JP5902515B2 - 連続成膜装置及び連続成膜方法 - Google Patents
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Description
本実施の形態で例示する発光素子の作製装置であるインライン型連続成膜装置の全景は図1(A)に示すとおりである。インライン型連続成膜装置200は、前処理部212、第1の蒸着室213、第2の蒸着室214、第3の蒸着室215、第4の蒸着室216、第5の蒸着室217、第6の蒸着室218、並びに後処理部219を備える。
第1の蒸着室213内には、第1及び第2の蒸着源12,13が基板10の搬送方向(矢印の方向)に交互に並べて配置されている(図1(A))。第2の蒸着室214内には、複数の第3の蒸着源14が基板10の搬送方向に並べて配置されている(図1(A)〜(C))。第3の蒸着室215内には、第4の蒸着源15a〜15c及び第5の蒸着源16a,16bが基板10の搬送方向に交互に並べて配置されている(図1(A)〜(C))。第4の蒸着室216内には、複数の第7の蒸着源17が基板10の搬送方向に並べて配置されている(図1(A))。第5の蒸着室217内には、複数の第8の蒸着源18が基板10の搬送方向に並べて配置されている(図1(A))。
本実施の形態によれば、第3の蒸着室215において川上側に第4の蒸着源15aを配置することで、ホール輸送層22と混合材料層24との間にホスト材料層23を成膜することができ、高速成膜(例えば成膜速度3nm/sec、成膜時間10sec/層)をしても、ホール輸送層22と混合材料層24との間に発光物質のみを含む単独層(ドーパント材料層)が成膜されることを抑制することができる。そして、第4の蒸着源15a〜15cそれぞれのホスト材料のHOMO準位が第3の蒸着源14のホール輸送層用材料のHOMO準位に揃えられている結果、ホール輸送層22から発光層26へホールが注入されやすくなり、発光層26の発光効率の低下を抑制することができる。
本実施の形態は、図4〜図6を参照しつつ説明するが、図1〜図3と同一部分については同一符号を付し、同一部分の説明は省略する。
本実施の形態によれば、発光層を成膜する第3の蒸着室215において川上側に補助ドーパントを備えた第4の蒸着源19を配置することで、ホール輸送層22と混合材料層24との間に補助ドーパント材料層23aを成膜することができ、高速成膜(例えば成膜速度3nm/sec、成膜時間10sec/層)をしても、ホール輸送層22と混合材料層24との間にホスト材料のみを含む単独層(ホスト材料層)が成膜されることを抑制することができる。そして、第4の蒸着源19の補助ドーパント材料のHOMO準位が第3の蒸着源14のホール注入層用材料のHOMO準位に揃えられているため、ホール輸送層22と補助ドーパント材料層23aのHOMO準位を揃えることができる。その結果、ホール輸送性に優れた補助ドーパント材料層23aが形成され、発光層26に混合された補助ドーパントがそのHOMO準位に由来するホール受容性の準位を発光層中に形成されることでホール輸送層22から発光層26へホールが注入されやすくなり、発光層26の駆動電圧の上昇を抑制することができる。
本実施の形態では、本発明の一態様の連続成膜装置を用いて作製できる発光素子の構成の一例について図7及び図8を参照して説明する。いずれの構成の発光素子においても、本発明の一態様(例えば実施の形態1)を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。また、いずれの構成の発光素子においても、本発明の一態様(例えば実施の形態2)を適用することで、第1の蒸着層と第2の蒸着層との間に形成される単一の材料を含む単独層を形成する材料のHOMO準位を、第1の蒸着層を形成する材料のHOMO準位に揃え、且つ当該材料を第2の蒸着層に混合することにより、ホールを単独層から発光層に流れやすくすることができる。また、本発明の一態様(例えば実施の形態2)を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の駆動電圧の上昇を抑制することができる。また、本発明の一態様(例えば実施の形態2)を適用することで、高速成膜で発光層を成膜しても発光素子の発光効率の低下を抑制することができる。
発光素子の構成の一例を図7(A)に示す。図7(A)に示す発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層1103が挟まれている。
発光素子の構成の他の一例を図7(C)に示す。図7(C)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層1103が挟まれている。さらに、陰極1102とEL層1103との間には中間層1104が設けられている。なお、当該発光素子の構成例2のEL層1103には、上述の発光素子の構成例1と同様の構成が適用可能であり、詳細については、発光素子の構成例1の記載を参酌できる。
発光素子の構成の他の一例を図8(A)に示す。図8(A)に例示する発光素子は、陽極1101と陰極1102の間にEL層が2つ設けられている。さらに、EL層1103aと、EL層1103bとの間には中間層1104が設けられている。
次に、本発明の一態様(例えば実施の形態1)の連続成膜装置を用いて作製することができる発光素子の一例について説明する。該素子に用いる材料の化学式を以下に示す。
次に、本発明の一態様(例えば実施の形態2)の連続成膜装置を用いて作製することができる発光素子の一例について説明する。該素子に用いる材料の化学式を以下に示す。
11 第1の電極
12 第1の蒸着源
13 第2の蒸着源
14 第3の蒸着源
15a〜15c 第4の蒸着源
15,16a,16b 第5の蒸着源
16 第6の蒸着源
17 第7の蒸着源
18 第8の蒸着源
19 第4の蒸着源
21 ホール注入層
22 ホール輸送層
23 ホスト材料層
23a 補助ドーパント材料層
24 混合材料層
25 ドーパント材料層
26 発光層
27 電子輸送層
28 電子注入層
29 第2の電極
200 インライン型連続成膜装置
212 前処理部
212a ローダ部
212b 前処理室
213 第1の蒸着室
213a〜218a 緩衝部
214 第2の蒸着室
215 第3の蒸着室
216 第4の蒸着室
217 第5の蒸着室
218 第6の蒸着室
219 後処理部
219a 受け渡し室
219b 封止室
219c アンローダ部
Claims (10)
- 第1の蒸着室と、
前記第1の蒸着室に繋げられた第2の蒸着室と、
前記第1の蒸着室内から前記第2の蒸着室内へ基板を搬送する搬送機構と、
前記第1の蒸着室内に配置された第1の蒸着源と、
前記第2の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に並べて配置された第2の蒸着源及び第3の蒸着源と、を具備し、
前記第2の蒸着室において最も前記第1の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第2の蒸着源であり、
前記第2の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第3の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第1の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、
前記ホスト材料に前記ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であり、
前記第2の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位と前記第1の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位の差の絶対値が0.2eV以内であり、
前記第3の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位と前記第1の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位の差の絶対値が0.2eV以内ではないことを特徴とする連続成膜装置。 - 請求項1において、
前記第2の蒸着源及び前記第3の蒸着源は交互に配置されていることを特徴とする連続成膜装置。 - 請求項2において、
前記搬送機構によって前記基板を前記第1の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第1の蒸着源によって第1の蒸着層を成膜し、
前記搬送機構によって前記基板を前記第1の蒸着室内から前記第2の蒸着室内に搬送しながら、前記第1の蒸着層上に前記第2の蒸着源によってホスト材料層を成膜し、前記ホスト材料層上に前記第2の蒸着源及び前記第3の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された第2の蒸着層を成膜することを特徴とする連続成膜装置。 - 第1の蒸着室と、
前記第1の蒸着室に繋げられた第2の蒸着室と、
前記第1の蒸着室内から前記第2の蒸着室内へ基板を搬送する搬送機構と、
前記第1の蒸着室内に配置された第1の蒸着源と、
前記第2の蒸着室内に配置され、前記搬送方向に並べて配置された第2の蒸着源、第3の蒸着源及び第4の蒸着源と、を具備し、
前記第2の蒸着室において最も前記第1の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第2の蒸着源であり、
前記第2の蒸着室には、前記第2の蒸着源の隣に前記第3の蒸着源または前記第4の蒸着源が配置され、
前記第3または前記第4の蒸着源の一方は、ホスト材料を有し、
前記第3または前記第4の蒸着源の他方は、ドーパント材料を有し、
前記第2の蒸着源が有する材料は、補助ドーパント材料であり、
前記第1の蒸着源の蒸着材料は、ホール輸送層を形成する材料であり、
前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料を混合した材料は、発光層を形成する材料であり、
前記第2の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位と前記第1の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位の差の絶対値が0.2eV以内であり、
前記第3の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位と前記第1の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位の差の絶対値が0.2eV以内ではないことを特徴とする連続成膜装置。 - 請求項4において、
前記搬送機構によって前記基板を前記第1の蒸着室内で搬送しながら、前記基板上に前記第1の蒸着源によって第1の蒸着層を成膜し、
前記搬送機構によって前記基板を前記第1の蒸着室内から前記第2の蒸着室内に搬送しながら、前記第1の蒸着層上に前記第2の蒸着源によって前記補助ドーパント材料層を成膜し、前記補助ドーパント材料層上に前記第2の蒸着源、前記第3の蒸着源及び前記第4の蒸着源によって前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された第2の蒸着層を成膜することを特徴とする連続成膜装置。 - 基板上に第1の蒸着源によって第1の蒸着層を成膜し、
前記第1の蒸着層上に第2の蒸着源によって第2の蒸着層を成膜し、
前記第2の蒸着層上に前記第2の蒸着源及び第3の蒸着源によって前記第2の蒸着源が有する材料に前記第3の蒸着源が有する材料が混合された第3の蒸着層を成膜する方法であって、
前記第1の蒸着層は、ホール輸送層であり、
前記第2の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第2の蒸着層はホスト材料層であり、
前記第3の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第3の蒸着層は前記ホスト材料に前記ドーパント材料が混合された発光層であり、
前記第2の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位と前記第1の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位の差の絶対値が0.2eV以内であることを特徴とする連続成膜方法。 - 請求項6において、
前記第1の蒸着層、前記第2の蒸着層及び前記第3の蒸着層は、前記基板を第1の蒸着室内から第2の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、
前記第1の蒸着室は、前記第1の蒸着源を有し、
前記第2の蒸着室は、前記搬送方向に交互に並べて配置された前記第2の蒸着源及び前記第3の蒸着源を有し、
前記第2の蒸着室において最も前記第1の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第2の蒸着源であることを特徴とする連続成膜方法。 - 基板上に第1の蒸着源によって第1の蒸着層を成膜し、
前記第1の蒸着層上に第2の蒸着源によって第2の蒸着層を成膜し、
前記第2の蒸着層上に前記第2の蒸着源及び第3の蒸着源によって前記第2の蒸着源が有する材料に前記第3の蒸着源が有する材料が混合された第3の蒸着層を成膜する方法であって、
前記第1の蒸着層は、ホール輸送層であり、
前記第2の蒸着源が有する材料は補助ドーパント材料であり、
前記第2の蒸着層は補助ドーパント材料層であり、
前記第3の蒸着層を成膜する際は、前記第2の蒸着源、前記第3の蒸着源及び第4の蒸着源によって成膜され、
前記第3の蒸着源が有する材料はドーパント材料であり、
前記第4の蒸着源が有する材料はホスト材料であり、
前記第3の蒸着層は、前記ホスト材料に前記ドーパント材料及び前記補助ドーパント材料が混合された発光層であり、
前記第2の蒸着源が有する材料の最高被占有軌道準位と前記第1の蒸着源の蒸着材料の最高被占有軌道準位の差の絶対値が0.2eV以内であることを特徴とする連続成膜方法。 - 請求項8において、
前記第1の蒸着層、前記第2の蒸着層及び前記第3の蒸着層は、前記基板を第1の蒸着室内から第2の蒸着室内へ搬送しながら成膜され、
前記第1の蒸着室は、前記第1の蒸着源を有し、
前記第2の蒸着室は、前記搬送方向に並べて配置された前記第2の蒸着源、前記第3の蒸着源及び前記第4の蒸着源を有し、
前記第2の蒸着室において最も前記第1の蒸着室側に配置される蒸着源は前記第2の蒸着源であることを特徴とする連続成膜方法。 - 請求項8または9において、
前記第1の蒸着層を成膜する前の前記基板上には電極が形成されていることを特徴とする連続成膜方法。
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