JP2009259571A - Manufacturing device of organic electroluminescent device and method for manufacturing organic electroluminescent device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置及び有機エレクトロルミネッセンス装置の製造方法に関する。 The present invention relates to an organic electroluminescence device manufacturing apparatus and an organic electroluminescence device manufacturing method.
近年、情報機器の多様化等に伴い、消費電力が少なく軽量化された平面表示装置のニーズが高まっている。この様な平面表示装置の一つとして、発光層や正孔輸送層等の有機機能層を有する有機エレクトロルミネッセンス(以下「有機EL」)素子を発光させて表示を行う有機EL装置が提案されている。 In recent years, with the diversification of information equipment and the like, there is an increasing need for flat display devices that consume less power and are lighter. As one of such flat display devices, an organic EL device that displays an organic electroluminescence (hereinafter referred to as “organic EL”) element having an organic functional layer such as a light emitting layer or a hole transport layer is proposed. Yes.
有機EL装置の構成として、インジウム錫酸化物(ITO:Indium Tin Oxide)によって構成された陽極と、陽極のホール(正孔)を有機層に注入する正孔注入層と、発光層と、陰極とが積層された構成が知られている。
一般的なITOの仕事関数は、約4.9eVである。一方、陽極上に形成される有機材料の仕事関数は概ね5eVであるが、5.2eV又は5.3eVの仕事関数を有する有機材料も存在する。従って、陽極の仕事関数と有機材料の仕事関数との間には、開き(差)があり、エネルギーギャップが存在する。
As the structure of the organic EL device, an anode made of indium tin oxide (ITO), a hole injection layer for injecting holes of the anode into the organic layer, a light emitting layer, a cathode, A structure in which is stacked is known.
A typical ITO work function is about 4.9 eV. On the other hand, the work function of the organic material formed on the anode is approximately 5 eV, but there are organic materials having a work function of 5.2 eV or 5.3 eV. Therefore, there is an opening (difference) between the work function of the anode and the work function of the organic material, and an energy gap exists.
そこで、陽極から正孔注入層に対してホール(正孔)を注入するホール注入性を高めるために、また、陽極の仕事関数と正孔注入層の仕事関数とが略同じ値を示すように調整するために、ITOからなる陽極の表面をプラズマ状態のプロセスガスに晒すことにより、陽極の仕事関数を調整するプラズマ前処理工程が知られている(例えば、特許文献1〜6参照)。また、このプラズマ前処理工程においては、陽極表面のクリーニングも行なっている。
このようなプラズマ前処理工程においては、プロセスガスに高周波電力を与えて励起させ、プロセスガスのプラズマを生成し、当該プラズマを陽極に照射させている。このようなプラズマ前処理工程を行なうことにより、陽極表面の仕事関数の値は4.9〜5.2eVに調整され、正孔注入層に対する正孔注入性を高めている。また、陽極表面における仕事関数の調整だけでなく、プラズマ前処理工程においては、陽極表面に付着している有機系の不要物、或いは、基板搬送中に陽極に付着するパーティクルを除去している。
In such a plasma pretreatment step, the process gas is excited by applying high-frequency power to generate plasma of the process gas, and the anode is irradiated with the plasma. By performing such a plasma pretreatment step, the work function value of the anode surface is adjusted to 4.9 to 5.2 eV, and the hole injection property to the hole injection layer is enhanced. In addition to adjusting the work function on the anode surface, in the plasma pretreatment process, organic unnecessary substances adhering to the anode surface or particles adhering to the anode during substrate transport are removed.
しかしながら、上記特許文献1〜6においては、プラズマのエネルギーの強度が高い場合には陽極にダメージを与えてしまうという問題がある。また、プラズマのエネルギーの強度が低い場合には安定してプラズマを基板に照射させることが難しいという問題がある。
更に、プラズマ状態のプロセスガスは、濃度分布及び流量分布を有するため、当該プラズマを基板に均一に照射させることできないという問題がある。
However, Patent Documents 1 to 6 have a problem in that the anode is damaged when the intensity of plasma energy is high. Further, there is a problem that it is difficult to stably irradiate the substrate with plasma when the intensity of plasma energy is low.
Furthermore, since the process gas in the plasma state has a concentration distribution and a flow rate distribution, there is a problem that the plasma cannot be uniformly irradiated onto the substrate.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、有機EL装置の陽極に対してプラズマ状態のプロセスガスを照射する工程において、プラズマを安定させ、陽極にダメージを与えないように照射量を制御し、プラズマを陽極に対して均一に照射することができる有機EL装置の製造装置及び有機EL装置の製造方法を提供するものである。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and in the step of irradiating the anode of the organic EL device with a process gas in a plasma state, irradiation is performed so that the plasma is stabilized and the anode is not damaged. An organic EL device manufacturing apparatus and an organic EL device manufacturing method capable of controlling the amount and uniformly irradiating plasma to an anode are provided.
本発明者は、従来のプラズマ前処理工程に関し、次のような知見を見出した。
プラズマ前処理工程は、高周波電力を利用してプロセスガスにエネルギーが付与し、プロセスガスのプラズマ状態を生成し、プロセスガスを構成するイオン等の粒子を陽極表面に衝突させるプロセスである。そのため、プラズマのエネルギーの強度を大きくすればプロセス時間短縮が図られる。しかしながら、プラズマのエネルギーの強度を大きくしてしまうと、ITOによって構成された陽極表面がダメージを受ける。そのため、逆スパッタによって陽極の膜厚が薄くなってしまうという問題、陽極周辺に形成されている画素を構成する部材が削られてしまい所望の画素形状を得ることができないという問題、また、画素構成部材が削り取られてパーティクルとなり、陽極表面に付着することによって陽極が汚染されてしまうという問題が生じる。
一方、陽極表面に対するダメージを抑制するために、低い高周波電力によってプラズマを発生させ、基板に付与されるプラズマのエネルギーの強度を抑え、照射時間を長くする処理工程が考えられる。しかしながら、この場合には、プロセスガスのプラズマ状態を安定させることが難しく、基板に対するプラズマの照射量がばらついてしまうという問題がある。結果として、基板表面に照射される照射量が不均一になり、陽極表面を均一にクリーニングすることが困難になり、陽極表面の仕事関数の値が不均一になるという問題がある。従って、低い高周波電力によって生成されたプラズマを陽極に照射する場合には、プラズマのエネルギーの強度の分布をコントロールすることが難しい。
また、基板に対するプラズマの照射量を制御する方法としては、発生したプラズマの周辺に磁場を生じさせ、この磁場を変化させることによって、基板に対するプラズマの照射量を制御する方法が知られている。しかしながら、基板サイズが大きくなった場合、基板サイズに応じて磁場を発生させる領域が大きくなってしまうため、簡素な装置によってプラズマの照射量の均一化を図ることは難しい。
The present inventor has found the following knowledge regarding the conventional plasma pretreatment process.
The plasma pretreatment process is a process in which energy is applied to the process gas using high-frequency power, a plasma state of the process gas is generated, and particles such as ions constituting the process gas collide with the anode surface. Therefore, if the intensity of plasma energy is increased, the process time can be shortened. However, if the intensity of plasma energy is increased, the anode surface made of ITO is damaged. Therefore, the problem that the film thickness of the anode becomes thin due to reverse sputtering, the problem that the members forming the pixels formed around the anode are scraped, and a desired pixel shape cannot be obtained, and the pixel configuration The member is scraped off to become particles, and the anode is contaminated by adhering to the anode surface.
On the other hand, in order to suppress damage to the anode surface, it is possible to consider a processing step in which plasma is generated with low high-frequency power, the intensity of plasma energy applied to the substrate is suppressed, and the irradiation time is lengthened. However, in this case, it is difficult to stabilize the plasma state of the process gas, and there is a problem that the amount of plasma irradiation on the substrate varies. As a result, there is a problem that the amount of irradiation irradiated to the substrate surface becomes non-uniform, it becomes difficult to clean the anode surface uniformly, and the work function value of the anode surface becomes non-uniform. Therefore, when irradiating the anode with plasma generated by low-frequency power, it is difficult to control the distribution of plasma energy intensity.
Further, as a method for controlling the plasma irradiation amount to the substrate, a method is known in which a magnetic field is generated around the generated plasma and the plasma irradiation amount is controlled by changing the magnetic field. However, when the substrate size is increased, the region for generating a magnetic field is increased in accordance with the substrate size. Therefore, it is difficult to make the plasma irradiation amount uniform with a simple apparatus.
また、プラズマ前処理工程によって発生されるプラズマは、処理室内に流入したプロセスガスを励起させることによって生成される。そのため、プラズマ状態のプロセスガスの濃度分布及び流量分布は、処理室内に供給されたプロセスガスの流量分布或いは濃度分布に依存する。そのため、供給されるプロセスガスの流量或いは濃度のばらつきに応じて、基板に対するプラズマの照射量がばらついてしまい、陽極表面のクリーニングと陽極の仕事関数の調整とを均一に行なうことができないという問題がある。
更に、基板サイズが大きくなると、処理室に供給されるプロセスガスの供給経路の本数を増やすことによって、基板全面におけるプラズマの照射分布を均一化することが考えられる。しかしながら、この場合であっても、大型基板の中央部に供給されるプラズマ状態のプロセスガスの供給量は、周辺部に供給されるプラズマ状態のプロセスガスの供給量よりも少なくなり、基板の中央部と周辺部とにおいて、プロセスガスの供給量に差異が生じてしまう。そのため、供給量が異なるプロセスガスが励起されてプラズマが生成されると、基板の中央部におけるプラズマの照射量と、基板の周辺部におけるプラズマの照射量とが異なってしまい、結果としてプラズマ状態のプロセスガスを基板上の陽極に対して均一に照射することが困難であるという問題がある。
Further, the plasma generated by the plasma pretreatment process is generated by exciting the process gas flowing into the processing chamber. Therefore, the concentration distribution and flow rate distribution of the process gas in the plasma state depend on the flow rate distribution or concentration distribution of the process gas supplied into the processing chamber. As a result, the amount of plasma irradiation varies depending on the flow rate or concentration of the supplied process gas, and the anode surface cleaning and anode work function adjustment cannot be performed uniformly. is there.
Further, when the substrate size is increased, it is conceivable to make the plasma irradiation distribution uniform over the entire surface of the substrate by increasing the number of supply paths for the process gas supplied to the processing chamber. However, even in this case, the supply amount of the process gas in the plasma state supplied to the central portion of the large substrate is smaller than the supply amount of the process gas in the plasma state supplied to the peripheral portion. There is a difference in the amount of process gas supplied between the portion and the peripheral portion. For this reason, when plasma is generated by exciting process gases with different supply amounts, the plasma irradiation amount at the central portion of the substrate and the plasma irradiation amount at the peripheral portion of the substrate are different. There is a problem that it is difficult to uniformly irradiate the anode on the substrate with the process gas.
更に、プラズマのエネルギー強度のばらつき及びプロセスガスの流量のばらつきだけでなく、処理室内におけるプロセスガス供給口とプラズマ発生源との位置関係、或いはプラズマ発生源の形状等の要因により、プラズマの特性は不均一な分布を有する。
そのため、有機EL装置の素子特性の向上を図るために、特に、陽極表面に対するクリーニング及び仕事関数の調整を均一に行うためには、生成されるプラズマが不均一であっても、陽極表面に照射されるプラズマ照射量を均一にする必要がある。
Furthermore, the characteristics of plasma are not only due to variations in plasma energy intensity and process gas flow rate, but also due to factors such as the positional relationship between the process gas supply port and the plasma generation source in the processing chamber or the shape of the plasma generation source. It has a non-uniform distribution.
Therefore, in order to improve the element characteristics of the organic EL device, in particular, to uniformly clean the anode surface and adjust the work function, the anode surface is irradiated even if the generated plasma is non-uniform. It is necessary to make the plasma irradiation amount uniform.
上記の課題を解決するために、本発明者は、次のような有機EL装置の製造装置及び製造方法を見出した。
即ち、本発明の有機EL装置の製造装置は、陽極と陰極との間に有機層を備える有機EL装置の前記陽極にプラズマを照射する有機EL装置の製造装置であって、プロセスガスが供給される処理室と、前記処理室内に配置され、基板を保持する基板保持部と、前記プロセスガスをプラズマ状態にして前記基板に照射するプラズマ発生源と、前記基板と前記プラズマ発生源との間に配置され、複数の開口部を有する遮蔽板とを備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present inventor has found the following manufacturing apparatus and manufacturing method of an organic EL device.
That is, the organic EL device manufacturing apparatus of the present invention is an organic EL device manufacturing apparatus that irradiates plasma to the anode of an organic EL device having an organic layer between an anode and a cathode, and is supplied with a process gas. A processing chamber disposed in the processing chamber, holding a substrate, a plasma generation source for irradiating the substrate with the process gas in a plasma state, and between the substrate and the plasma generation source And a shielding plate having a plurality of openings.
本発明によれば、プラズマ発生源と基板との間に、複数の開口部を有する遮蔽板が設けられているので、プラズマ状態のプロセスガスは遮蔽板によって遮蔽され、複数の開口部のみを通じたプラズマ状態のプロセスガスのみが基板に達し、基板を照射する。そのため、遮蔽板に設けられた複数の開口部を利用して、プラズマ状態のプロセスガスに含まれるイオン等の粒子が基板表面に衝突することを制限することができる。また、プラズマ発生源の出力が安定するようにプラズマのエネルギーの強度を高くしても、遮蔽板によって基板に達するプラズマの照射量が制限されるので、プラズマによるダメージを抑制しながら、安定した照射量でプラズマを陽極に対して均一に照射することができる。
また、基板サイズが大きくなったとしても、遮蔽板の大きさ、開口部の形状,個数,及び配置パターンを適宜設定することにより、基板に対する照射量を所望に制御することができる。
According to the present invention, since the shielding plate having a plurality of openings is provided between the plasma generation source and the substrate, the process gas in the plasma state is shielded by the shielding plate and passes only through the plurality of openings. Only the process gas in the plasma state reaches the substrate and irradiates the substrate. Therefore, using a plurality of openings provided in the shielding plate, it is possible to restrict the collision of particles such as ions contained in the plasma process gas with the substrate surface. Even if the intensity of the plasma energy is increased so that the output of the plasma generation source is stable, the amount of plasma that reaches the substrate is limited by the shielding plate. The amount of plasma can be uniformly irradiated to the anode.
Even if the substrate size is increased, the dose to the substrate can be controlled as desired by appropriately setting the size of the shielding plate, the shape and number of openings, and the arrangement pattern.
また、本発明によれば、処理室内に供給されるプロセスガスの流量或いは濃度がばらついている場合であっても、励起されて生成されたプラズマ状態のプロセスガスは、遮蔽板の複数の開口部を通過することにより、流量分布或いは濃度分布が均一になり、基板に到達する。そのため、基板の中央部に照射されるプラズマの照射量と、基板の周辺部に照射されるプラズマの照射量と等しくすることができる。即ち、基板上の陽極に対して均一にプラズマを照射することができる。
また、基板サイズの増加に伴って、処理室に供給されるプロセスガスの供給経路の本数が増加した場合には、大型基板の中央部と周辺部とにおいてプロセスガスの供給量に差異が生じる場合がある。このような場合であっても、遮蔽板によってプラズマ状態のプロセスガスの流量分布或いは濃度分布が均一になるので、大型基板の中央部に照射されるプラズマの照射量と、大型基板の周辺部に照射されるプラズマの照射量と等しくすることができる。
In addition, according to the present invention, even when the flow rate or concentration of the process gas supplied into the processing chamber varies, the excited process gas is generated in the plurality of openings of the shielding plate. By passing through, the flow distribution or concentration distribution becomes uniform and reaches the substrate. Therefore, it is possible to make the irradiation amount of the plasma irradiated to the central portion of the substrate equal to the irradiation amount of the plasma irradiated to the peripheral portion of the substrate. That is, the plasma can be uniformly irradiated to the anode on the substrate.
In addition, when the number of process gas supply paths supplied to the processing chamber increases as the substrate size increases, there is a difference in the amount of process gas supplied between the central portion and the peripheral portion of the large substrate. There is. Even in such a case, since the flow rate distribution or concentration distribution of the plasma process gas is made uniform by the shielding plate, the amount of plasma irradiated to the central portion of the large substrate and the peripheral portion of the large substrate It can be made equal to the irradiation amount of the irradiated plasma.
以上のように、本発明の製造装置によれば、遮蔽板によって、プラズマの照射量が制限され、安定した照射量でプラズマを陽極に対して均一に照射することができる。また、遮蔽板によって、プラズマ状態のプロセスガスの流量分布或いは濃度分布を均一にした状態で、当該プロセスガスを基板に照射することができる。そのため、画素を構成する部材が削られることに起因する陽極表面の汚染を防止しつつ、陽極表面のクリーニングと、陽極表面における仕事関数の制御とを均一に行なうことができる。 As described above, according to the manufacturing apparatus of the present invention, the amount of plasma irradiation is limited by the shielding plate, and plasma can be uniformly irradiated to the anode with a stable amount of irradiation. Further, the process gas can be irradiated to the substrate in a state where the flow rate distribution or concentration distribution of the plasma process gas is made uniform by the shielding plate. Therefore, cleaning of the anode surface and control of the work function on the anode surface can be performed uniformly while preventing contamination of the anode surface due to scraping of members constituting the pixels.
また、本発明においては、前記複数の開口部は、前記遮蔽板の中央部から周辺部に向けて放射状に開口していることが好ましい。また、前記複数の開口部は、等角度のピッチで放射状に形成されていることが好ましい。また、前記複数の開口部の各々の幅は、前記遮蔽板の中央部から周辺部に向けて徐々に増加するように形成されていることが好ましい。また、前記遮蔽板の中央部から周辺部に向けて、前記複数の開口部の各々の面積が徐々に増加するように、前記複数の開口部が形成されていることが好ましい。
このような構成にすれば、遮蔽板によって、プラズマの照射量が制限され、安定した照射量でプラズマを陽極に対して均一に照射することができる。また、プラズマ状態のプロセスガスの濃度が高い部分には遮蔽板の開口率(開口面積)を小さくすることができる。また、その濃度が低い部分には遮蔽板の開口率を大きくすることができる。従って、均一かつ安定なプラズマを基板上の陽極に照射させることができる。
Moreover, in this invention, it is preferable that these opening parts are opening radially toward the peripheral part from the center part of the said shielding board. Moreover, it is preferable that the plurality of openings are formed radially at an equiangular pitch. Moreover, it is preferable that the width of each of the plurality of openings is formed so as to gradually increase from the central portion toward the peripheral portion of the shielding plate. In addition, it is preferable that the plurality of openings are formed so that the area of each of the plurality of openings gradually increases from the center to the periphery of the shielding plate.
With such a configuration, the amount of plasma irradiation is limited by the shielding plate, and plasma can be uniformly irradiated to the anode with a stable amount of irradiation. Further, the aperture ratio (opening area) of the shielding plate can be reduced in a portion where the concentration of the plasma process gas is high. Further, the aperture ratio of the shielding plate can be increased in a portion where the concentration is low. Therefore, the anode on the substrate can be irradiated with uniform and stable plasma.
また、本発明においては、前記複数の開口部の各々の開口面積は、全て等しいことが好ましい。
この構成は、プロセスガスの濃度分布及び流量分布が、基板に対するプラズマ照射の均一性に影響しない場合であって、プラズマのエネルギーの強度のばらつきのみを改善する場合において有効である。
即ち、このような構成にすれば、開口面積が等しい複数の開口部を有する遮蔽板によって、プラズマのエネルギーの強度が制限され、基板の陽極に対するプラズマダメージを抑制して、安定した照射量でプラズマを陽極に対して均一に照射することができる。
In the present invention, it is preferable that the opening areas of the plurality of openings are all equal.
This configuration is effective in the case where the process gas concentration distribution and flow rate distribution do not affect the uniformity of plasma irradiation on the substrate and only improve the variation in the plasma energy intensity.
That is, with such a configuration, the intensity of the plasma energy is limited by the shielding plate having a plurality of openings having the same opening area, and plasma damage to the anode of the substrate is suppressed, so that the plasma can be produced with a stable dose. Can be uniformly irradiated to the anode.
また、本発明においては、前記遮蔽板の中央部から周辺部に向けて、前記複数の開口部の各々の面積が徐々に減少するように、前記複数の開口部が形成されていることが好ましい。
この構成は、基板の中央部に供給されるプロセスガスの流量が、基板の周辺部に供給されるプロセスガスの流量よりも少ない場合において、基板の全面に照射されるプラズマの照射量の分布を均一にすることができる。具体的に、遮蔽板の周辺部に形成された開口部の面積は小さいために、プラズマ状態のプロセスガスの流量が制限される。また、遮蔽板の中央部に形成された開口部の面積は大きいために、プラズマ状態のプロセスガスの流量が増大する。即ち、遮蔽板の中央部から周辺部に向けて開口面積が徐々に減少するように複数の開口部が形成されていることによって、プロセスガスの流量分布が均一になる。
従って、均一な流量分布を有するプロセスガスが励起されて生成されたプラズマは、基板を照射する。そのため、基板の中央部に照射されるプラズマの照射量と、その周辺部に照射されるプラズマの照射量と等しくすることができる。即ち、基板上の陽極に対して均一にプラズマを照射することができる。
特に、基板サイズが大きくなった場合には、大型基板の中央部と周辺部とにおいてプロセスガスの供給量に差異が生じ易くなる。この場合であっても、基板の中央部におけるプラズマの照射量と、基板の周辺部におけるプラズマの照射量とを均一にすることができる。結果として均一なプラズマを基板に照射することができる。
In the present invention, it is preferable that the plurality of openings are formed so that the area of each of the plurality of openings gradually decreases from the central portion to the peripheral portion of the shielding plate. .
In this configuration, when the flow rate of the process gas supplied to the central portion of the substrate is smaller than the flow rate of the process gas supplied to the peripheral portion of the substrate, the distribution of the irradiation amount of the plasma applied to the entire surface of the substrate is obtained. It can be made uniform. Specifically, since the area of the opening formed in the peripheral portion of the shielding plate is small, the flow rate of the process gas in the plasma state is limited. Moreover, since the area of the opening part formed in the center part of the shielding board is large, the flow volume of the process gas in a plasma state increases. That is, the plurality of openings are formed so that the opening area gradually decreases from the central portion toward the peripheral portion of the shielding plate, so that the flow rate distribution of the process gas becomes uniform.
Accordingly, the plasma generated by exciting the process gas having a uniform flow rate distribution irradiates the substrate. Therefore, it is possible to make the plasma irradiation amount irradiated to the central portion of the substrate equal to the plasma irradiation amount irradiated to the peripheral portion. That is, the plasma can be uniformly irradiated to the anode on the substrate.
In particular, when the substrate size increases, a difference in the amount of process gas supplied tends to occur between the central portion and the peripheral portion of the large substrate. Even in this case, the plasma dose at the center of the substrate and the plasma dose at the periphery of the substrate can be made uniform. As a result, the substrate can be irradiated with uniform plasma.
また、本発明においては、前記遮蔽板を回転させる回転機構を備えることが好ましい。或いは、前記遮蔽板を揺動させる揺動機構を備えることが好ましい。
遮蔽板を固定して遮蔽板と基板とを近接させ、プラズマ状態のプロセスガスを遮蔽板の開口部を通過させ基板にプラズマを照射する場合、遮蔽板の開口部の形状(パターン)に応じて、開口部の形状が転写されるように、基板の全面に形成された陽極膜がプラズマに晒されてしまう恐れがある。この場合、プラズマの照射量のばらつきが改善されずに、プラズマが不均一に基板に照射されてしまう。
そこで、本発明によれば、遮蔽板を回転させる回転機構、或いは、基板を揺動させる揺動機構を備えることにより、遮蔽板に設けられた開口部の形状に応じたプラズマ照射のばらつきが発生することを抑制することができ、基板に照射されるプラズマの均一化を図ることができる。
Moreover, in this invention, it is preferable to provide the rotation mechanism which rotates the said shielding board. Alternatively, it is preferable that a rocking mechanism for rocking the shielding plate is provided.
When the shielding plate is fixed, the shielding plate and the substrate are brought close to each other, and the plasma process gas is passed through the opening of the shielding plate to irradiate the substrate with plasma, depending on the shape (pattern) of the opening of the shielding plate The anode film formed on the entire surface of the substrate may be exposed to plasma so that the shape of the opening is transferred. In this case, the variation of the plasma irradiation amount is not improved, and the substrate is irradiated nonuniformly.
Therefore, according to the present invention, by providing a rotation mechanism for rotating the shielding plate or a swinging mechanism for swinging the substrate, variation in plasma irradiation according to the shape of the opening provided in the shielding plate occurs. It can be suppressed, and the plasma irradiated onto the substrate can be made uniform.
また、本発明の有機EL装置の製造方法は、陽極と陰極との間に有機層を備える有機EL装置の前記陽極にプラズマを照射する有機EL装置の製造方法であって、処理室内に前記陽極が形成された基板を配置する工程と、前記処理室内に供給されたプロセスガスをプラズマ状態にして前記基板に照射するプラズマ発生源と、前記基板との間に、開口部を有する遮蔽板を介在させ、前記基板に前記プラズマ状態の前記プロセスガスを照射する工程とを含むことを特徴とする。
本発明の製造方法は、上記の製造装置を用いて、プラズマ状態のプロセスガスを基板に照射させている。従って、有機EL装置の陽極に対してプラズマを照射する工程において、プロセスガスのプラズマ状態を安定させ、陽極にダメージを与えないようにプラズマの照射量を制御し、陽極に対して均一にプラズマを照射することができる。そのため、画素を構成する部材が削られることに起因する陽極表面の汚染を防止しつつ、陽極表面のクリーニングと、陽極表面における仕事関数の制御とを均一に行なうことができる。
The organic EL device manufacturing method of the present invention is a method for manufacturing an organic EL device in which plasma is applied to the anode of an organic EL device having an organic layer between an anode and a cathode, and the anode is disposed in a processing chamber. And a shielding plate having an opening between the substrate and a plasma generation source for irradiating the substrate with a process gas supplied into the processing chamber in a plasma state. And irradiating the substrate with the process gas in the plasma state.
In the manufacturing method of the present invention, the substrate is irradiated with a process gas in a plasma state using the above manufacturing apparatus. Therefore, in the step of irradiating plasma to the anode of the organic EL device, the plasma state of the process gas is stabilized, the amount of plasma irradiation is controlled so as not to damage the anode, and the plasma is uniformly applied to the anode. Can be irradiated. Therefore, cleaning of the anode surface and control of the work function on the anode surface can be performed uniformly while preventing contamination of the anode surface due to scraping of members constituting the pixels.
以下、本発明について図面を参照して説明する。
なお、以下の全ての図面においては、図面を見やすくするため、各構成の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせてある。
The present invention will be described below with reference to the drawings.
In all the drawings below, the film thicknesses and dimensional ratios of the components are appropriately changed in order to make the drawings easy to see.
(プラズマ処理装置)
図1は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置(有機EL装置の製造装置)の構成を示す概略図である。図2は、本発明の実施形態に係るプラズマ処理装置が備える遮蔽板の平面図である。
(Plasma processing equipment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of a plasma processing apparatus (organic EL device manufacturing apparatus) according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a plan view of a shielding plate provided in the plasma processing apparatus according to the embodiment of the present invention.
図1に示すように、本実施形態のプラズマ処理装置Sは、プロセスガスが供給可能な真空チャンバ(処理室)1と、真空チャンバ1内に配置された基板保持部2,シャッター3,一対の電極(プラズマ発生源)4A,4B,及び遮蔽板5と、真空チャンバ1の外部に設けられ真空チャンバ1に連通している電磁バルブ6,マスフローコントローラ7,及び真空計8とを備えている。
As shown in FIG. 1, the plasma processing apparatus S of the present embodiment includes a vacuum chamber (processing chamber) 1 capable of supplying process gas, a
基板保持部2は、有機EL装置を構成する基板202を保持する。基板202上にはITOからなる陽極が形成されており、陽極が電極4Aに向くように基板保持部2は基板202を保持している。
The
マスフローコントローラ7は、プロセスガス供給ライン9に接続されており、真空チャンバ1内に供給されるプロセスガスの流量を制御する。
真空チャンバ1内に供給されるプロセスガスとしては、例えば、酸素(O2)等の処理ガスと、大気圧近傍の圧力下で放電を容易に開始させ且つ安定に維持するためのヘリウム(He),アルゴン(Ar),ネオン(Ne),キセノン(Xe),及びクリプトン(Kr)等の希ガス、或いは窒素(N2)等の不活性ガスとが混合された混合ガスが採用される。
The mass flow controller 7 is connected to the process
The process gas supplied into the vacuum chamber 1 includes, for example, a processing gas such as oxygen (O 2 ) and helium (He) for easily starting discharge and maintaining stable under a pressure near atmospheric pressure. , Argon (Ar), neon (Ne), xenon (Xe), and a rare gas such as krypton (Kr), or a mixed gas in which an inert gas such as nitrogen (N 2 ) is mixed.
電磁バルブ6は、真空排気ライン10を通じて真空ポンプ(不図示)に接続されている。また、電磁バルブ6は、真空計8に電気的に接続されており、真空計8によって測定された真空チャンバ1内の圧力に応じて、真空チャンバ1内が所定圧力になるように真空排気ライン10の流路径(コンダクタンス)を調整し、真空チャンバ1内の圧力を制御する。
The
シャッター3は、遮蔽板5と基板保持部2との間に配置されている。また、シャッター3には、当該シャッター3を開閉駆動するシャッター開閉機構3Aが接続されている。シャッター開閉機構3Aがシャッター3を閉じた場合、基板202と電極4Aとが隔離されるので、基板2に対するプラズマ照射は行なわれない。一方、シャッター開閉機構3Aがシャッター3を開いた場合、電極4A,4Bによって生成されたプロセスガスのプラズマが遮蔽板5を介して基板2に照射される。
The
一対の電極4A,4Bは、不図示の高周波電源に接続されている。電極4Aは、遮蔽板5に対向するように、プラズマ処理装置Sの底部に配置されている。電極4Bは、基板202の陽極が形成されている面の反対面に対向するように配置されている。電極4Bと基板202とは接触されていてもよく、また、非接触であってもよい。
高周波電源から電極4A,4Bの間に高周波電力が供給されると、電極4A,4Bは、その間に、プロセスガスのプラズマを発生させる。
なお、本実施形態において、プラズマ処理装置Sは、平行平板型の電極4A,4Bによって容量結合型プラズマを生成させる構造を有するが、この構造を限定することなく、スパイラル状に形成されたアンテナによって誘導性結合型プラズマを生成させる構造を有してもよい。
The pair of
When high-frequency power is supplied from the high-frequency power source to the
In this embodiment, the plasma processing apparatus S has a structure in which capacitively coupled plasma is generated by the parallel plate-
遮蔽板5は、シャッター3と電極4Aとの間に配置されている。また、遮蔽板5には、当該遮蔽板5を回転させる回転機構5Aが接続されている。回転機構5Aは、図2の符号Oに示す回転中心を軸として、符号Rに示す方向に遮蔽板5を回転させる機能を有する。なお、回転中心軸Oは、基板202の鉛直方向に平行な軸である。
また、図2に示すように、遮蔽板5は、複数の開口部5Bを有する。複数の開口部5Bは、遮蔽板5の中央部5Cから周辺部5Dに向けて放射状に開口されたスリットである。また、複数の開口部5Bは、回転中心軸Oを中心として、等角度のピッチで配置されている。また、複数の開口部5Bの各々は、遮蔽板5の中央部5Cから周辺部5Dに向けて幅が増加するように形成されている。
遮蔽板5を構成する材料としては、セラミクスが好適に採用される。遮蔽板5はプラズマを遮蔽する機能を有するため、金属、強磁性体によって形成されていないことが好ましい。
The shielding
As shown in FIG. 2, the shielding
As a material constituting the
次に、このように構成されたプラズマ処理装置Sの動作について説明する。
まず、シャッター3が閉まった状態で、搬送装置(不図示)が真空チャンバ1内に基板202を配置する(図1参照)。
基板202の表面にはITOからなる有機EL装置の構成要素である陽極が形成されている。陽極が形成された基板202の面がシャッター3に対向するように、基板202は真空チャンバ1内に配置される。
Next, the operation of the plasma processing apparatus S configured as described above will be described.
First, with the
On the surface of the
基板202が配置された状態で、マスフローコントローラ7は、プロセスガス供給ライン9からプロセスガスを真空チャンバ1内に供給する。また、マスフローコントローラ7は、所定流量のプロセスガスを真空チャンバ1内に供給する。プロセスガスの供給による真空チャンバ1内の圧力変化は、真空計8によって測定される。電磁バルブ6は、真空計8によって測定された真空チャンバ1内の圧力とプラズマ処理に要求される圧力との差に基づいて、真空排気ライン10の流路径(コンダクタンス)を調整し、真空チャンバ1内が所定圧力になるように制御する。
In a state where the
プロセスガスが供給された後に、電極4A,4Bの間に高周波電力が印加されると、真空チャンバ1内にはプロセスガスが励起されることによって生成されたプラズマが生じる。このとき、基板202と電極4Aとの間に配置されたシャッター3は、閉じているため、基板202に対するプラズマ照射は行なわれない。
このとき、発生されたプラズマの分布は、不均一である。具体的には、プラズマのエネルギーの強度分布と、プラズマ状態のプロセスガスの濃度分布とが不均一のまま、プラズマが生成される。
When high frequency power is applied between the
At this time, the distribution of the generated plasma is non-uniform. Specifically, plasma is generated while the intensity distribution of the plasma energy and the concentration distribution of the process gas in the plasma state are not uniform.
次に、シャッター開閉機構3Aがシャッター3を開く。すると、電極4A,4Bによって生成されたプラズマは、遮蔽板5によって遮蔽されると共に、図2に示す遮蔽板5の複数の開口部5Bのみを通過する。
ここで、開口部5Bを通過する前においてエネルギーの強度分布が不均一であったプラズマは、遮蔽板5によって遮蔽され、かつ、開口部5Bを通過することにより、エネルギーの強度分布が均一なプラズマになる。
また、開口部5Bを通過する前において濃度分布が不均一であったプラズマ状態のプロセスガスは、遮蔽板5によって遮蔽され、かつ、開口部5Bを通過することにより、濃度分布が均一なプロセスガスになる。
特に、遮蔽板5の複数の開口部5Bのうち、開口面積(開口率)が小さい中央部5Cにおいて、プラズマは遮蔽板5を通過し難くい。一方、開口面積が大きい周辺部5Dにおいて、プラズマは遮蔽板5を通過し易い。
このように、プラズマ状態のプロセスガスが遮蔽板5の複数の開口部5Bを通過すると、プラズマのエネルギーの強度分布が均一になり、プラズマ状態のプロセスガスの濃度分布が均一になる。そして、開口部5Bを通過したプロセスガスは基板202に到達する。
Next, the shutter opening /
Here, the plasma in which the energy intensity distribution is non-uniform before passing through the
Further, the process gas in the plasma state in which the concentration distribution is non-uniform before passing through the
In particular, in the
As described above, when the plasma process gas passes through the plurality of
上述したように、本実施形態のプラズマ処理装置Sによれば、遮蔽板5に設けられた複数の開口部5Bにプラズマ状態のプロセスガスを通過させることにより、プラズマ状態のプロセスガスに含まれるイオン等の粒子が基板表面に衝突することを制限することができる。また、電極4A,4Bによって生成されるプラズマの出力を安定させるため、エネルギーの強度が高められたプラズマを発生させた場合であっても、基板202に対するプラズマの照射量が制限される。そのため、陽極が形成された基板202に対して、プラズマによるダメージを抑制しながら、均一にプラズマを照射することができる。また、基板サイズが大きくなったとしても、遮蔽板5の大きさ、開口部5Bの形状,個数,及び配置パターンを適宜設定することにより、基板に対する照射量を所望に制御することができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus S of the present embodiment, the plasma process gas is passed through the plurality of
以上のように、本実施形態のプラズマ処理装置Sによれば、有機EL装置の基板202に形成された陽極に対して、プラズマのエネルギーの強度が制限された状態で、均一にプラズマを照射することができる。そのため、画素を構成する部材が削られることに起因する陽極表面の汚染を防止しつつ、陽極表面のクリーニングと、陽極表面における仕事関数の制御とを均一に行なうことができる。
As described above, according to the plasma processing apparatus S of the present embodiment, the anode formed on the
また、本実施形態のプラズマ処理装置Sは、遮蔽板5を回転させる回転機構5Aを備えている。そのため、遮蔽板5に設けられた開口部5Bの形状に応じたプラズマ照射のばらつきが発生することを抑制することができ、基板202に照射されるプラズマの均一化を図ることができる。
なお、本実施形態においては、回転機構5Aを設けて、遮蔽板5を回転させているが、遮蔽板5と基板202とが十分に離間していれば、即ち、遮蔽板5の開口部5Bの形状が基板202に転写されない程度に離間していれば、回転機構5Aによって遮蔽板5を回転させる必要はなく、遮蔽板5を固定させてもよい。
Further, the plasma processing apparatus S of the present embodiment includes a
In this embodiment, the
なお、本実施形態においては、複数の開口部5Bは、遮蔽板5の中央部5Cから周辺部5Dに向けて放射状に開口され、中央部5Cから周辺部5Dに向けて幅が増加するように形成されている。
このような構成にすれば、電極4A,4Bにおいて生成されたプラズマ状態が安定するようにエネルギーの強度が高められたプラズマを発生させたとしても、基板202に到達するプラズマの照射量が制限される。従って、エネルギーの強度が制限されたプラズマを基板202に対して均一に照射することができる。
In the present embodiment, the plurality of
With such a configuration, even if plasma with increased energy intensity is generated so that the plasma state generated in the
(遮蔽板の変形例1)
図3は、遮蔽板の変形例を示す平面図である。
上記の本実施形態においては、図2に示すように、遮蔽板5の開口部5Bの平面形状として、複数のスリットが放射状に設けられた形状を採用した。また、回転機構5Aが遮蔽板5を、回転中心軸Oを中心として回転させていた。
(Modification 1 of shielding plate)
FIG. 3 is a plan view showing a modification of the shielding plate.
In the present embodiment, as shown in FIG. 2, a shape in which a plurality of slits are provided radially is employed as the planar shape of the
本変形例においては、図3に示すように、遮蔽板5’に円形状の複数の開口部5Bが形成されている。また、遮蔽板5’の中央部5Cにおいては開口部5Bの直径が小さく(開口面積が小さく)、遮蔽板5の周辺部5Dにおいては開口部5Bの直径が大きい(開口面積が大きい)。また、遮蔽板5’の開口部5Bは、回転中心軸Oを中心として、等角度のピッチで形成されている。また、遮蔽板5’の中央部5Cから周辺部5Dに向けて、開口部5Bの各々の面積が徐々に増加している。
このように図3に示すような円形状の複数の開口部5Bが遮蔽板5’に形成されている場合であっても、上記実施形態と同様の効果が得られる。
In this modification, as shown in FIG. 3, a plurality of
Thus, even when a plurality of
また、本変形例の遮蔽板5’は、当該遮蔽板5’を揺動させる揺動機構5Eに接続されている。揺動装置5Eは、回転中心軸Oを中心として、図3中符号R’に示すように遮蔽板5’を往復揺動させる。
そのため、遮蔽板5’に設けられた開口部5Bの形状に応じたプラズマ照射のばらつきが発生することを抑制することができ、基板202に照射されるプラズマの均一化を図ることができる。
なお、揺動機構5Eが遮蔽板5’を揺動させる方向としては、符号R’に示す方向に限られず、図3中符号X―X’に示す揺動方向、或いは、符号Y―Y’方向に示す揺動方向に遮蔽板5’を揺動させてもよい。
Further, the shielding
Therefore, it is possible to suppress the occurrence of variations in the plasma irradiation according to the shape of the
The direction in which the
なお、上記の実施形態及び変形例においては、遮蔽板5,5’を回転又は揺動する機構について説明したが、プラズマ処理装置Sが基板202を回転させる基板回転機構を備えてもよい。
In the above-described embodiment and modification, the mechanism for rotating or swinging the
(遮蔽板の変形例2)
上記の図2及び図3に示す実施形態及び変形例1においては、中央部5Cから周辺部5Dに向けて、スリットの幅が徐々に増加した構成と、開口部の面積が徐々に増加した構成を示した。
本変形例においては、複数の開口部5Bの各々の開口面積は、全て等しくなっている。
本変形例は、プロセスガスの濃度分布及び流量分布が、基板202に対するプラズマ照射の均一性に影響しない場合であって、プラズマのエネルギーの強度のばらつきのみを改善する場合において有効である。
即ち、このような構成にすれば、開口面積が等しい複数の開口部5Bを有する遮蔽板5によって、プラズマのエネルギーの強度が制限され、基板202の陽極に対するプラズマダメージを抑制して、安定した照射量でプラズマを陽極に対して均一に照射することができる。
(
In the embodiment and the modification 1 shown in FIGS. 2 and 3 above, the configuration in which the width of the slit gradually increases from the
In the present modification, the opening areas of the plurality of
This modification is effective when the process gas concentration distribution and flow rate distribution do not affect the uniformity of plasma irradiation on the
That is, with such a configuration, the intensity of plasma energy is limited by the shielding
(遮蔽板の変形例3)
本変形例においては、図示しないが、遮蔽板5の中央部5Cから周辺部5Dに向けて、複数の開口部5Bの開口面積が徐々に減少するように、開口部5Bが遮蔽板5に形成されている。
この構成は、基板202の中央部5Cに供給されるプロセスガスの流量が、基板202の周辺部5Dに供給されるプロセスガスの流量よりも少ない場合において、基板202の全面に照射されるプラズマの照射量の分布を均一にすることができる。具体的に、遮蔽板5の周辺部5Dに形成された開口部5Bの面積は小さいために、プラズマ状態のプロセスガスの流量が制限される。また、遮蔽板5の中央部5Cに形成された開口部5Bの面積は大きいために、プラズマ状態のプロセスガスの流量が増大する。即ち、遮蔽板5の中央部5Cから周辺部5Dに向けて開口面積が徐々に減少するように複数の開口部5Bが形成されていることによって、プロセスガスの流量分布が均一になる。
従って、均一な流量分布を有するプロセスガスが励起されて生成されたプラズマは、基板202を照射する。そのため、基板202の中央部に照射されるプラズマの照射量と、その周辺部に照射されるプラズマの照射量と等しくすることができる。即ち、基板202上の陽極に対して均一にプラズマを照射することができる。
特に、基板サイズが大きくなった場合には、大型基板の中央部と周辺部とにおいてプロセスガスの供給量に差異が生じ易くなる。この場合であっても、基板の中央部におけるプラズマの照射量と、基板の周辺部におけるプラズマの照射量とを均一にすることができる。結果として均一なプラズマを基板に照射することができる。
(
In the present modification, although not shown, the
In this configuration, when the flow rate of the process gas supplied to the
Accordingly, the plasma generated by exciting the process gas having a uniform flow rate distribution irradiates the
In particular, when the substrate size increases, a difference in the amount of process gas supplied tends to occur between the central portion and the peripheral portion of the large substrate. Even in this case, the plasma dose at the center of the substrate and the plasma dose at the periphery of the substrate can be made uniform. As a result, the substrate can be irradiated with uniform plasma.
なお、遮蔽板5に形成される複数の開口部5Bの形状、配置、及びパターンは、上記実施形態及び実施例1〜3に示された構成に限定されない。上述した開口部の構成を組み合わせた形状、配置、及びパターンを有する複数の開口部が遮蔽板5に形成されていてもよい。また、複数の開口部5Bの形状、配置、及びパターンは、基板202に照射されるプラズマ状態のプロセスガスの流量分布或いは濃度分布,及びプラズマのエネルギーの強度分布が均一になるように、適切に決定される。
In addition, the shape, arrangement | positioning, and pattern of the some
(有機EL装置の製造方法)
次に、本発明の有機EL装置の製造方法について説明する。
本発明の有機EL装置の製造方法は、上記のプラズマ処理装置Sを用いて、陽極表面のクリーニングと、陽極表面における仕事関数の制御とを均一に行なう工程を含む。
(Method for manufacturing organic EL device)
Next, the manufacturing method of the organic EL device of the present invention will be described.
The method for manufacturing an organic EL device of the present invention includes the steps of uniformly cleaning the anode surface and controlling the work function on the anode surface using the plasma processing apparatus S described above.
(有機EL装置)
まず、本発明の製造方法によって製造される有機EL装置の構造について説明する。
図4は有機EL装置における表示領域の断面構造を拡大した図である。
図4に示す有機EL装置は、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)が画素毎に配置されたアクティブマトリクス型の有機EL装置である。また、TFTは、基板20202上に設けられている。また、本実施形態の有機EL装置は、基板202を透過させて光を取り出すバックエミッション型である。
(Organic EL device)
First, the structure of the organic EL device manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.
FIG. 4 is an enlarged view of the cross-sectional structure of the display area in the organic EL device.
The organic EL device shown in FIG. 4 is an active matrix organic EL device in which a thin film transistor (TFT) is arranged for each pixel. The TFT is provided over the substrate 20202. The organic EL device of this embodiment is a back emission type that extracts light through the
図4に示すように、有機EL装置Eは、基板202と、基板202上に設けられた発光素子(有機層)203と、TFT204とを有している。
発光素子203は、ITO等の透明導電膜材料からなる画素電極(陽極)223と、画素電極223から正孔を輸送可能な正孔輸送層270と、有機発光材料を含む有機発光層260と、発光層260の上面に設けられている電子輸送層250と、電子輸送層250の上面に設けられているアルミニウム(Al)やマグネシウム(Mg)、金(Au)、銀(Ag)、カルシウム(Ca)等からなる対向電極(陰極)222とを有している。
As shown in FIG. 4, the organic EL device E includes a
The
TFT204は、SiO2を主体とする下地保護層281を介して基板202の表面に設けられている。
このTFT204は、下地保護層281の上層に形成されたシリコン層241と、シリコン層241を覆うように下地保護層281の上層に設けられたゲート絶縁層282と、ゲート絶縁層282の上面のうちシリコン層241に対向する部分に設けられたゲート電極242と、ゲート電極242を覆うようにゲート絶縁層282の上層に設けられた第1層間絶縁層283と、ゲート絶縁層282及び第1層間絶縁層283にわたって開孔するコンタクトホールを介してシリコン層241と接続するソース電極243と、ゲート電極242を挟んでソース電極243と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁層282及び第1層間絶縁層283にわたって開孔するコンタクトホールを介してシリコン層241と接続するドレイン電極244と、ソース電極243及びドレイン電極244を覆うように第1層間絶縁層283の上層に設けられた第2層間絶縁層284とを備えている。
The
The
そして、第2層間絶縁層284の上面に画素電極223が配置されている。画素電極223とドレイン電極244とは、第2層間絶縁層284に設けられたコンタクトホール223aを介して接続されている。また、第2層間絶縁層284の表面のうち発光素子(有機層)が設けられている以外の部分と対向電極222との間には、合成樹脂などからなバンク層221が設けられている。
A
なお、シリコン層241のうち、ゲート絶縁層282を挟んでゲート電極242と重なる領域がチャネル領域とされている。また、シリコン層241のうち、チャネル領域のソース側にはソース領域が設けられている一方、チャネル領域のドレイン側にはドレイン領域が設けられている。このうち、ソース領域が、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極243に接続されている。一方、ドレイン領域が、ゲート絶縁層282と第1層間絶縁層283とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極243と同一層からなるドレイン電極244に接続されている。画素電極23は、ドレイン電極244を介して、シリコン層241のドレイン領域に接続されている。
Note that a region of the
本実施形態の有機EL装置Eは、TFT204が設けられている基板202側から発光光を取り出す構成を有するため、基板202は透明であるものが好ましく、この場合の基板材料としてはガラスや石英、樹脂等の透明度の高い(透過率が高い)ないし半透明なものが用いられる。また、基板に色フィルター膜や発光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御するようにしてもよい。
Since the organic EL device E of the present embodiment has a configuration in which emitted light is extracted from the side of the
なお、TFTが設けられている基板とは反対側の基板から、発光層の発光光を取り出す構成、所謂トップエミッション型を採用することも可能である。トップエミッション型の場合、基板202は不透明であってもよく、その場合、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したもの、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などを用いることができる。
Note that a so-called top emission type in which emitted light of the light emitting layer is extracted from a substrate opposite to the substrate on which the TFT is provided can be employed. In the case of the top emission type, the
次に、図5及び図6を参照しながら、本発明の製造方法である、有機EL装置Eの製造工程について説明する。
はじめに、基板202上にシリコン層241が形成される。シリコン層241を形成する際には、まず、図5(a)に示すように、基板202の表面にTEOS(テトラエトキシシラン)や酸素ガスなどを原料としてプラズマCVD法により厚さ約200〜500nmのシリコン酸化膜からなる下地保護層281を形成する。
Next, the manufacturing process of the organic EL device E, which is the manufacturing method of the present invention, will be described with reference to FIGS.
First, a
次に、図5(b)に示すように、基板202の温度を約350℃に設定して、下地保護膜281の表面にプラズマCVD法あるいはICVD法により厚さ約30〜70nmのアモルファスシリコン膜からなる半導体層241Aが形成される。次いで、この半導体層241Aに対してレーザアニール法、急速加熱法、または固相成長法などによって結晶化工程を行い、半導体層241Aをポリシリコン層に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が400mmのラインビームを用い、その出力強度は例えば200mJ/cm2 とする。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の90%に相当する部分が各領域に重なるようにラインビームを走査する。
Next, as shown in FIG. 5B, the temperature of the
次いで、図5(c)に示すように、半導体層(ポリシリコン層)241Aをパターニングして島状のシリコン層241とし、その表面に対して、TEOSや酸化ガスなどを原料としてプラズマCVD法により厚さ約60〜150nmのシリコン酸化膜又は窒化膜からなるゲート絶縁層282が形成される。
Next, as shown in FIG. 5C, the semiconductor layer (polysilicon layer) 241A is patterned to form an island-shaped
なお、ゲート絶縁層282の表面に水素(H2)プラズマ処理をしてもよい。これにより、空隙の表面のSi−O結合中のダングリングボンドがSi−H結合に置き換えられ、膜の耐吸湿性が良くなる。そして、このプラズマ処理されたゲート絶縁層282の表面に別のSiO2層を設けてもよい。こうすることにより、誘電率な絶縁層が形成できる。
Note that hydrogen (H 2 ) plasma treatment may be performed on the surface of the
次いで、図5(d)に示すように、ゲート絶縁層282上にアルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を含む導電膜をスパッタ法により形成した後、これをパターニングすることにより、ゲート電極242が形成される。次いで、この状態で高濃度のリンイオンを打ち込み、シリコン層241に、ゲート電極242に対して自己整合的にソース領域241s及びドレイン領域241dが形成される。この場合、ゲート電極242はパターニング用マスクとして用いられる。なお、不純物が供給されなかった部分がチャネル領域241cとなる。
Next, as shown in FIG. 5D, a conductive film containing a metal such as aluminum, tantalum, molybdenum, titanium, or tungsten is formed on the
次いで、図5(e)に示すように、第1層間絶縁層283が形成される。第1層間絶縁層283は、ゲート絶縁層282と同様に、シリコン酸化膜または窒化膜、多孔性を有するシリコン酸化膜などによって構成され、ゲート絶縁層282の形成方法と同様の手順でゲート絶縁層282の上層に形成される。そして、この第1層間絶縁層283及びゲート絶縁層282にフォトリソグラフィ法を用いてパターニングすることにより、ソース電極及びドレイン電極に対応するコンタクトホールが形成される。次いで、第1層間絶縁層283を覆うように、アルミニウムやクロム、タンタル等の金属からなる導電層を形成した後、この導電層のうち、ソース電極及びドレイン電極が形成されるべき領域を覆うようにパターニング用マスクを設けるとともに、導電層をパターニングすることにより、ソース電極243及びドレイン電極244が形成される。次に、図示はしないが、第1層間絶縁層283上に、信号線、共通給電線、走査線を形成する。このとき、これらに囲まれる箇所は後述するように発光層等を形成する画素となることから、例えば発光光を基板側から取り出す形態とする場合には、TFT204が前記各配線に囲まれた箇所の直下に位置しないよう、各配線を形成する。
Next, as shown in FIG. 5E, a first
次いで、図6(a)に示すように、第2層間絶縁層284が、第1層間絶縁層283、各電極243,244,及び前記不図示の各配線を覆うように形成される。第2層間絶縁層284は、第1層間絶縁層283と同様に、シリコン酸化膜または窒化膜などによって構成され、第1層間絶縁層283の形成方法と同様の手順で第1層間絶縁層283の上層に形成される。そして、第2層間絶縁層284を形成したら、第2層間絶縁層284のうちドレイン電極244に対応する部分にコンタクトホール223aが形成される。そして、このコンタクトホール223aを介してドレイン電極244に連続するようにITO等の導電性材料をパターニングし、画素電極223が形成される。
Next, as shown in FIG. 6A, a second
画素電極223は、ITOからなる透明導電膜材料によって形成されており、コンタクトホール223aを介してTFT204のドレイン電極244に接続されている。画素電極223を形成するには、透明導電膜材料からなる膜を第2層間絶縁層284上面に形成し、この膜をパターニングすることにより形成される。
The
画素電極23を形成したら、図6(b)に示すように、第2層間絶縁層284の所定位置及び画素電極223の一部を覆うように、バンク層221が形成される。バンク層221はアクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの合成樹脂によって構成されている。具体的なバンク層221の形成方法としては、例えば、アクリル樹脂,ポリイミド樹脂,或いはそれらの前駆体などのレジストを溶媒に融かしたものを、スピンコート,ディップコート等により塗布して絶縁層が形成される。
なお、絶縁層の構成材料は、後述するインクの溶媒に溶解せず、しかもエッチング等によってパターニングしやすいものであればどのようなものでもよい。更に、絶縁層をフォトリソグラフィ技術等により同時にエッチングして、開口部221aを形成することにより、開口部221aを備えたバンク層221が形成される。
After the pixel electrode 23 is formed, a
The constituent material of the insulating layer may be any material as long as it does not dissolve in the ink solvent described below and can be easily patterned by etching or the like. Furthermore, the insulating layer is simultaneously etched by a photolithography technique or the like to form the
(プラズマ処理工程)
画素電極223及びバンク部221が形成されたら、上記の実施形態で説明したプラズマ処理装置Sを用いたプラズマ処理工程が行われる。
すなわち、図6(b)に示すように、基板202上に形成された各種配線及び部材のうち、バンク層221と画素電極223とが露出した状態で、基板202に対してプラズマ処理工程が行なわれる。
プラズマ処理工程は、画素電極223の表面の仕事関数を調整するともに、画素電極223の表面をクリーニングするために行なわれる。仕事関数を調整について具体的に説明すると、画素電極223から正孔注入層にホール(正孔)を注入する際のホール注入性を高めるために、画素電極223の仕事関数と正孔注入層(正孔輸送層)の仕事関数との差を調整し、正孔注入層に対する正孔注入性を高めるために行なわれる。また、本実施形態のプラズマ処理工程においては、バンク部221に対する表面処理を同時に行なっている。
(Plasma treatment process)
When the
That is, as shown in FIG. 6B, the plasma processing step is performed on the
The plasma treatment process is performed to adjust the work function of the surface of the
プラズマ処理工程を開始する前に、バンク層221と画素電極223とが形成された基板202をプラズマ処理装置S内に配置する。ここで、図1に示すように画素電極223が電極4Aに向くように、基板202が配置される。
次に、上記実施形態におけるプラズマ処理装置Sの動作について説明したように、プラズマ発生源である電極4Aと基板202との間に、開口部5Bを有する遮蔽板5を介在させ、遮蔽板5を介して基板202にプラズマ状態のプロセスガスを照射する。ここで、プラズマの照射量は、遮蔽板5によって制限され、開口部5Bのみを通過したプラズマのみが基板202に到達し、バンク層221と画素電極223とがプラズマに晒される。
従って、プラズマのエネルギーの強度が制限された状態で、均一にプラズマを照射することができるので、画素を構成する部材、例えば、バンク層221が削られることに起因する画素電極223の表面の汚染を防止しつつ、画素電極223の表面のクリーニングと、画素電極223の表面における仕事関数の制御とを均一に行なうことができる。
Before starting the plasma processing step, the
Next, as described for the operation of the plasma processing apparatus S in the above embodiment, the shielding
Accordingly, since the plasma can be uniformly irradiated in a state where the intensity of the plasma energy is limited, contamination of the surface of the
なお、本実施形態のプラズマ処理工程においては、画素電極223の表面のクリーニングと、画素電極223の表面における仕事関数の制御を主として行なっているが、画素電極223の表面及びバンク層221の表面に対する親液化処理を含んでもよい。
また、上記のように、プラズマ処理装置Sによるプラズマ処理工程を終えた後には、適宜、画素電極223の表面の親液化処理と、バンク部221表面の撥液化処理を行ってもよい。
In the plasma processing step of this embodiment, cleaning of the surface of the
Further, as described above, after the plasma processing step by the plasma processing apparatus S is completed, a lyophilic process on the surface of the
次いで、図6(c)に示すように、画素電極223の上面に正孔輸送層270が形成される。ここで、正孔輸送層270の形成材料としては、特に限定されることなく公知のものが使用可能であり、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。具体的には、特開昭63−70257号、同63−175860号公報、特開平2−135359号、同2−135361号、同2−209988号、同3−37992号、同3−152184号公報に記載されているもの等が例示されるが、トリフェニルジアミン誘導体が好ましく、中でも4,4’−ビス(N(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ)ビフェニルが好適とされる。
Next, as illustrated in FIG. 6C, the
なお、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに正孔注入層と正孔輸送層を両方形成するようにしてもよい。その場合、正孔注入層の形成材料としては、ポリチオフェン誘導体、例えば銅フタロシアニン(CuPc)や、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、1,1−ビス−(4−N,N−ジトリルアミノフェニル)シクロヘキサン、トリス(8−ヒドロキシキノリノール)アルミニウム等が挙げられるが、特に銅フタロシアニン(CuPc)を用いるのが好ましい。 Note that a hole injection layer may be formed instead of the hole transport layer, and both the hole injection layer and the hole transport layer may be formed. In that case, as a material for forming the hole injection layer, polythiophene derivatives such as copper phthalocyanine (CuPc), polyphenylene vinylene which is polytetrahydrothiophenylphenylene, 1,1-bis- (4-N, N-ditolylamino) are used. Phenyl) cyclohexane, tris (8-hydroxyquinolinol) aluminum and the like can be mentioned, and it is particularly preferable to use copper phthalocyanine (CuPc).
正孔注入/輸送層270を形成する際には、インクジェット法(液滴吐出法)が用いられる。すなわち、上述した正孔注入/輸送層材料を含む組成物滴(組成物インク)を画素電極223の電極面上に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、画素電極223上に正孔注入/輸送層270が形成される。なお、この正孔注入/輸送層形成工程以降は、正孔注入/輸送層270及び発光層260の酸化を防止すべく、窒素雰囲気、アルゴン雰囲気等の不活性ガス雰囲気で行うことが好ましい。具体的には、例えば、不図示のインクジェットヘッド(液滴吐出ヘッド)に正孔注入/輸送層材料を含む組成物インクを充填し、インクジェットヘッドの吐出ノズルを画素電極223の電極面に対向させ、インクジェットヘッドと試料(基板202)とを相対移動させながら、吐出ノズルから1滴当たりの液量が制御されたインキ滴を電極面に吐出する。次に、吐出後のインク滴を乾燥処理して組成物インクに含まれる極性溶媒を蒸発させることにより、正孔注入/輸送層270が形成される。
When the hole injection /
なお、組成物インクとしては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体と、ポリスチレンスルホン酸等との混合物を、N−メチルピロリドン、イソプロピルアルコール等の極性溶媒に分散させたものを用いることができる。ここで、吐出されたインク滴は、親インク処理された画素電極223の電極面上に広がり、開口部221aの底部近傍に満たされる。その一方で、撥インク処理されたバンク層221の上面にはインク滴がはじかれて付着しない。したがって、インク滴が所定の吐出位置からはずれてバンク層221の上面に吐出されたとしても、該上面がインク滴で濡れることがなく、はじかれたインク滴がバンク層221の開口部221a内に転がり込むものとされている。
As the composition ink, for example, a mixture of a polythiophene derivative such as polyethylenedioxythiophene and polystyrenesulfonic acid or the like dispersed in a polar solvent such as N-methylpyrrolidone or isopropyl alcohol can be used. . Here, the ejected ink droplet spreads on the electrode surface of the
次に、乾燥工程が行われる。乾燥工程を行うことにより、吐出後の組成物インクが乾燥処理され、組成物インクに含まれる極性溶媒が蒸発されることにより、正孔注入/輸送層270が形成される。
Next, a drying process is performed. By performing the drying process, the discharged composition ink is dried, and the polar solvent contained in the composition ink is evaporated, whereby the hole injection /
上記の乾燥処理は、例えば窒素雰囲気中、室温〜約50℃で圧力を例えば13.3Pa(0.1Torr)程度にして行う。圧力があまりに低すぎると組成物インクが突沸してしまうので好ましくない。また、温度を室温以上、例えば80℃以上の高温にすると、極性溶媒の蒸発速度が高まり、平坦な膜を形成する事ができない。乾燥処理後は、窒素中、好ましくは真空中において、200℃で10分程度加熱する熱処理を行うことで、正孔注入/輸送層270内に残存する極性溶媒や水を除去することが好ましい。
The drying treatment is performed, for example, in a nitrogen atmosphere at room temperature to about 50 ° C. and a pressure of about 13.3 Pa (0.1 Torr), for example. If the pressure is too low, the composition ink will boil, which is not preferable. On the other hand, when the temperature is higher than room temperature, for example, 80 ° C. or higher, the evaporation rate of the polar solvent increases and a flat film cannot be formed. After the drying treatment, it is preferable to remove the polar solvent and water remaining in the hole injecting / transporting
次いで、図6(d)に示すように、正孔注入/輸送層270上面に発光層260が形成される。発光層260の形成材料としては、特に限定されることなく、例えば、ポリフルオレン誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれらの高分子材料にペリレン系色素、クマリン色素、ローダミン色素、例えばルブレン、ペリレン、9,10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープして用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6D, the
発光層260は、正孔注入/輸送層270の形成方法と同様の手順で形成される。すなわち、インクジェット法によって発光層材料を含む組成物インクを正孔注入/輸送層270の上面に吐出した後に、乾燥処理及び熱処理を行うことにより、バンク層221に形成された開口部221a内部の正孔注入/輸送層270上に発光層260が形成される。この発光層形成工程も上述したように不活性ガス雰囲気化で行われる。吐出された組成物滴(組成物インク、液体材料)は撥液処理された領域ではじかれるので、液滴滴が所定の吐出位置からはずれたとしても、はじかれた液滴滴がバンク層221の開口部221a内に転がり込む。発光層260の形成材料を含む組成物インクを設けたら、所定の条件で乾燥処理が行われる。
The
なお、発光層260の上面に電子輸送層250を形成してもよい。電子輸送層250の形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、8−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭63−70257号、同63−175860号公報、特開平2−135359号、同2−135361号、同2−209988号、同3−37992号、同3−152184号公報に記載されているもの等が例示され、特に2−(4−ビフェニリル)−5−(4−t−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス(8−キノリノール)アルミニウムが好適とされる。
Note that the electron-transporting
なお、前述した正孔注入/輸送層270の形成材料や電子輸送層250の形成材料を発光層260の形成材料に混合し、発光層形成材料として使用してもよく、その場合に、正孔注入/輸送層形成材料や電子輸送層形成材料の使用量については、使用する化合物の種類等によっても異なるものの、十分な成膜性と発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決定される。通常は、発光層形成材料に対して1〜40重量%とされ、さらに好ましくは2〜30重量%とされる。
Note that the hole injection /
次いで、図6(e)に示すように、電子輸送層250及びバンク層221の上面に対向電極222が形成される。対向電極222は、電子輸送層250及びバンク層221の表面全体、あるいはストライプ状に形成されている。対向電極222については、もちろんAl、Mg、Li、Caなどの単体材料やMg:Ag(10:1合金)の合金材料からなる1層で形成してもよいが、2層あるいは3層からなる金属(合金を含む。)層として形成してもよい。具体的には、Li2O(0.5nm程度)/AlやLiF(0.1〜2nm程度)/Al、MgF2 /Alといった積層構造のものも使用可能である。対向電極222は上述した金属からなる薄膜であり、光を透過可能な材料、構造である。
Next, as illustrated in FIG. 6E, the
(電子機器)
上記実施の形態の有機EL装置を備えた電子機器の例について説明する。
図7は、携帯電話の一例を示した斜視図である。
図7において、符号1000は携帯電話本体を示し、符号1001は上記の有機EL装置を用いた表示部を示している。
(Electronics)
Examples of electronic devices provided with the organic EL device of the above embodiment will be described.
FIG. 7 is a perspective view showing an example of a mobile phone.
In FIG. 7,
図8は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。
図8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装置を用いた表示部を示している。
FIG. 8 is a perspective view showing an example of a wristwatch type electronic apparatus.
In FIG. 8,
図9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装置を用いた表示部を示している。
FIG. 9 is a perspective view showing an example of a portable information processing apparatus such as a word processor or a personal computer.
In FIG. 9,
図7〜図9に示す電子機器は、上記実施の形態の有機EL装置を備えているので、表示品位に優れ、明るい画面の有機EL表示部を備えた電子機器を実現することができる。 Since the electronic devices shown in FIGS. 7 to 9 include the organic EL device according to the above-described embodiment, an electronic device having an excellent display quality and a bright screen organic EL display unit can be realized.
以上、本発明の実施形態について詳細に説明したが、本発明はその技術的範囲内において上記実施例に様々な変形・変更を加えて実施することができる。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described in detail, this invention can be implemented by adding various deformation | transformation and change to the said Example within the technical scope.
E…有機EL装置(有機エレクトロルミネッセンス装置) 223…画素電極(陽極) S…プラズマ処理装置(有機エレクトロルミネッセンス装置の製造装置) 1…真空チャンバ(処理室) 2…基板保持部 202…基板 4A,4B…電極(プラズマ発生源) 5B…開口部 5,5’…遮蔽板 5C…中央部 5D…周辺部 5A…回転機構 5E…揺動機構
E ... Organic EL device (organic electroluminescence device) 223 ... Pixel electrode (anode) S ... Plasma processing device (manufacturing device of organic electroluminescence device) 1 ... Vacuum chamber (processing chamber) 2 ...
Claims (10)
プロセスガスが供給される処理室と、
前記処理室内に配置され、基板を保持する基板保持部と、
前記プロセスガスをプラズマ状態にして前記基板に照射するプラズマ発生源と、
前記基板と前記プラズマ発生源との間に配置され、複数の開口部を有する遮蔽板と
を備える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。 An apparatus for manufacturing an organic electroluminescence device that irradiates plasma to the anode of an organic electroluminescence device comprising an organic layer between an anode and a cathode,
A processing chamber to which process gas is supplied;
A substrate holding unit disposed in the processing chamber and holding a substrate;
A plasma generation source for irradiating the substrate with the process gas in a plasma state;
An organic electroluminescence device manufacturing apparatus, comprising: a shielding plate disposed between the substrate and the plasma generation source and having a plurality of openings.
処理室内に前記陽極が形成された基板を配置する工程と、
前記処理室内に供給されたプロセスガスをプラズマ状態にして前記基板に照射するプラズマ発生源と、前記基板との間に、開口部を有する遮蔽板を介在させ、前記基板に前記プラズマ状態の前記プロセスガスを照射する工程と
を含む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。 A method for producing an organic electroluminescence device in which plasma is applied to the anode of an organic electroluminescence device comprising an organic layer between an anode and a cathode,
Placing a substrate on which the anode is formed in a processing chamber;
A plasma generation source that irradiates the substrate with a process gas supplied into the processing chamber in a plasma state, and a shielding plate having an opening portion interposed between the substrate and the substrate in the plasma state. A method of manufacturing an organic electroluminescence device, comprising: irradiating a gas.
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WO2023082790A1 (en) * | 2021-11-09 | 2023-05-19 | 中山市博顿光电科技有限公司 | Anti-contamination device, ionization cavity, and radio frequency ion source |
-
2008
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