＰ１と、基板１上に成膜され
た有機層１１を大気雰囲気中で加熱する第２工程ＳＰ２と、基板１上に成膜された有機層
１１を不活性ガス雰囲気中で加熱する第３工程ＳＰ３とを有しており、第３工程ＳＰ３は
、第１工程ＳＰ１の後、且つ第２工程ＳＰ２の前に設けられている。すなわち、第２実施
形態の製造方法は、上述の第１実施形態の製造方法に比べて、第２工程ＳＰ２と第３工程
ＳＰ３との順番が入れ替わっている。

上述の第１実施形態と同様、基板１の表面（能動面）１Ａには、陽極３、正孔注入層４
、正孔輸送性中間層５、及び発光層６がこの順で設けられる。液滴吐出法などに基づいて
基板１上（正孔輸送性中間層５上）に発光層６を成膜した後、基板１上に成膜された発光
層６（有機層１１）に対して不活性ガス雰囲気中で加熱処理が施される。

発光層６を含む有機層１１が成膜された基板１が第１空間５６に収容された後、制御装
置Ｃ２は、不活性ガス供給装置５１を用いて、基板１が収容された第１空間５６を不活性
ガス雰囲気にするとともに、加熱装置５３を用いて、基板１上に成膜された発光層６を含
む有機層１１を加熱する。このように、制御装置Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１
１を、不活性ガス雰囲気中で加熱する。

上述の第１実施形態同様、制御装置Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１１を不活性
ガス雰囲気中で、約１３０℃で約６０分間加熱して焼成する。

次に、制御装置Ｃ２は、流路切替機構５４を駆動し、第１空間５６に対して大気供給装
置５２より大気を供給する。大気供給装置５２は、第１空間５６に対して大気を供給する
ことにより、第１空間５６を大気雰囲気にする。

制御装置Ｃ２は、大気供給装置５２を用いて、基板１が収容された第１空間５６を大気
雰囲気にするとともに、加熱装置５３を用いて、基板１上に成膜された発光層６を含む有
機層１１を加熱する。

上述の第１実施形態同様、制御装置Ｃ２は、基板１上に成膜された有機層１１を大気雰
囲気中で、約５０℃で約１０分間加熱する。

第３工程ＳＰ３及び第２工程ＳＰ２が完了した後、制御装置Ｃ２は、搬送装置５７を用
いて第１空間５６から第２空間６６へ基板１を搬送し、電極形成装置６３を用いて、有機
層１１（発光層６）上に、陰極７を形成する。以上により、基板１上には、陽極３、有機
層１１、及び陰極７を有する発光素子２が形成される。

基板１上に発光素子２が形成された後、基板１の第１領域４１に接着剤８が塗布され、
基板１の第１領域４１と乾燥剤９を備えた封止部材２０の第２領域４２とが接着剤８を介
して貼り合わせられる。次いで、接着剤８として光硬化性接着剤が用いられている場合に
は、接着剤８に対して所定の波長を有する光（紫外光）が照射される。このように、基板
１に封止部材２０を接続することによって、基板１と封止部材２０との間に、発光素子２
を配置するための封止空間１０が形成される。こうして、有機ＥＬ装置Ｓが製造される。

本実施形態においては、基板１上に陽極３を形成し、その陽極３上に発光層６を含む有
機層１１を成膜した後、その基板１上に成膜された有機層１１を不活性ガス雰囲気中で加
熱して焼成した後に、大気雰囲気中で加熱することによって、発光素子２（有機ＥＬ装置
Ｓ）の発光寿命を延ばすことができた。

以上説明したように、基板１上に成膜された有機層１１を不活性ガス雰囲気中で加熱し
た後、大気雰囲気中で加熱することによっても、発光素子２（有機ＥＬ装置Ｓ）の発光寿
命を延ばすことができる。

なお、上述の第１、第２実施形態においては、基板１上に成膜された有機層１１を不活
性ガス雰囲気中で加熱する工程と、基板１上に成膜された有機層１１を大気雰囲気中で加
熱する工程とのそれぞれを、同一の第１空間５６で行っているが、互いに異なる空間で行
ってもよい。

また、上述の第１、第２実施形態においては、基板１上に成膜された有機層１１を不活
性ガス雰囲気中で加熱するときと、基板１上に成膜された有機層１１を大気雰囲気中で加
熱するときとで、同じ加熱装置５３を用いているが、異なる加熱装置で加熱するようにし
てもよい。

＜光書き込みヘッド＞
図８は、上述の有機ＥＬ装置Ｓを、電子写真方式プリンタの光書き込みヘッド（プリン
タヘッド）に適用した場合の一例を示す図である。図８において、有機ＥＬ装置Ｓの基板
１の上方には光学系７０が設けられており、光学系７０の上方には感光ドラム（感光体）
７１が設けられている。有機ＥＬ装置Ｓは、光学系７０を介して、感光ドラム７１に対し
て光を照射する。有機ＥＬ装置Ｓの基板１から射出された光は、光学系７０を通って感光
ドラム７１上に集光されるようになっている。有機ＥＬ装置Ｓは長寿命化されているため
、感光ドラム７１を良好に感光させることができ、その感光ドラム７１を用いて良好に画
像形成することができる。

＜電子機器＞
次に、上記実施の形態の有機ＥＬ装置Ｓを備えた電子機器の例について説明する。
図９（Ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。図９（Ａ）において、符号１０
００は携帯電話本体を示し、符号１００１は上記の有機ＥＬ装置Ｓを用いたフルカラーの
表示部を示している。

図９（Ｂ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図９（Ｂ）において、
符号１１００は時計本体を示し、符号１１０１は上記の有機ＥＬ装置Ｓを用いたフルカラ
ーの表示部を示している。

図９（Ｃ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図で
ある。図９（Ｃ）において、符号１２００は情報処理装置、符号１２０２はキーボードな
どの入力部、符号１２０４は情報処理装置本体、符号１２０６は上記の有機ＥＬ装置Ｓを
用いたフルカラーの表示部を示している。

図９（Ａ）〜図９（Ｃ）に示す電子機器は、上記実施の形態の有機ＥＬ装置Ｓを備えて
いるので、コンパクトで所望の性能を有する電子機器を提供することができる。

なお、本発明の技術範囲は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上述の有機ＥＬ装置Ｓは、面発光が可能な照明用光源として用いることができ
、例えば、液晶表示装置の表示部を構成するバックライトとして用いることができる。ま
た、上述の各実施形態の有機ＥＬ装置Ｓは、例えばモノクロームのディスプレイに適用す
ることができる。

また、上述の実施形態では、発光素子２の発光が基板１を介して外面側に射出される形
式、所謂ボトム・エミッションの例を用いて説明したが、発光素子２の発光が基板１と逆
側の陰極７側から封止部材２０を介して射出される形式、所謂トップ・エミッションであ
っても適用可能である。この場合、封止部材２０や陰極７としては、光の取り出しが可能
な透明あるいは半透明材料が用いられる。

また、上記実施形態では、上述の発光層６や接着剤８を成膜する際に、液滴吐出法（イ
ンクジェット法）を用いているが、他の所定の手法を用いることももちろん可能である。
例えば発光層６を成膜するために、スピンコート法やディップ法などを用いることも可能
である。

第１実施形態に係る有機ＥＬ装置を示す要部断面図である。 第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するためのフローチャート図である。 発光層を成膜している様子を説明するための模式図である。 液滴吐出装置を説明するための図である。 液滴吐出ヘッドを説明するための図である。 第１実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造装置を説明するための図である。 第２実施形態に係る有機ＥＬ装置の製造方法を説明するためのフローチャート図である。 有機ＥＬ装置を光書き込みヘッドに適用した例を説明するための図である。 有機ＥＬ装置を備えた電子機器の一例を示す図である。

符号の説明

１…基板、２…発光素子、３…陽極、４…正孔注入層、５…正孔輸送性中間層、６…発
光層、７…陰極、１１…陰極、５０…第１収容装置、５１…不活性ガス供給装置、５２…
大気供給装置、５３…加熱装置、５６…第１空間、６０…第２収容装置、６３…電極形成
装置、６６…第２空間、Ｃ１、Ｃ２…制御装置、ＩＪ…液滴吐出装置、Ｓ…有機ＥＬ装置
、Ｔ…処理装置

Claims (10)

1. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法において、
   基板上に前記有機層を成膜する第１工程と、
   前記基板上に成膜された前記有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱する第２工程と、
   前記基板上に成膜された前記有機層を大気雰囲気中で加熱する第３工程とを有し、
   前記第３工程を、前記第２工程の前及び後の少なくとも一方で行うことを特徴とする有
   機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法。
2. 前記第１工程は、前記基板上に形成された第１電極上に前記有機層を成膜し、
   前記第２工程及び前記第３工程が完了した後、前記有機層上に第２電極を形成すること
   を特徴とする請求項１記載の製造方法。
3. 前記第２工程は、第１温度で前記有機層を加熱して焼成し、
   前記第３工程は、前記第１温度よりも低い第２温度で前記有機層を加熱することを特徴
   とする請求項１又は２記載の製造方法。
4. 前記不活性ガスは、ヘリウム、アルゴン、窒素、ネオン、キセノン、及びクリプトンの
   少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載の製造方法。
5. 前記第１工程は、前記有機層を形成するための材料を含む液体材料を液滴吐出法に基づ
   いて前記基板上に吐出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項記載の製造方法
   。
6. 発光可能な有機層を有する有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置において、
   基板上に成膜された前記有機層を不活性ガス雰囲気中で加熱可能な第１処理装置と、
   基板上に成膜された前記有機層を大気雰囲気中で加熱可能な第２処理装置と、
   前記基板上に成膜された前記有機層を前記第１処理装置で処理する前及び後の少なくと
   も一方で、前記有機層を前記第２処理装置で処理する制御装置とを備えたことを特徴とす
   る有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置。
7. 前記有機層が成膜された前記基板を収容可能な第１空間を形成する第１収容装置と、
   前記第１空間を不活性ガス雰囲気及び大気雰囲気のいずれか一方に調整可能な調整装置
   とを備え、
   前記第１処理装置は、前記不活性ガス雰囲気にされた前記第１空間に収容された前記基
   板上に成膜された前記有機層を第１温度で加熱して焼成する第１加熱装置を含み、
   前記第２処理装置は、前記大気雰囲気にされた前記第１空間に収容された前記基板上に
   成膜された前記有機層を前記第１温度よりも低い第２温度で加熱する第２加熱装置を含む
   ことを特徴とする請求項６記載の製造装置。
8. 前記基板上に前記有機層を成膜するために、該有機層を形成するための材料を含む液体
   材料を前記基板上に吐出する液滴吐出装置を備えたことを特徴とする請求項６又は７記載
   の製造装置。
9. 前記液滴吐出装置は、前記基板上に形成された第１電極上に前記有機層を成膜し、
   前記第１処理装置及び前記第２処理装置の処理が完了した後、前記有機層上に第２電極
   を形成する電極形成装置を備えたことを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項記載の製
   造装置。
10. 前記電極形成装置は第２空間を有し、前記第２空間に前記有機層が成膜された前記基板
    を収容して蒸着により前記第２電極を形成することを特徴とする請求項９記載の製造装置
    。
    

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