JPH11195485A

JPH11195485A - 有機ｅｌ素子の製造装置および製造方法

Info

Publication number: JPH11195485A
Application number: JP9368029A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Tanabe; 宏田辺; Kenji Nakatani; 賢司中谷; Kazuhisa Daihisa; 和寿大久; Kensuke Ara; 健輔荒; Michio Arai; 三千男荒井
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1997-12-27
Filing date: 1997-12-27
Publication date: 1999-07-21
Also published as: EP0926927A1

Abstract

(57)【要約】【課題】リーク電流の発生を抑制でき、比較的大きな
面積の基板に対応し、有機ＥＬ素子を効率よく量産する
ことのできる有機ＥＬ素子の製造装置および製造方法を
実現する。【解決手段】有機ＥＬ素子が形成される基板２と、蒸
発源４とを有し、前記蒸発源４の開口部４ａと前記基板
２の中心とを結ぶ線の、前記基板面に対する角度θが、
６０°以下であって２０°以上となる位置に蒸発源４を
配置し、蒸着を行うことにより、ステップカバーレージ
を良好とし、リーク電流の発生などを抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は有機ＥＬ素子の製造
装置に関し、詳しくは、加熱により有機ＥＬ素子用の有
機原料物質を蒸発させ、これを基板上の成膜領域に堆積
させることで薄膜を形成する蒸着法を用いた有機ＥＬ素
子の製造装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】薄膜形成を行う基本技術の１つとして、
真空蒸着法が知られている。この真空蒸着法は、真空槽
内で蒸発源と成膜用基板を適当に組み合わせて、薄膜を
形成するものである。蒸発源を作る手段も様々考えられ
ており、例えば、Appl.Phys.Lett. 68(16),15 April 19
96 に記載されているような、比較的電気抵抗の高い金
属容器（金属ボード）に電流を流し、その発熱により原
料を蒸発させるいわゆる抵抗加熱蒸着法が知られてい
る。また、原料に直接電子ビームやレーザービームを照
射し、そのエネルギーで原料を蒸発させるいわゆる電子
ビーム・レーザービーム蒸着法等も知られている。中で
も抵抗加熱を用いた成膜方法（抵抗加熱蒸着法）は、成
膜装置の構成が簡便であり、低価格で良質の薄膜形成を
実現できることから広く普及している。

【０００３】抵抗加熱蒸着法は、融点の高いタングステ
ン、タンタル、モリブデン等の金属材料を薄板状に加工
して、電気抵抗を高くした金属板から原料容器（金属ボ
ード）を作製し、その両端から直流電流を流し、その発
熱を用いて原料を蒸発させ、蒸発ガスを供給している。
発散したガスの一部が基板上に堆積し、薄膜が形成され
る。蒸発原料として使用できるものは、蒸気圧の比較的
高いものであれば何でも良いが、原料容器と容易に化学
反応するものは避ける必要がある。

【０００４】ところで、このような蒸着法を用いて有機
ＥＬディスプレイを製造する場合、量産工程において
は、不良品率をいかに少なくするかが重要な課題であ
る。すなわち、製造工程において有機層が不均一に積層
されたり、電子注入電極等の機能性薄膜を積層する際に
有機層にダメージを与えたり、逆に電子注入電極自体に
不純物が混入したり、酸化したりして、いわゆる輝度ム
ラ、ドット欠陥等の不良や品質のバラツキを生じる場合
がある。特に、電流リークの発生は重要な問題であり、
逆方向への電流（リーク電流）があると、クロストロー
クや、輝度ムラ等の表示品質の低下を招き、さらには不
要な素子の発熱などの発光に寄与しないエネルギー消費
が起こり、発光効率が低下してしまう。

【０００５】抵抗加熱装置の場合、有機層へのダメージ
も少なく、陰電極等の有機ＥＬ素子の構成薄膜を蒸着す
る装置として優れた面を有している。しかし、このよう
な真空蒸着装置で成膜できる基板の大きさは、均一な膜
厚を得ようとすると、１００×１００mmと比較的小型の
ものに限られていた。このため、有機ＥＬ素子を応用し
たディスプレイ等を量産しようとした場合、一度に製造
できるディスプレイの数が少なく、生産効率を高める上
での障害となっていた。また、製造可能な画面の大きさ
も限られてしまい、ディスプレイの大画面化への対応が
困難であった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、リ
ーク電流の発生を抑制でき、比較的大きな面積の基板に
対応し、有機ＥＬ素子を効率よく量産することのできる
有機ＥＬ素子の製造装置および製造方法を実現すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の
（１）〜（４）の構成により実現される。（１）有機ＥＬ素子が形成される基板と、蒸発源とを
有し、前記蒸発源の開口部の中心と前記基板の中心とを
結ぶ線が、前記基板面に対して６０°以下であって２０
°以上となる位置に蒸発源を配置した有機ＥＬ素子の製
造装置。（２）ホール注入電極と、電子注入電極との間に形成
される有機層を蒸着する上記（１）の有機ＥＬ素子の製
造装置。（３）有機ＥＬ素子が形成される基板を真空槽内に配
置し、蒸発源を、この蒸発源の開口部の中心と前記基板
の中心とを結ぶ線が、前記基板面に対して６０°以下で
あって２０°以上となる位置に配置して蒸着を行う有機
ＥＬ素子の製造方法。（４）ホール注入電極と、電子注入電極との間に形成
される有機層を蒸着する上記（３）の有機ＥＬ素子の製
造方法。

【０００８】

【作用】有機ＥＬ素子は、ホール注入電極を除き有機層
と電子注入電極の膜厚が１００〜４００nm程度である。
このように薄い膜厚で発光するということは、ディスプ
レイとしては極めて優れた性能を発揮することができる
が、有機層の成膜時にゴミ（微細な塵）が存在する場
合、容易にリークを生じてしまう。すなわち、図３に示
すように、ホール注入電極１１成膜後に、ゴミ２が画素
となるホール注入電極の表面に付着した場合、有機層１
３を従来の蒸着法により成膜すると、シャドーイング
（shadowing ）現象により、直進性のよい蒸着粒子はゴ
ミの陰の部分には殆ど付着せず、成膜された有機層１３
とゴミ１２との間には陰の部分に隙間が生じる。

【０００９】そして、電子注入電極を蒸着法やスパッタ
法で成膜すると、図４に示すように、成膜粒子の一部は
陰の部分にも回り込み、この部分にも電子注入電極１４
を形成してしまう。このため、ホール注入電極１と電子
注入電極１４とが、ゴミ１２の陰の部分では有機層１３
を介することなく直接接続され、リーク電流が流れるこ
とになる。この現象は、回り込み現象が良好なスパッタ
法を用いた場合、特に顕著となる。

【００１０】そこで、本発明のように蒸発源の位置を、
基板に対し、蒸発源の開口部と前記基板の中心とを結ぶ
線が、前記基板面に対して６０°以下、２０°以上とな
る位置配置することにより、蒸発した原料１３ａが斜め
方向から蒸着されることとなり、ステップカバーレージ
が良好となって、図５に示すように陰の部分にも有機層
が積層される。そして、この上に電子注入層を形成した
場合でも間に有機層が存在するため、リーク電流の発生
が防止できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の有機ＥＬ素子の製造装置
は、有機ＥＬ素子が形成される基板と、蒸発源とを有
し、前記蒸発源の開口部と前記基板の中心とを結ぶ線
が、前記基板面に対して６０°以下であって２０°以上
となる位置に蒸発源を配置したものである。このよう
に、基板面から一定範囲の角度の位置に蒸発源を配置す
ることにより、リーク電流の発生を防止できる。

【００１２】基板としては特に限定されるものではな
く、有機ＥＬ素子が積層可能なものであればよいが、発
光した光を取り出す側の場合、ガラスや石英、樹脂等の
透明ないし半透明材料を用いる。また、基板に色フィル
ター膜や蛍光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反
射膜を用いて発光色をコントロールしてもよい。また、
発光した光を取り出す側ではない場合には、基板は透明
でも不透明であってもよく、不透明である場合にはセラ
ミックス等を使用してもよい。

【００１３】基板の大きさも特に限定されるものではな
いが、好ましくは最大長、特に対角長が２００〜７００
mm、特に４００〜７００mmの範囲が好ましい。最大長は
２００mm以下であっても問題ないが、本発明により特に
２００mm以上の基板で均一な膜厚分布を得ることができ
好ましい。また、基板の大きさが７００mmを超えると成
膜装置が大型化し、成膜効率が低下し、膜厚制御が困難
になってくる。

【００１４】蒸発源としては、温度管理を正確に安定
して行うことができること。成膜レートが比較的早
く、量産化に対応できること。大板の基板に対応でき
るだけの原料を収納できること。有機ＥＬ素子の各材
料と容易に化学反応しないこと。原料を所定の蒸気
状態に安定して拡散しうること等の条件が要求される。
従ってこれらの条件を満足しうるものであれば、特に限
定されるものではなく、種々の蒸発源を使用することが
可能である。このような蒸発源として、クヌーセンセル
（Knudsen Cell：以下Ｋセルと呼ぶ場合がある）を好ま
しく挙げることができる。クヌーセンセルは、蒸気噴出
口に所定の開口部を有するセルである。開口部の開口径
ｄと厚さｔをパラメータとして、噴出口の上に立つ蒸気
密度の分布は、ローソクの炎状をなしており、ｃｏｓⁿ
θの形で近似される。ここで、ｎ値とは中心の蒸気密度
ｍ0 に対する任意の位置での蒸気密度ｍの比ｍ／ｍ₀ ∝
ｃｏｓⁿθで近似したときの値である。ｄ／ｔが小さく
なるにつれてｎの値は大きくなり、炎の形は鋭くなる。
最極端のｔ＝０の場合、ｎ＝１になり、開口部の上に立
つ球状の分布になる。これは開放された液面からの蒸発
に相当し、ラングミュア（Langmuir）蒸発と呼ばれる。
このような、ｎ値としては、好ましくは３〜９である。

【００１５】前記蒸発源の開口部の中心と、基板の中心
とを結ぶ線が、基板面に対して６０°以下であって２０
°以上となる位置、好ましくは６０°以下であって３０
°以上となる位置に配置する。このように、基板の斜め
方向から蒸着を行うことにより、ステップカバーレージ
が良好となり、基板（ホール注入電極、逆積層では電子
注入電極）上に存在するゴミや突起物等を覆うように有
機層が成膜され、リーク電流の発生を防止できる。蒸発
源の開口部と前記基板の中心とを結ぶ線が、前記基板面
に対して６０°を超えると、ステップカバーレージ性が
低下し、本発明の効果が得られない。また、基板サイズ
が大きくなるに従い、膜厚分布を均一にするためは、蒸
発源と基板との距離をとる必要があるので、成膜レート
が低下してしまう。一方、２０°より小さいと、膜厚分
布が不均一となり、均一化のためにはその角度の延長線
上で基板と装置との距離を離すこととなるので、装置が
巨大化して実用的でなくなる。

【００１６】なお、基板を水平面に対して傾けてもよ
く、その場合の基板と蒸発源との角度関係は上記と同様
である。また、水平面に対する基板平面の角度は上記範
囲内となる角度であれば特に規制されるものではない
が、通常０〜６０°である。また基板は、上記条件を満
足するものであれば、静止していても、それ自体が回転
していてもよく、回転させることによりステップカバー
レージがさらに良好となり、成膜される膜質や膜厚分布
もより均一となり好ましい。

【００１７】上記のような位置関係であれば、基板と蒸
発源との高さ方向や、横方向の位置は特に規制されるも
のではないが、基板と蒸発源とが接近しすぎた場合に
は、基板面全体に均一に蒸着が行われ難くなったり、逆
に離れすぎた場合には成膜レートが低くなる傾向にある
ため、基板と蒸発源との高さ方向の距離、つまり蒸発源
の開口部の中心が存在する水平面と、基板の中心が存在
する水平面との最短距離は、好ましくは基板の中央から
端部までの距離の１．５〜３．５倍、好ましくは１．５
〜３．０、特に１．５〜２．５倍の位置に配置する。蒸
発源は、上記範囲内であれば複数個を、基板中心に対し
て同心円上に配置してもよい。この場合には、共蒸着を
行うこともできる。

【００１８】本発明の装置により成膜される有機ＥＬ素
子の薄膜としては、ホール注入輸送層、発光層、電子注
入輸送層、電子注入電極、保護層等が挙げられるが、前
述のようにリーク電流の発生を防止するためには、ホー
ル注入電極と電子注入電極との間に存在する有機層成膜
時のステップカバーレージを良好にすることが必要であ
る。従って特に有機層を本発明の装置により成膜するこ
とが好ましい。従って、成膜に必要な蒸着材料も、これ
ら各層に含有される有機化合物と同一組成、あるいは蒸
着により同一組成となる有機材料等が挙げられる。

【００１９】本発明により形成される有機層としては、
次のようなものである。発光層には発光機能を有する化
合物である蛍光性物質が用いられる。このような蛍光性
物質としては、例えば、特開昭６３−２６４６９２号公
報に開示されているような化合物、例えばキナクリド
ン、ルブレン、スチリル系色素等の化合物から選択され
る少なくとも１種が挙げられる。また、トリス（８−キ
ノリノラト）アルミニウム等の８−キノリノールないし
その誘導体を配位子とする金属錯体色素などのキノリン
誘導体、テトラフェニルブタジエン、アントラセン、ペ
リレン、コロネン、１２−フタロペリノン誘導体等が挙
げられる。さらには、特願平６−１１０５６９号のフェ
ニルアントラセン誘導体、特願平６−１１４４５６号の
テトラアリールエテン誘導体等を用いることができる。

【００２０】このような蛍光物質はそれ自体で発光が可
能なホスト物質と組み合わせ、ドーパントとして使用す
ることができる。その場合、発光層における蛍光性物質
の含有量は０．０１〜１０wt% 、さらには０．１〜５wt
% であることが好ましい。ホスト物質と組み合わせて使
用することによって、ホスト物質の発光波長特性を変化
させることができ、長波長に移行した発光が可能になる
とともに、素子の発光効率や安定性が向上する。

【００２１】ホスト物質としては、キノリノラト錯体が
好ましく、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とするアルミニウム錯体が好ましい。このよう
なアルミニウム錯体としては、特開昭６３−２６４６９
２号、特開平３−２５５１９０号、特開平５−７０７３
３号、特開平５−２５８８５９号、特開平６−２１５８
７４号等に開示されているものを挙げることができる。

【００２２】具体的には、まず、トリス（８−キノリノ
ラト）アルミニウム、ビス（８−キノリノラト）マグネ
シウム、ビス（ベンゾ｛ｆ｝−８−キノリノラト）亜
鉛、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ムオキシド、トリス（８−キノリノラト）インジウム、
トリス（５−メチル−８−キノリノラト）アルミニウ
ム、８−キノリノラトリチウム、トリス（５−クロロ−
８−キノリノラト）ガリウム、ビス（５−クロロ−８−
キノリノラト）カルシウム、５，７−ジクロル−８−キ
ノリノラトアルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−
８−ヒドロキシキノリノラト）アルミニウム、ポリ［亜
鉛（II）−ビス（８−ヒドロキシ−５−キノリニル）メ
タン］、等がある。

【００２３】また、８−キノリノールないしその誘導体
のほかに他の配位子を有するアルミニウム錯体であって
もよく、このようなものとしては、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（フェノラト）アルミニウム(III)
、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（オルト−
クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−
８−キノリノラト）（メタークレゾラト）アルミニウム
(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ
−クレゾラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル
−８−キノリノラト）（オルト−フェニルフェノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノ
ラト）（メタ−フェニルフェノラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）（２，３−ジメチルフェノ
ラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キ
ノリノラト）（２，６−ジメチルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（３，４−ジメチルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（３，５−ジメ
チルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２，６−ジフェニルフェノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラ
ト）（２，４，６−トリフェニルフェノラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）
（２，３，６−トリメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（２，
３，５，６−テトラメチルフェノラト）アルミニウム(I
II) 、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（１−ナ
フトラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−８
−キノリノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(II
I) 、ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）
（オルト−フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）（パラ−
フェニルフェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，
４−ジメチル−８−キノリノラト）（メタ−フェニルフ
ェノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチ
ル−８−キノリノラト）（３，５−ジメチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２，４−ジメチル−８
−キノリノラト）（３，５−ジ−tert−ブチルフェノラ
ト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４−エチ
ル−８−キノリノラト）（パラ−クレゾラト）アルミニ
ウム(III) 、ビス（２−メチル−４−メトキシ−８−キ
ノリノラト）（パラ−フェニルフェノラト）アルミニウ
ム(III) 、ビス（２−メチル−５−シアノ−８−キノリ
ノラト）（オルト−クレゾラト）アルミニウム(III) 、
ビス（２−メチル−６−トリフルオロメチル−８−キノ
リノラト）（２−ナフトラト）アルミニウム(III) 等が
ある。

【００２４】このほか、ビス（２−メチル−８−キノリ
ノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−ビス（２−
メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス
（２，４−ジメチル−８−キノリノラト）アルミニウム
(III) −μ−オキソ−ビス（２，４−ジメチル−８−キ
ノリノラト）アルミニウム(III) 、ビス（４−エチル−
２−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −
μ−オキソ−ビス（４−エチル−２−メチル−８−キノ
リノラト）アルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−４
−メトキシキノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オ
キソ−ビス（２−メチル−４−メトキシキノリノラト）
アルミニウム(III) 、ビス（５−シアノ−２−メチル−
８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ−オキソ−
ビス（５−シアノ−２−メチル−８−キノリノラト）ア
ルミニウム(III) 、ビス（２−メチル−５−トリフルオ
ロメチル−８−キノリノラト）アルミニウム(III) −μ
−オキソ−ビス（２−メチル−５−トリフルオロメチル
−８−キノリノラト）アルミニウム(III) 等であっても
よい。

【００２５】このほかのホスト物質としては、特願平６
−１１０５６９号に記載のフェニルアントラセン誘導体
や特願平６−１１４４５６号に記載のテトラアリールエ
テン誘導体なども好ましい。

【００２６】発光層は電子注入輸送層を兼ねたものであ
ってもよく、このような場合はトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム等を使用することが好ましい。

【００２７】電子注入輸送性の化合物としては、キノリ
ン誘導体、さらには８−キノリノールないしその誘導体
を配位子とする金属錯体、特にトリス（８−キノリノラ
ト）アルミニウム（Ａｌｑ３）を用いることが好まし
い。また、上記のフェニルアントラセン誘導体、テトラ
アリールエテン誘導体を用いるのも好ましい。

【００２８】ホール注入輸送層用の化合物としては、強
い蛍光を持ったアミン誘導体、例えばトリフェニルジア
ミン誘導体、スチリルアミン誘導体、芳香族縮合環を持
つアミン誘導体を用いるのが好ましい。

【００２９】電子注入電極としては、低仕事関数の物質
が好ましく、例えば、Ｋ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｌａ、Ｃ
ｅ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ａｌ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚ
ｎ、Ｚｒ等の金属元素単体、または安定性を向上させる
ためにそれらを含む２成分、３成分の合金系を用いるこ
とが好ましい。合金系としては、例えばＡｇ・Ｍｇ（Ａ
ｇ：１〜２０at％）、Ａｌ・Ｌｉ（Ｌｉ：０．３〜１４
at％）、Ｉｎ・Ｍｇ（Ｍｇ：５０〜８０at％）、Ａｌ・
Ｃａ（Ｃａ：５〜２０at％）等が好ましい。なお、電子
注入電極は蒸着法やスパッタ法でも形成することが可能
である。

【００３０】電子注入電極薄膜の厚さは、電子注入を十
分行える一定以上の厚さとすれば良く、０．１nm以上、
好ましくは１nm以上とすればよい。また、その上限値に
は特に制限はないが、通常膜厚は１〜５００nm程度とす
ればよい。電子注入電極の上には、さらに保護電極を設
けてもよい。

【００３１】保護層としては、金属材料、ＳｉＯ_X 等の
無機材料、テフロン等の有機材料等が挙げられる。

【００３２】蒸着時の圧力は好ましくは１×１０^-8〜１
×１０^-5Torrで、蒸発源の加熱温度は、金属材料であれ
ば１００〜１４００℃、有機材料であれば１００〜５０
０℃程度が好ましい。

【００３３】本発明方法で製造される有機ＥＬ発光素子
は、基板上にホール注入電極と、その上に電子注入電極
を有し、これらの電極に挟まれて、それぞれ少なくとも
１層のホール輸送層、発光層および電子輸送層を有し、
さらに最上層として保護電極を有する。なお、ホール輸
送層、電子輸送層、保護電極は省略可能である。

【００３４】ホール注入電極は、通常基板側から発光し
た光を取り出す構成であるため、透明ないし半透明な電
極が好ましい。透明電極としては、ＩＴＯ（錫ドープ酸
化インジウム）、ＩＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウ
ム）、ＺｎＯ、ＳｎＯ₂ 、Ｉｎ₂Ｏ₃ 等が挙げられる
が、好ましくはＩＴＯ（錫ドープ酸化インジウム）、Ｉ
ＺＯ（亜鉛ドープ酸化インジウム）が好ましい。ＩＴＯ
は、通常Ｉｎ₂Ｏ₃とＳｎＯとを化学量論組成で含有す
るが、Ｏ量は多少これから偏倚していてもよい。

【００３５】ホール注入電極の厚さは、ホール注入を十
分行える一定以上の厚さを有すれば良く、好ましくは５
０〜５００nm、さらには５０〜３００nmの範囲が好まし
い。また、その上限は特に制限はないが、あまり厚いと
剥離などの心配が生じる。厚さが薄すぎると、製造時の
膜強度やホール輸送能力、抵抗値の点で問題がある。

【００３６】このホール注入電極層は蒸着法等によって
も形成できるが、好ましくはスパッタ法により形成する
ことが好ましい。

【００３７】次に、本発明の製造装置のより具体的な構
成について、図を参照しつつ説明する。図１は本発明装
置の基本構成を示す半裁断面図である。図において、本
発明の有機ＥＬ素子の製造装置は、基板２と、蒸発源載
置台３と、蒸発源４とを有する。図は基板２の中央Ｃ／
Ｌから右半分を示している。従って、蒸発源４は、基板
中央から蒸発源の開口部４ａの中央を結ぶ線と、基板面
との角度θが、６０°以下、２０°以上なる位置に配置
されている。また、このときの蒸発源の開口部４ａから
基板面（蒸発源側の面）までの高さｂは、基板の中央か
ら端部までの距離の１．５〜３．５倍程度となってい
る。

【００３８】図２は、本発明に好ましく使用される蒸発
源４のより具体的な構成を示した要部断面図である。図
において、蒸発源４は、外部ケース２１と、断熱材２２
と、るつぼ２３と、開口部２４と、材料２５と、加熱手
段２６と、温度検出手段２７とを有する。

【００３９】るつぼ２３は蒸着される材料２５と容易に
化学反応せず、所定の温度に耐えうるものが好ましく、
例えばパイロライティックボロンナイトライド（ＰＢ
Ｎ）、アルミナ等のセラミックス、石英等が挙げられ、
特にＰＢＮ等が好ましい。外部ケース２１は、所定の強
度と耐腐食性等を備えたものであれば特に限定されるも
のではなく、下記断熱材２２と同様のものの中から選択
すればよく、あるいはこれと兼用してもよく、例えばモ
リブデン等を好ましく用いることができる。断熱材２２
は、熱反射性、耐熱性、耐腐食性等を有するものであれ
ばよく、モリブデン、タンタル、ステンレス（ＳＵＳ３
１６）、インコネル、カウウール、アスベスト等が挙げ
られる。

【００４０】加熱手段２６は所定の熱容量、反応性等を
備えたものであればよく、例えばタンタル線ヒータ、シ
ースヒータ等が挙げられる。加熱手段に２６による加熱
温度は、好ましくは１００〜１４００℃程度、温度制御
の精度は、蒸発させる材料により異なるが、例えば１０
００℃で±１℃、好ましくは±０．５℃程度である。温
度検出手段２７は、るつぼ２３中の材料２５の温度を適
正に検出しうるものであればよく、例えば、白金−白金
ロジウム、タングステン−タングステンレニウム等の熱
電対等が挙げられる。

【００４１】

【実施例】次に実施例を挙げ、本発明をより具体的に説
明する。＜実施例１＞厚さ１００nmのＩＴＯ透明電極（ホール注
入電極）を６４ドット×７ラインの画素（一画素当たり
１mm ×１mm ）を構成するように、成膜、パターニング
したガラス基板を、中性洗剤、アセトン、エタノールを
用いて超音波洗浄し、次いで煮沸エタノール中から引き
上げて乾燥し、表面をＵＶ／Ｏ₃ 洗浄した後、真空蒸着
装置の基板ホルダーに固定して、槽内を１×１０^-4Pa以
下まで減圧した。

【００４２】蒸発源としてクヌーセンセルを用い、その
開口部の中心と基板の中心とを結ぶ線が、基板面に対し
て６０°となる位置に配置した。また、蒸発源の開口部
から基板面までの高さは３５０mmとした。

【００４３】次いで、基板を回転させ、その後４，
４’，４”−トリス（−Ｎ−（３−メチルフェニル）−
Ｎ−フェニルアミノ）トリフェニルアミン（以下、ｍ−
ＭＴＤＡＴＡ）を蒸着速度０．２nm／sec.で４０nmの厚
さに蒸着し、ホール注入層とし、次いで減圧状態を保っ
たまま、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ｍ−トリル
−４，４’−ジアミノ−１，１’−ビフェニル（ＴＰ
Ｄ）を蒸着速度０．２nm／sec.で３５nmの厚さに蒸着
し、ホール輸送層とした。さらに、減圧を保ったまま、
トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ3 ）
を蒸着速度０．２nm／sec.で５０nmの厚さに蒸着して、
電子注入輸送・発光層とした。次いで減圧を保ったま
ま、スパッタ装置に移し、スパッタ法にてＭｇＡｇ（Ａ
ｇ：１０at％）を２００nmの厚さに成膜し、電子注入電
極とした。

【００４４】このようにして得られた有機ＥＬ素子１０
素子について、全てを点灯したときの輝度と、リーク電
流により発光が生じた場合の輝度を測定し、輝度比２０
０：１をリーク発生とした。

【００４５】その結果、各サンプルにおけるリーク発生
率は、最大で０．４５％、平均で０．２０％であった。
また、８Ｖの定電圧でパルス駆動（デューティー１／
７）させて輝度を測定したところ、平均輝度１０２cd／
m²で、その分布は±７％以内であった。

【００４６】＜実施例２＞実施例１において、蒸発源の
配置を、その開口部の中心と基板の中心とを結ぶ線が、
基板面に対して３０°となる位置に配置し、蒸発源の開
口部から基板面までの高さを１４５mmとした以外は実施
例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。

【００４７】その結果、各サンプルにおけるリーク発生
率は、最大で０．２２％、平均で０．０６７％であっ
た。また、８Ｖの定電圧でパルス駆動（デューティー１
／７）させて輝度を測定したところ、平均輝度１０３cd
／m²で、その分布は±６％以内であった。

【００４８】＜比較例１＞実施例１において、蒸発源の
配置を、その開口部の中心と基板の中心とを結ぶ線が、
基板面に対して約９０°となる位置に配置し、蒸発源の
開口部から基板面までの高さを５００mmとした以外は実
施例１と同様にして有機ＥＬ素子を作製し、評価した。

【００４９】その結果、各サンプルにおけるリーク発生
率は、最大で２０％、平均で１３％であった。また、８
Ｖの定電圧でパルス駆動（デューティー１／７）させて
輝度を測定したところ、平均輝度８４cd／m²で、その分
布は±１９％以上であリ、リークによる影響が見られ
た。

【００５０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、リーク電
流の発生を抑制でき、比較的大きな面積の基板に対応
し、有機ＥＬ素子を効率よく量産することのできる有機
ＥＬ素子の製造装置および製造方法を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の装置の概略構成を示す半裁断面図であ
る。

【図２】本発明の装置に好ましく使用されるクヌーセン
セルの要部断面図である。

【図３】有機ＥＬ素子の成膜過程を示した図で、ホール
注入電極上にゴミが存在した場合に、従来の蒸着法で有
機層を形成した状態を示した図である。

【図４】有機ＥＬ素子の成膜過程を示した図で、図３の
状態からさらに電子注入電極を形成した状態を示した図
である。

【図５】有機ＥＬ素子の成膜過程を示した図で、ホール
注入電極上にゴミが存在した場合に、本発明の蒸着法で
有機層を形成した状態を示した図である。

【符号の説明】

２基板３蒸発源載置台４蒸発源１１ホール注入電極（基板）１２ゴミ１３有機層１４電子注入電極２１外部ケース２２断熱材２３るつぼ２４開口部２５材料２６加熱手段２７温度測定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者荒健輔東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内 (72)発明者荒井三千男東京都中央区日本橋一丁目13番１号ティーディーケイ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】有機ＥＬ素子が形成される基板と、蒸発
源とを有し、前記蒸発源の開口部の中心と前記基板の中心とを結ぶ線
が、前記基板面に対して６０°以下であって２０°以上
となる位置に蒸発源を配置した有機ＥＬ素子の製造装
置。
【請求項２】ホール注入電極と、電子注入電極との間
に形成される有機層を蒸着する請求項１の有機ＥＬ素子
の製造装置。
【請求項３】有機ＥＬ素子が形成される基板を真空槽
内に配置し、蒸発源を、この蒸発源の開口部の中心と前記基板の中心
とを結ぶ線が、前記基板面に対して６０°以下であって
２０°以上となる位置に配置して蒸着を行う有機ＥＬ素
子の製造方法。
【請求項４】ホール注入電極と、電子注入電極との間
に形成される有機層を蒸着する請求項３の有機ＥＬ素子
の製造方法。