有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置
【課題】有機ＥＬ層への異物の混入や損傷を阻止することができ、しかも製造コストの点で優れた有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置を提供する。
【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子３００の製造方法は、転写基板６１５上に有機ＥＬ層３３０を形成する有機ＥＬ層形成工程と、有機ＥＬ層形成工程で有機ＥＬ層３３０を形成した転写基板６１５の有機ＥＬ層側に被転写基板６２４を重ね合わせて輻射線を照射することにより有機ＥＬ層３３０を転写基板６１５から被転写基板６２４に転写する有機ＥＬ層転写工程と、有機ＥＬ層転写工程で有機ＥＬ層３３０を被転写基板６２４に転写した後の転写基板２００に残った残渣を輻射線を照射することにより除去する残渣除去工程と、を備える。有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、及び残渣除去工程はいずれも真空中で行われる。
【解決手段】本発明の有機ＥＬ素子３００の製造方法は、転写基板６１５上に有機ＥＬ層３３０を形成する有機ＥＬ層形成工程と、有機ＥＬ層形成工程で有機ＥＬ層３３０を形成した転写基板６１５の有機ＥＬ層側に被転写基板６２４を重ね合わせて輻射線を照射することにより有機ＥＬ層３３０を転写基板６１５から被転写基板６２４に転写する有機ＥＬ層転写工程と、有機ＥＬ層転写工程で有機ＥＬ層３３０を被転写基板６２４に転写した後の転写基板２００に残った残渣を輻射線を照射することにより除去する残渣除去工程と、を備える。有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、及び残渣除去工程はいずれも真空中で行われる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理機器の多様化に伴い、陰極線管（ＣＲＴ）よりも消費電力が少なく、薄型化が可能であるフラットパネルディスプレイに対する需要が高まってきている。低電圧駆動、全固体型、高速応答性、自発光性等の点で優れたフラットパネルディスプレイとしては、有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置が挙げられる。
【０００３】
フルカラー表示を行う有機ＥＬ表示装置の方式としては、赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子、及び青色発光有機ＥＬ素子を並置して画素を構成したＲＧＢ塗り分け方式や、白色発光有機ＥＬ素子と赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタとを組み合わせたカラーフィルタ方式、青色発光有機ＥＬ素子と赤色・緑色への色変換フィルタとを組み合わせた色変換方式等が挙げられる。これらのうち、消費電力や色再現範囲に優れる点から、ＲＧＢ塗り分け方式が広く採用されている。
【０００４】
ＲＧＢ塗り分け方式の有機ＥＬ表示装置において、各色の発光層をパターンニングする方法としては、蒸着用マスクによる方法や、熱転写による方法が挙げられる。これらのうち、熱転写法によれば、２００ｐｐｉ以上の高精細、且つ、大型な基板に対してのパターンニングが可能である。特許文献１及び２には、レーザ光源を熱源として使用した熱転写法によって各色の発光層をパターンニングすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２００１７０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した転写方法においては、被転写基板に予め正孔注入層、正孔輸送層等の有機ＥＬ膜を形成した状態で、転写基板の発光層を被転写基板に転写するので、被転写基板の有機ＥＬ層内に水が酸素等の異物が混入したり、埃等によって損傷を受けたりする問題がある。
【０００６】
また、熱転写法によるパターンニングは、転写基板を用いるのでその分の製造コストがかかる問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、有機ＥＬ層へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層が損傷を受けるのを阻止することができ、しかも製造コストの点で優れた有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、転写基板上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
上記有機ＥＬ層形成工程で有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて輻射線を照射することにより有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写する有機ＥＬ層転写工程と、
上記有機ＥＬ層転写工程で有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を輻射線を照射することにより除去する残渣除去工程と、
を備えた有機ＥＬ素子の製造方法であって、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をいずれも真空中で行うことを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程が全て真空中で行われるので、有機ＥＬ層が大気中に晒されることがない。そのため、有機ＥＬ層へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層が損傷を受けるのを阻止することができ、また、転写基板を再利用することができるので製造コストを抑えて有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程を１×１０−３Ｐａ以下で行うことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をそれぞれ行うときの圧力の相互の差が５×１０−４Ｐａ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ層の転写装置は、転写基板上に有機ＥＬ層を形成するための蒸着源が設けられた第１真空チャンバと、
有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写するための輻射線を照射する第１照射源が設けられた第２真空チャンバと、
有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を除去するための輻射線を照射する第２照射源が設けられた第３真空チャンバと、
を備えたものである。
【００１３】
この転写装置によれば、有機ＥＬ層の転写を全て真空中で行うことができるので、有機ＥＬ層に水や酸素、埃等が混入して有機ＥＬ層が損傷を受けることを阻止することが可能である。
【００１４】
上記有機ＥＬ層の転写装置は、上記第１照射源がレーザ光源であることが好ましい。
【００１５】
第１照射源がレーザ光源であるので、高精度で有機ＥＬ層の転写を行うことができる。
【００１６】
また、上記有機ＥＬ層の転写装置は、上記第２照射源が熱源であることが好ましい。
【００１７】
第２照射源が熱源であるので、熱輻射によって効率よく有機ＥＬ層の残渣を除去することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、及び残渣除去工程を真空中で行うので、有機ＥＬ層へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層が損傷を受けるのを阻止することができ、また、転写基板を再利用することができるので製造コストを抑えて有機ＥＬ素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（有機ＥＬ表示装置）
図１及び図２は、本実施形態のフルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１００を示す。この有機ＥＬ表示装置１００は、例えば、携帯電話やカーナビ等のディスプレイとして用いられる。
【００２０】
有機ＥＬ表示装置１００は、ＴＦＴ基板２００上に有機ＥＬ素子３００が設けられ、これらが不活性ガス雰囲気下で接着剤を介して設けられたガラス、フィルム等からなる封止部材（それぞれ不図示）により封止された構造を有し、マトリクス状に構成された複数の画素１１０により画像表示を行う。
【００２１】
ＴＦＴ基板２００には、絶縁基板２１０上に複数のゲート線２１１が横方向に並行に延びるように設けられていると共に、複数のソース線２１２がゲート線２１１の延びる方向と角度をなす方向（典型的には直交方向）に並行に延びるように設けられ、ゲート線２１１とソース線２１２との各交差部に対応してＴＦＴ２２０が設けられている。ＴＦＴ２２０は、各画素１１０に対応するようにマトリクス状に複数配設されており、対応するゲート線２１１及びソース線２１２のそれぞれに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ基板２００には、ＴＦＴ２２０の上層に平坦化膜２３０が設けられている。
【００２２】
絶縁基板２１０は、有機ＥＬ素子３００の機械的耐久性を担保する機能、及び有機ＥＬ素子３００への外部からの水や酸素の混入を阻止する機能を有する。
【００２３】
絶縁基板２１０としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英などの無機材料；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカルバゾール、ポリイミドなどのプラスチック；アルミナなどのセラミックスなどの絶縁性基板；アルミニウム、鉄などの金属基板にシリカゲルや有機絶縁材料などの絶縁物をコートした基板；アルミニウムや鉄などの金属基板の表面を陽極酸化などの方法で絶縁化処理を施した基板等が挙げられる。なお、有機ＥＬ層３３０の発光を基板側から取り出すボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子３００の場合は、絶縁基板２１０は光透過性又は光半透過性の材料で構成されている。
【００２４】
ＴＦＴ２２０は、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料や、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料により形成されている。このＴＦＴ２２０は、各画素１１０におけるスイッチング素子としての機能を有する。
【００２５】
ＴＦＴ２２０は、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等の構造を有する。なお、スイッチング素子として、ＴＦＴ２２０の代わりにＭＩＭダイオードを用いることも可能である。
【００２６】
平坦化膜２３０は、例えば、アクリル、ノボラック、ポリイミド等の樹脂材料により形成されており、厚さが０．５〜１０μｍ程度である。この平坦化膜２３０によりＴＦＴ基板２００の有機ＥＬ素子３００側表面が平坦化されている。
【００２７】
有機ＥＬ素子３００には、ＴＦＴ基板２００の平坦化膜２３０上に各画素１１０に対応するように第１電極３１０（陽極）が設けられている。第１電極３１０上の画素１１０が形成されない部分にはエッジカバー３２０が設けられ、さらに、エッジカバー３２０から絶縁基板２１０と反対側に延びる突出部３２１が設けられている。また、有機ＥＬ素子３００には、第１電極３１０上に有機ＥＬ層３３０が設けられ、その有機ＥＬ層３３０上に第２電極３４０が設けられている。さらに、有機ＥＬ素子３００には、複数の第２電極３４０の全体を覆うように保護膜３５０が設けられている。
【００２８】
なお、有機ＥＬ素子３００として、赤色有機ＥＬ素子３００Ｒ、緑色有機ＥＬ素子３００Ｇ、及び青色有機ＥＬ素子３００Ｂの３種類の有機ＥＬ素子を組み合わせることによりＲＧＢフルカラー表示が可能となっており、３色で１つの画素１１０を構成している。ここでは、ＲＧＢの３色によるフルカラー表示を行っているが、２種類であってもよく、４種類以上であってもよい。
【００２９】
第１電極３１０は、導電性材料で形成されており、各第１電極３１０は、平坦化膜２３０に形成されたコンタクトホールを介して対応するＴＦＴ２２０に電気的に接続されている。第１電極３１０は、有機ＥＬ層３３０にホール（正孔）を注入する機能を有する。第１電極３１０は、例えば厚さが５０〜５００ｎｍである。第１電極３１０が５０ｎｍ未満の場合には抵抗が大きくなって駆動電圧が上昇してしまうので、第１電極３１０の厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３０】
第１電極３１０の導電性材料としては、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料が挙げられる。また、第１電極３１０は、例えば、Ｍｇ／銅（Ｃｕ）、Ｍｇ／Ａｇ、Ｎａ／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ２）、Ｌｉ／Ａｌ、Ｌｉ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ等の合金で形成されていてもよい。さらに、第１電極３１０は、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの導電性酸化物等で形成されていてもよい。
【００３１】
第１電極３１０は、有機ＥＬ層３３０への正孔注入効率を向上させることができる観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の材料で形成されていることが好ましい。かかる仕事関数の大きな材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯ等が挙げられる。
【００３２】
第１電極３１０は、有機ＥＬ素子３００がＴＦＴ基板２００側から有機ＥＬ層３３０の発光を取り出すボトムエミッション構造である場合、ＩＴＯ等の光透過性又は光半透過性の材料で形成されていることが好ましく、一方、有機ＥＬ素子３００が第１電極３１０とは反対側から有機ＥＬ層３３０の発光を取り出すトップエミッション構造である場合、タンタル、炭素等の黒色材料やアルミニウム等の光反射性材料で形成されていることが好ましい。
【００３３】
第１電極３１０は、上記導電性材料で各々が形成された複数層で構成されていてもよい。
【００３４】
エッジカバー３２０は、絶縁性の材料で形成されており、第２電極３４０側に延びる突出部３２１を一体となるようにして備えている。突出部３２１は、後述する有機ＥＬ層転写工程において被転写基板６２４上に転写基板６１５を重ね合わせするときのスペーサとして機能を有する。なお、突出部３２１は一部のエッジカバー３２０上に形成されていればよく、全てのエッジカバー３２０が突出部３２１を備える必要はない。
【００３５】
エッジカバー３２０は、画素１１０が形成されていない領域に形成されている。そして、突出部３２１は、エッジカバー３２０の全面を底面とするようにして設けられていても、エッジカバー３２０の一部を底面として設けられていてもよい。エッジカバー３２０は、例えば厚さが０．５〜５μｍである。また、突出部３２１は、例えば突出高さが１〜１０μｍである。 エッジカバー３２０を形成している材料としては、例えば、ＳｉＯ２、窒化シリコン（Ｓｉ２Ｎ４）、二酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、アクリル樹脂、ポリイミド等が挙げられる。
【００３６】
突出部３２１は、エッジカバー３２０と同一の材料で形成されていても、異種の材料で形成されていてもよい。突出部３２１を形成している材料としては、エッジカバー３２０の形成材料と同種のものが挙げられる。
【００３７】
有機ＥＬ層３３０は、ＴＦＴ基板２００側から正孔注入層３３１、正孔輸送層３３２、発光層３３３、電子輸送層３３４、及び電子注入層３３５が順に積層された構造を有する。有機ＥＬ層３３０は、第１電極３１０よりも面積が小さく形成されていてもよく、また、第１電極３１０を完全に覆うように大きく形成されていてもよい。
【００３８】
正孔注入層３３１は、陽極バッファ層とも呼ばれ、第１電極３１０と有機ＥＬ層３３０とのエネルギーレベルを近づけ、第１電極３１０から有機ＥＬ層３３０への正孔注入効率を向上させる機能を有する。正孔注入層３３１は、例えば層厚さが１０〜３００ｎｍである。
【００３９】
正孔注入層３３１を形成する材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物等が挙げられる。
【００４０】
正孔輸送層３３２は、第１電極３１０から有機ＥＬ層３３０への正孔輸送効率を向上させる機能を有する。正孔輸送層３３２は、例えば層厚さが１０〜３００ｎｍである。
【００４１】
正孔輸送層３３２を形成する材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミン置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、水素化アモルファスシリコン、水素化アモルファス炭化シリコン、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等が挙げられる。なお、正孔の輸送を効率よく行う点で、正孔輸送層３３２の材料としては、正孔注入層３３１の材料よりも正孔移動度が大きいことが好ましい。
【００４２】
発光層３３３は、第１電極３１０から注入されたホール（正孔）と第２電極３４０から注入された電子とを再結合させて光を出射させる機能を有する。発光層３３３は、例えば層厚さが１０〜３００ｎｍである。
【００４３】
発光層３３３を形成する材料としては、例えば、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン等のナフタレン誘導体；ジ（２−ナフチル）アントラセン等のアントラセン誘導体；４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）などの芳香族ジメチリデン誘導体；５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾールなどのオキサジアゾール誘導体；３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体；１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼンなどのスチリルベンゼン誘導体；チオピラジンジオキシド誘導体；ベンゾキノン誘導体；ナフトキノン誘導体；アントラキノン誘導体；ジフェノキノン誘導体；フルオレノン誘導体；アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の蛍光性有機金属化合物等が挙げられる。
【００４４】
発光層３３３には、正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）、発光性のドーパントなどが添加されていてもよい。これらの添加物は、高分子材料（結着用樹脂）や無機材料中に分散されて添加されていてもよい。なお、発光性のドーパントが添加されている場合は、発光効率や寿命の観点から、ドーパントがホスト材料中に分散された状態で添加されていることが好ましい。
【００４５】
発光性のドーパントとしては、例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）などの芳香族ジメチリデン誘導体；スチリル誘導体；ペリレン、イリジウム錯体、クマリン６などのクマリン誘導体；ルモーゲンＦレッド、ジシアノメチレンピラン、フェノキザゾン、ポリフィリン誘導体等が挙げられる。なお、ドーパントの種類を適宜選択することにより、赤色に発光する赤色発光層３３３Ｒ、緑色に発光する緑色発光層３３３Ｇ、及び青色に発光する青色発光層３３３Ｂとなる。
【００４６】
また、発光性のドーパントの分散媒であるホスト材料としては、例えば、発光層３３３を形成する材料と同一の材料やカルバゾール誘導体等が挙げられる。
【００４７】
電子輸送層３３４は、陰極バッファ層とも呼ばれ、第２電極３４０から注入された電子を発光層３３３まで効率よく移動させる機能を有する。電子輸送層３３４は、例えば層厚さが１０〜１００ｎｍである。
【００４８】
電子輸送層３３４を形成する材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、シロール誘導体、金属オキシノイド化合物等が挙げられる。また、電子輸送層３３４には、ドナー、アクセプター等の添加剤が添加されていてもよい。電子輸送層３３４の材料としては、電子注入層３３５の材料よりも電子移動度が高いことが好ましい。
【００４９】
電子注入層３３５、第２電極３４０と有機ＥＬ層３３０とのエネルギーレベルを近づけ、第２電極３４０から有機ＥＬ層３３０への電子注入効率を向上させる機能を有する。電子注入層３３５は、例えば層厚が０．１〜１０ｎｍである。
【００５０】
電子注入層３３５は、仕事関数が４．０ｅＶ以下の低仕事関数金属と化学的に比較的安定な金属と低仕事関数金属との合金からなる単層膜又は複数の材料の積層膜；フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物；酸化カルシウム（ＣａＯ）, 酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）等の酸化物；炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）等の炭酸化物等で形成されている。仕事関数が４．０ｅＶ以下の低仕事関数金属としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）等が挙げられる。これらのうち、発光層３３３として高分子有機発光層を適用した場合には、Ｃａ、Ｂａが好適に用いられる。化学的に比較的安定な金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等が挙げられる。また、電子輸送層３３４には、ドナー、アクセプター等の添加剤が添加されていてもよい。電子注入層３３５と第２電極３４０を兼ね備えた層として、金属層の部分に、例えば銅フロシタシアニン（ＣｕＰｃ）等の有機材料に上記の低仕事関数金属をドーパントとして用いた電子注入性を有する有機材料を用いることもできる。なお、電子の注入・輸送をより効率よく行う点で、電子注入層３３５の材料としては、電子輸送層３３４の材料よりもＨＯＭＯの値が大きいことが好ましい。
【００５１】
第２電極３４０は、導電性材料で形成されており、有機ＥＬ層３３０に電子を注入する機能を有する。第２電極３４０は、例えば厚さが５０〜５００ｎｍである。第２電極３４０が５０ｎｍ未満の場合には抵抗が大きくなって駆動電圧が上昇してしまうので、第２電極３４０の厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。第２電極３４０は、有機ＥＬ層３３０よりも面積が小さく形成されていてもよく、また、有機ＥＬ層３３０を完全に覆うように大きく形成されていてもよい。なお、第２電極３４０が形成された領域が画素１１０を構成する。
【００５２】
第２電極３４０の導電性材料としては、例えば、第１電極３１０と同様のものが挙げられる。
【００５３】
第２電極３４０は、電子注入層３３５と同様に有機ＥＬ層３３０への電子注入効率を向上させることができるという観点から仕事関数が４．５ｅＶ以下の材料と、電極としての導電性と水や酸素への耐性を兼ね備えるための比較的安定な金属との合金とが積層されたものが用いられる。かかる仕事関数の小さな材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｌｉなどの金属；ＬｉＦ、Ｍｇ／Ｃｕ、Ｍｇ／Ａｇ、Ｎａ／Ｋ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｌｉ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌなどの合金等が挙げられる。電子注入層３３５が充分に機能している場合は、電極としての導電性と水や酸素への耐性を兼ね備えた金属層や透明導電膜等の単層又は積層が用いられる。
【００５４】
第２電極３４０は、有機ＥＬ素子３００がトップエミッション構造である場合、ＡｌやＡｇ等の極薄層（例えば、厚さ１０ｎｍ以下）や、ＩＴＯ等の光透過性又は光半透過性の材料で形成されていることが好ましく、一方、有機ＥＬ素子３００がボトムエミッション構造である場合、アルミニウム等の光反射性材料で形成されていることが好ましい。
【００５５】
第２電極３４０は、上記導電性材料で各々が形成された複数層で構成されていてもよい。
【００５６】
保護膜３５０は、絶縁性又は導電性の材料で形成されており、厚さが例えば０．０５〜１０μｍである。保護膜３５０は、水や酸素が有機ＥＬ層３３０へ混入するのを阻止する機能を有する。
【００５７】
保護膜３５０を形成している材料としては、例えば、アモルファスシリコン、アモルファス炭化シリコン、アモルファス窒化シリコン、アモルファスカーボン等の無機アモルファス性絶縁性材料；ＩＴＯやＩＺＯの透明導電性材料等が挙げられる。
【００５８】
なお、有機ＥＬ素子３００がトップエミッション構造の場合は、保護膜３５０は光透過性又は光半透過性の材料で形成されている。
【００５９】
有機ＥＬ素子３００は、図示しない封止部材で覆われている。この封止部材は、例えば、ガラスやシリコンで形成されている。封止部材は、ＴＦＴ基板２００に例えば熱硬化性樹脂の接着剤で接着されており、有機ＥＬ層３３０に水や酸素等が混入しないように有機ＥＬ素子３００を封止する機能を有する。
【００６０】
なお、封止部材やＴＦＴ基板２００の外側表面にはそれぞれ偏光板が設けられていてもよい。偏光板は、有機ＥＬ表示装置１００のコントラストを向上させる機能を有する。偏光板としては、例えば、直線偏光板とλ／４板とを組み合わせを用いることができる。
【００６１】
以上の構成の有機ＥＬ表示装置１００では、各画素１１０において、ＴＦＴがオンとなった際に、有機ＥＬ層３３０に対し、第１電極３１０からホール（正孔）及び第２電極３４０から電子がそれぞれ注入され、それらのホールと電子とが有機ＥＬ層３３０で再結合し、それによって放出されたエネルギーが発光層３３３の発光材料を励起させ、励起された発光材料が励起状態から基底状態に戻るときに蛍光や燐光を放出し、その蛍光や燐光が有機ＥＬ層３３０の発光として外部に出射され、画素１１０全体として所定の画像を表示することとなる。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１電極３１０が陽極及び第２電極３４０が陰極である構成としたが、第１電極３１０が陰極及び第２電極３４０が陽極の逆構造型有機ＥＬ素子であってもよい。この場合、第１電極３１０から有機ＥＬ層３３０に電子が注入されると共に第２電極３４０から有機ＥＬ層３３０にホールが注入されて両者が再結合することにより有機ＥＬ層３３０が発光し、画素１１０全体として所定の画像を表示を行う。
【００６３】
（有機ＥＬ素子の製造装置）
図３〜６は、有機ＥＬ素子の製造装置４００の模式図である。有機ＥＬ素子の製造装置４００は、正孔輸送層等形成装置５００、転写装置６００、及び第２電極等形成装置７００を備えている。
【００６４】
＜正孔輸送層等形成装置＞
正孔輸送層等形成装置５００は、基板投入ストッカー５１０，加熱室５２０，酸素プラズマ室５２１，正孔注入層形成室５３０，正孔輸送層形成室５３１，及びローダー５４０を備えている。基板投入ストッカー５１０，加熱室５２０，酸素プラズマ室５２１，正孔注入層形成室５３０，正孔輸送層形成室５３１，及びローダー５４０のそれぞれは、正孔輸送層等形成装置５００の本体とそれぞれゲートバルブで接続されており、それぞれに取り付けられた真空ポンプによって、独立に減圧を行うことが可能である。
【００６５】
基板投入ストッカー５１０は、被転写基板６２４となるＴＦＴ基板２００を正孔輸送層等形成装置５００に導入する機能を有する。
【００６６】
加熱室５２０及び酸素プラズマ室５２１は，ＴＦＴ基板２００及び第１電極３１０の前処理を行う機能を有する。
【００６７】
正孔注入層形成室５３０及び正孔輸送層形成室５３１は、それぞれ、第１電極３１０上に正孔注入層３３１及び正孔輸送層３３２を形成する機能を有する。
【００６８】
ローダー５４０は、正孔輸送層３３２が形成された絶縁基板２１０を、次ステップの転写装置６００に導入する機能を有する。
【００６９】
＜転写装置＞
次に、有機ＥＬ層の転写装置６００について説明する。有機ＥＬ層の転写装置６００は、有機ＥＬ層形成部６１０、有機ＥＬ層転写部６２０、及び残渣除去部６３０を備えている。
【００７０】
−有機ＥＬ層形成部−
図４は、有機ＥＬ層形成部６１０を示す。有機ＥＬ層形成部６１０は、第１真空チャンバ６１１内に、蒸着源６１２及びそれを移動させるための蒸着源可動部６１３、層厚モニター６１４、及び転写基板セット部（図示せず）を備えている。
【００７１】
第１真空チャンバ６１１は、上部が開口可能な筺体形状であり、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）が接続されている。第１真空チャンバ６１１は、例えば、ステンレス製やアルミニウム製である。
【００７２】
有機ＥＬ層形成部６１０で行われる有機ＥＬ層３３０の形成においては、形成された有機ＥＬ層３３０のパターンニングが不要であり蒸着源６１２と転写基板６１５との距離を小さくすることが可能であるので、第１真空チャンバ６１１はコンパクトに形成することができる。
【００７３】
層厚モニター６１４は、転写基板６１５上に形成される有機ＥＬ層３３０が所定の厚さになるように制御する機能を有する。
【００７４】
−有機ＥＬ層転写部−
図５は、有機ＥＬ層転写部６２０を示す。有機ＥＬ層転写部６２０は、第２真空チャンバ６２１内に輻射線源とそれを移動させるための輻射線源可動部を備えた第１照射部６２２、転写基板セット部（図示せず）、セットされた転写基板６１５を移動させるための転写基板可動部６２３、転写基板６１５の下方の被転写基板セット部（図示せず）、及びセットされた被転写基板６２４を移動させるための被転写基板可動部６２５が設けられており、第２真空チャンバ６２１の上面に設けられた光学窓（図示せず）を介して、第２真空チャンバ６２１の外にアライメント装置６２６が設けられている。
【００７５】
第２真空チャンバ６２１は、上部が開口可能な筺体形状のものであり、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）が接続されている。第２真空チャンバ６２１は、例えば、ステンレス製やアルミニウム製である。
【００７６】
ここで、第２真空チャンバ６２１は第１真空チャンバ６１１とゲートバルブを介して接続されており、各真空チャンバ毎に真空ポンプにより排気することができる。
【００７７】
輻射線源は、レーザ光源であることが好ましい。レーザ光線によって有機ＥＬ層３３０の転写を行うことにより、精度の高い有機ＥＬ層３３０の形成が可能となる。なお、タクトタイムを短縮するためには輻射線源は複数個設けられていることが好ましい。
【００７８】
輻射線源可動部は、例えば、輻射線源を任意のＸＹ方向に移動可能である。輻射線源可動部は、例えば、ＸＹスキャナによってＸＹ方向に移動するものであっても、ガルバノミラー等の光学系を用いてＸＹ方向に移動してもよい。
【００７９】
なお、輻射線源は第２真空チャンバ６２１の外側に設けられていてもよく、この場合、第２真空チャンバ６２１にはレーザ光線が透過可能な光学窓が形成されている。レーザ光源が第２真空チャンバ６２１の外側に設けられていると、装置のメンテナンス等が容易になる。
【００８０】
転写基板セット部及び被転写基板セット部は、両者が向かい合って転写基板６１５と被転写基板６２４とを貼り合わせ可能とする位置に移動できるように設けられている。
【００８１】
アライメント装置６２６には、被転写基板６２４上に付されたマーキングを認識するためのカメラが設けられている。カメラで取り込んだマーキングの情報に基づいて、被転写基板６２４と輻射線源との位置合わせを行うことができる。
【００８２】
−残渣除去部−
図６は、残渣除去部６３０を示す。残渣除去部６３０は、第３真空チャンバ６３１内に、輻射線源６３２とそれを移動させるための可動部６３３を備えた第２照射部６３４、及び転写基板セット部（図示せず）が設けられている。
【００８３】
第３真空チャンバ６３１は、上部が開口可能な筺体形状のものであり、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）が接続されている。第３真空チャンバ６３１は、例えば、ステンレス製やアルミニウム製である。
【００８４】
ここで、第３真空チャンバ６３１は第１真空チャンバ６１１とゲートバルブを介して接続されており、各真空チャンバ毎に真空ポンプによる排気することができる。
【００８５】
輻射線源６３２としては、例えば、レーザ光源や、ヒートバー、サーマルヘッド等の熱源を用いることができる。残渣除去工程においては有機ＥＬ層３３０の残渣を全て除去するのでパターニング照射する必要がない。そのため、簡便な熱源によって輻射を行って残渣除去することが好ましい。
【００８６】
転写基板セット部は、有機ＥＬ層３３０を被転写基板６２４に転写した後の転写基板６１５をセットするものであり、セットされた転写基板６１５表面に、第２照射部６３４から輻射線源６３２による輻射を行うことができるように配置されている。
【００８７】
なお、ＲＧＢフルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１００を作製するためには、赤色発光層３３３Ｒを転写する転写装置、緑色発光層３３３Ｇを転写する転写装置、及び青色発光層３３３Ｂを転写する転写装置の３台がゲートバルブを介して接合されている。これにより、有機ＥＬ層３３０を大気中の水や酸素の下に晒すことなく、また、ゴミ等が付着することなく、赤色発光層３３３Ｒ、緑色発光層３３３Ｇ、及び青色発光層３３３Ｂを転写することができる。
【００８８】
なお、有機ＥＬ層形成部６１０と残渣除去部６３０とで共通の真空チャンバを用いることによってコンパクト化を図ってもよい。
【００８９】
＜第２電極等形成装置＞
第２電極等形成装置７００は、ローダー７１０、電子輸送層形成室７２０，電子注入層形成室７２１、第２電極形成室７３０、保護膜形成室７３１、及び封止装置７４０を備えている。ローダー７１０、電子輸送層形成室７２０，電子注入層形成室７２１、第２電極形成室７３０、保護膜形成室７３１、及び封止装置７４０のそれぞれは、第２電極等形成装置７００の本体とそれぞれゲートバルブで接続されており、それぞれに取り付けられた真空ポンプによって、独立に減圧を行うことが可能である。
【００９０】
ローダー７１０は、有機ＥＬ層３３０が転写された被転写基板６２４を、転写装置６００から第２電極等形成装置７００に導入する機能を有する。
【００９１】
電子輸送層形成室７２０，電子注入層形成室７２１は、それぞれ、発光層３３３上に電子輸送層３３４及び電子注入層３３５を形成する機能を有する。
【００９２】
第２電極成形室７３０は、電子注入層３３５上に第２電極３４０を形成する機能を有する。
【００９３】
保護膜形成室７３１は、第２電極３４０上に保護膜３５０を形成する機能を有する。
【００９４】
封止装置７４０は、有機ＥＬ素子３００を封止部材で封止する機能を有する。
【００９５】
（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
次に、上記説明した有機ＥＬ層の製造装置４００を用いた有機ＥＬ表示装置１００の製造方法について、図７〜１０を用いて説明する。有機ＥＬ表示装置１００の製造方法は、被転写基板準備工程、第１電極等形成工程、有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、第２電極等形成工程、及び残渣除去工程を備えている。なお、図８〜１０は一連の製造工程を示す説明図である。
【００９６】
＜被転写基板準備工程＞
まず、公知の方法によって絶縁基板２１０上にＴＦＴ２２０を形成する。次いで、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセスやスピンコート等のウェットプロセスを用いて例えばポリイミド膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングを行って平坦化膜２３０を形成し、その平坦化膜２３０に、ＴＦＴ２２０毎のドレイン領域に通ずるコンタクトホールを形成する。ここで、ＴＦＴ基板２００（つまり、被転写基板６２４）が形成される。
【００９７】
＜第１電極等形成工程＞
図７のプロセスフロー図において、ステップＳ１１〜Ｓ１４は第１電極等形成工程を示す。平坦化膜２３０のコンタクトホールを経てＴＦＴ２２０と電気的に接続されるように、平坦化膜２３０上に第１電極３１０を形成する。例えば電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法、スパッタ法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法によって例えばＩＴＯ膜を形成した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングを行うことにより、第１電極３１０を形成する。
【００９８】
次に、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセスやスピンコート等のウェットプロセスを用いて、例えばポリイミド膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングを行って、第１電極３１０のエッジ部を覆うようにエッジカバー３２０を形成する。そして、上記フォトリソグラフィプロセスを繰り返すことによって突出部３２１を形成する。
【００９９】
そして、レーザーを用いて、画素表示を行うエリアの位置合わせを示すためのマーキングを行う。このマーキングは、後述の有機ＥＬ層転写工程において、被転写基板６２４とレーザ照射部との位置合わせを行うときに用いられる。
【０１００】
次いで、被転写基板６２４及び第１電極３１０の前処理を行う。なお、この工程から、図３に示した有機ＥＬ表示装置の製造装置４００を用いる。
【０１０１】
まず、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を加熱室５２０に導入する。そして、被転写基板６２４に含まれる水を除去するために、被転写基板６２４を真空中で加熱乾燥させる。このときの加熱乾燥条件は、例えば、加熱温度が１００〜２５０℃、及び乾燥時間が０．１〜２０時間である。
【０１０２】
続いて、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を酸素プラズマ室５２１に導入する。そして、第１電極３１０の表面改善して正孔の注入効率を高めるために、真空中で第１電極３１０上に酸素プラズマの照射を行う。このときの照射条件は、例えば、照射時間が１〜６０分である。
【０１０３】
上記の前処理が完了すると、続いて、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を正孔注入層形成室５３０に導入する。そして、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて正孔注入層３３１を形成する。さらに、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を正孔輸送層形成室５３１に導入する。そして、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて、正孔注入層３３１を覆うように正孔輸送層３３２を形成する。正孔注入層３３１及び正孔輸送層３３２は、ＲＧＢ全ての画素１１０に共通して形成することができる。
【０１０４】
以上のようにして、被転写基板６２４に第１電極３１０、エッジカバー３２０、正孔注入層３３１、及び正孔輸送層３３２を形成することができる。なお、ここで、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４をローダー５４０に導入し、後述の有機ＥＬ層転写工程への待機をさせておく。
【０１０５】
＜有機ＥＬ層形成工程＞
ステップＳ２１、Ｓ３１，及びＳ４１に示す有機ＥＬ層形成工程では、転写基板６１５に有機ＥＬ層３３０の発光部分である発光層３３３を形成する。
【０１０６】
なお、赤色発光層３３３Ｒ、緑色発光層３３３Ｇ、及び青色発光層３３３Ｂのうち、赤色発光層３３３Ｒの形成について説明する。
【０１０７】
転写基板６１５は、例えば矩形の平板状のものであり、例えば、縦３００〜５０００ｍｍ、横３００〜５０００ｍｍ、及び厚さ０．５〜１０ｍｍである。転写基板６１５は、例えば、ガラス、石英などの無機材料；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカルバゾール、ポリイミドなどのプラスチックで形成されている。
【０１０８】
まず、有機ＥＬ層形成部６１０において、転写基板６１５の表面に、例えばスパッタ法を用いて光−熱変換層（図示せず）を形成する。光−熱変換層は、例えば、カーボンブラック、黒鉛、クロム（Ｃｒ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属、それらの金属の合金、赤外線染料を熱硬化型エポキシ樹脂等の高分子材料に分散した有機膜等で形成されている。光−熱変換層は、例えば層厚が１００〜５００ｎｍである。光−熱変換層は、有機ＥＬ層転写工程において照射されたレーザ光を熱に変換する機能を有する。
【０１０９】
次に、図８（ａ）に示すように、転写基板６１５上に光−熱変換層を覆うようにして、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて、発光層３３３を形成する。発光層３３３が赤色発光層３３３Ｒのとき、赤色発光層３３３Ｒは、例えば、ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）と２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）とを、抵抗加熱蒸着法によって１０：１の速度で共蒸着して形成する。このとき、赤色発光層３３３Ｒの層厚が例えば１０〜３００ｎｍとなるように形成する。また、発光層３３３が緑色発光層３３３Ｇのとき、緑色発光層３３３Ｇは、例えば、ＡＤＮとクマリン６とを、抵抗加熱蒸着法によって１００：２の速度で共蒸着して形成する。このとき、緑色発光層３３３Ｇの層厚が例えば１０〜３００ｎｍとなるように形成する。また、発光層３３３が青色発光層３３３Ｂのとき、青色発光層３３３Ｂは、例えば、ＡＤＮと４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）とを、抵抗加熱蒸着法によって１００：１の速度で共蒸着して形成する。このとき、青色発光層３３３Ｂの層厚が例えば１０〜３００ｎｍとなるように形成する。
【０１１０】
なお、発光層３３３の形成は、例えば、圧力は１×１０−４Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行うことが好ましく、１×１０−５Ｐａ以下で行うことがより好ましい。第１真空チャンバ６１１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。また、第１真空チャンバ６１１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、残渣除去工程において有機ＥＬ層３３０の構成材料が酸化されて完全に除去できなくなる問題が解決される。
【０１１１】
このようにして、赤色発光層３３３Ｒが形成された転写基板、緑色発光層３３３Ｇが形成された転写基板、青色発光層３３３Ｂが形成された転写基板がそれぞれ形成される。
【０１１２】
＜有機ＥＬ層転写工程＞
ステップＳ２２〜Ｓ２４、Ｓ３２〜Ｓ３４、及びＳ４２〜Ｓ４４に示す有機ＥＬ層転写工程では、初めに、赤色発光層３３３Ｒの転写（ステップＳ２２〜Ｓ２４）を行う。
【０１１３】
まず、図８（ｂ）に示すように、第１真空チャンバ６１１と第２真空チャンバ６２１との間のゲートバルブを開放して第２真空チャンバ６２１内に転写基板６１５を導入して転写基板セット部にセットすると共に、正孔輸送層形成室５３１と第２真空チャンバ６２１との間のゲートバルブを開放して第２真空チャンバ６２１内に被転写基板６２４を導入して被転写基板セット部にセットする。そして、転写基板可動部６２３及び被転写基板可動部６２５を調整し、上方の転写基板６１５と下方の被転写基板６２４とを重ね合わせる。このとき、図８（ｃ）に示すように、被転写基板６２４の最上面には正孔輸送層３３２が形成されている。また、転写基板６１５の上面には光−熱変換層が形成されていると共に下面には発光層３３３が形成されている。
【０１１４】
なお、このとき、第２真空チャンバ６２１内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第２真空チャンバ６２１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。また、第２真空チャンバ６２１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、残渣除去工程において有機ＥＬ層３３０の構成材料が酸化されて完全に除去できなくなる問題が解決される。
【０１１５】
また、第２真空チャンバ６２１内の圧力は、第１真空チャンバ６１１内の圧力との差が５×１０−４Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１×１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第１真空チャンバ６１１と第２真空チャンバ６２１との圧力の差が５×１０−４Ｐａ以下であって同程度の真空度となっているので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。
【０１１６】
被転写基板６２４には、上方に延びるように突出している突出部３２１が形成されている。そのため、転写基板６１５と被転写基板６２４とを重ね合わせても、突出部３２１がスペーサとして機能し、正孔輸送層３３２と転写基板６１５との間には一定幅の空間が形成されるので、正孔輸送層３３２に転写基板６１５が密着することがなく正孔輸送層３３２に傷が付くことがない。また、この基板間に形成された空間は、第２真空チャンバ６２１内の空間に通じているので、基板間に形成された空間の圧力は第２真空チャンバ６２１の圧力と常に一定に保たれる。換言すれば、第２真空チャンバ６２１の減圧時に基板間の空間も同様に減圧して真空にすることができるので、正孔輸送層３３２への水や酸素等の付着が起こらない。
【０１１７】
次いで、被転写基板６２４に付されたマーキングをアライメント装置６２６のカメラで感知し、被転写基板６２４とレーザ光源６２２との位置合わせを行う。そして、図９（ａ）に示すように、赤色の発光画素に対応した領域に、例えば波長が７５０〜１３００ｎｍ、及び幅が１０〜３００μｍの赤外レーザ光を照射して、転写基板６１５上の光−熱変換層に吸収させる。
【０１１８】
このとき、レーザ光が光−熱変換層に吸収されて得られる熱により、転写基板６１５上の発光層３３３の発光材料が昇華する。そして、昇華した発光材料が被転写基板６２４表面に到達すると共に冷却されて凝固し、固体の発光層として被転写基板６２４上に再現される。こうして、図９（ｂ）に示すように、被転写基板６２４上に設けられた正孔輸送層３３２の上に発光層３３３が転写される。
【０１１９】
赤色発光層３３３Ｒの転写が完了すると、緑色発光層３３３Ｇを転写する転写装置に被転写基板６２４を導入して、赤色発光層３３３Ｒの転写と同様に緑色発光層３３３Ｇの転写を行う。さらに、緑色発光層３３３Ｇの転写が完了すると、青色発光層３３３Ｂを転写する転写装置に被転写基板６２４を導入して、青色発光層３３３Ｂの転写を行う。なお、各発光層３３３の転写の順番はこの順に限定されない。
【０１２０】
＜第２電極等形成工程＞
続いて、ステップＳ５１において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を電子輸送層形成室７２０に導入し、赤色発光層３３３Ｒ、緑色発光層３３３Ｇ、及び青色発光層３３３Ｂを覆うように、電子輸送層３３４を形成する。電子輸送層３３４は、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。
【０１２１】
さらに、ステップＳ５２において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を電子注入層形成室７２１に導入し、電子輸送層３３４を覆うように、電子注入層３３５を形成する。電子注入層３３５は、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。なお、電子輸送層３３４及び電子注入層３３５の形成は、例えば、圧力は１×１０−４Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行うことが好ましく、１×１０−５Ｐａ以下で行うことがより好ましい。ここで、第１電極３１０上に正孔注入層３３１、正孔輸送層３３２、発光層３３３、電子輸送層３３４、及び電子注入層３３５が積層された状態となり、有機ＥＬ層３３０が完成する。
【０１２２】
次に、ステップＳ５３において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を第２電極形成室７３０に導入し、上記形成した有機ＥＬ層３３０を覆うようにして、例えば電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法、スパッタ法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等によって第２電極３４０を形成する。第２電極３４０は、例えば、抵抗加熱蒸着法を用いてマグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）を１０：１の速度で共蒸着して１〜１０ｎｍの膜を成膜した後に、抵抗加熱蒸着法を用いて銀（Ａｇ）を蒸着して１〜１０ｎｍの膜を成膜することによって形成される。そして、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を保護膜形成室７３１に導入し、第２電極３４０上に保護膜３５０を形成する。このとき、有機ＥＬ層３３０に対して損傷を与えることがないように、成膜粒子のエネルギーが小さい方法、例えばイオンプレーティング法、電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法等の物理蒸着法やＣＶＤ法によって成膜を行う。なお、第２電極３４０及び保護膜３５０の形成は、例えば、圧力は１×１０−４Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行うことが好ましく、１×１０−５Ｐａ以下で行うことがより好ましい。
【０１２３】
最後に、ステップＳ５４において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を封止装置７４０に導入し、保護膜３５０を形成した被転写基板６２４に、不活性ガス雰囲気下で熱硬化樹脂の接着剤を塗布したガラス封止部材を固着して熱硬化樹脂を硬化させ、被転写基板６２４を封止する。このときの熱硬化条件は、例えば、雰囲気温度が６０〜１２０℃、及び加熱時間が０．５〜３時間である。そして、公知の偏光板を設けることにより、フルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１００を製造することができる。
【０１２４】
＜残渣除去工程＞
有機ＥＬ層転写工程で転写基板６１５上の発光層３３３を被転写基板６２４上に転写した後、ステップＳ２５，Ｓ３５，及びＳ４５に示すように、第２電極等形成工程とは独立に、転写基板６１５上に残った有機ＥＬ層３３０の残渣を除去する残渣除去工程を行う。
【０１２５】
有機ＥＬ層転写工程における有機ＥＬ層３３０の転写が終わると、第３真空チャンバ６３１内を真空ポンプで減圧して真空にし、第１真空チャンバ６１１と第３真空チャンバ６３１とを接続しているゲートバルブを開放して図９（ｃ）に示すように、転写基板６１５を第３真空チャンバ６３１内に導入する。このとき、第３チャンバ６３１内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１×１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第３真空チャンバ６３１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。また、第３真空チャンバ６３１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、残渣除去工程において有機ＥＬ層３３０の構成材料が酸化されて完全に除去できなくなる問題が解決される。
【０１２６】
そして、図１０（ａ）に示すように、転写基板６１５を転写基板セット部にセットした後、輻射線源６３２により輻射を行い、転写基板６１５上に残っている有機ＥＬ層３３０の残渣の除去を行う。熱輻射によって発光層３３３の残渣が全て昇華することにより、図１０（ｂ）に示すように、転写基板６１５上は発光層を形成する前と同じ状態となり、再利用可能である。なお、この転写基板６１５の再利用を行う場合は、転写基板６１５に加熱等の処理を行った後に、再び第１チャンバにセットして有機ＥＬ層３３０を形成してもよい。
【０１２７】
なお、第３真空チャンバ６３１内の圧力は、第１真空チャンバ６１１及び第２真空チャンバ６２１内の圧力との差が５×１０−４Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１×１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第１真空チャンバ６１１と第３真空チャンバ６３１，及び第２真空チャンバ６２１と第３真空チャンバ６３１の圧力の差がそれぞれ５×１０−４Ｐａ以下であって同程度ｃの真空度となっているので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。
【０１２８】
なお、本実施形態では、有機ＥＬ層３３０のうち発光層３３３のみを転写により形成したが、本発明の適用対象は発光層３３３に限定されるものではなく、正孔注入層３３１、正孔輸送層３３２、電子輸送層３３４、電子注入層３３５等の形成においても本発明を適用することができる。
【０１２９】
以上説明した有機ＥＬ素子３００の製造方法によれば、有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、及び残渣除去工程を真空中で行うので、有機ＥＬ層３３０へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層３３０が損傷を受けるのを阻止することができる。また、転写基板６１５が再利用可能であるので、製造コストを抑えて有機ＥＬ素子３００を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造装置の概略図である。
【図４】実施形態の有機ＥＬ層の転写装置の有機ＥＬ層形成部を示す図である。
【図５】実施形態の有機ＥＬ層の転写装置の有機ＥＬ層転写部を示す図である。
【図６】実施形態の有機ＥＬ層の転写装置の残渣除去部を示す図である。
【図７】実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法のプロセスフロー図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す説明図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
３００ 有機ＥＬ素子
３３０ 有機ＥＬ層
６００ 転写装置
６１１ 第１真空チャンバ
６１２ 蒸着源
６１５ 転写基板
６２１ 第２真空チャンバ
６２２ 第１照射源
６２４ 被転写基板
６３１ 第３真空チャンバ
６３４ 第２照射源
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報処理機器の多様化に伴い、陰極線管（ＣＲＴ）よりも消費電力が少なく、薄型化が可能であるフラットパネルディスプレイに対する需要が高まってきている。低電圧駆動、全固体型、高速応答性、自発光性等の点で優れたフラットパネルディスプレイとしては、有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬ表示装置が挙げられる。
【０００３】
フルカラー表示を行う有機ＥＬ表示装置の方式としては、赤色発光有機ＥＬ素子、緑色発光有機ＥＬ素子、及び青色発光有機ＥＬ素子を並置して画素を構成したＲＧＢ塗り分け方式や、白色発光有機ＥＬ素子と赤色、緑色、及び青色のカラーフィルタとを組み合わせたカラーフィルタ方式、青色発光有機ＥＬ素子と赤色・緑色への色変換フィルタとを組み合わせた色変換方式等が挙げられる。これらのうち、消費電力や色再現範囲に優れる点から、ＲＧＢ塗り分け方式が広く採用されている。
【０００４】
ＲＧＢ塗り分け方式の有機ＥＬ表示装置において、各色の発光層をパターンニングする方法としては、蒸着用マスクによる方法や、熱転写による方法が挙げられる。これらのうち、熱転写法によれば、２００ｐｐｉ以上の高精細、且つ、大型な基板に対してのパターンニングが可能である。特許文献１及び２には、レーザ光源を熱源として使用した熱転写法によって各色の発光層をパターンニングすることが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−２００１７０号公報
【特許文献２】特開２００６−３４４４５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した転写方法においては、被転写基板に予め正孔注入層、正孔輸送層等の有機ＥＬ膜を形成した状態で、転写基板の発光層を被転写基板に転写するので、被転写基板の有機ＥＬ層内に水が酸素等の異物が混入したり、埃等によって損傷を受けたりする問題がある。
【０００６】
また、熱転写法によるパターンニングは、転写基板を用いるのでその分の製造コストがかかる問題もある。
【０００７】
本発明の目的は、有機ＥＬ層へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層が損傷を受けるのを阻止することができ、しかも製造コストの点で優れた有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、転写基板上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
上記有機ＥＬ層形成工程で有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて輻射線を照射することにより有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写する有機ＥＬ層転写工程と、
上記有機ＥＬ層転写工程で有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を輻射線を照射することにより除去する残渣除去工程と、
を備えた有機ＥＬ素子の製造方法であって、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をいずれも真空中で行うことを特徴とする。
【０００９】
この方法によれば、有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程が全て真空中で行われるので、有機ＥＬ層が大気中に晒されることがない。そのため、有機ＥＬ層へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層が損傷を受けるのを阻止することができ、また、転写基板を再利用することができるので製造コストを抑えて有機ＥＬ素子を製造することができる。
【００１０】
本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程を１×１０−３Ｐａ以下で行うことが好ましい。
【００１１】
また、本発明の有機ＥＬ素子の製造方法は、上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をそれぞれ行うときの圧力の相互の差が５×１０−４Ｐａ以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明の有機ＥＬ層の転写装置は、転写基板上に有機ＥＬ層を形成するための蒸着源が設けられた第１真空チャンバと、
有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写するための輻射線を照射する第１照射源が設けられた第２真空チャンバと、
有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を除去するための輻射線を照射する第２照射源が設けられた第３真空チャンバと、
を備えたものである。
【００１３】
この転写装置によれば、有機ＥＬ層の転写を全て真空中で行うことができるので、有機ＥＬ層に水や酸素、埃等が混入して有機ＥＬ層が損傷を受けることを阻止することが可能である。
【００１４】
上記有機ＥＬ層の転写装置は、上記第１照射源がレーザ光源であることが好ましい。
【００１５】
第１照射源がレーザ光源であるので、高精度で有機ＥＬ層の転写を行うことができる。
【００１６】
また、上記有機ＥＬ層の転写装置は、上記第２照射源が熱源であることが好ましい。
【００１７】
第２照射源が熱源であるので、熱輻射によって効率よく有機ＥＬ層の残渣を除去することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、及び残渣除去工程を真空中で行うので、有機ＥＬ層へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層が損傷を受けるのを阻止することができ、また、転写基板を再利用することができるので製造コストを抑えて有機ＥＬ素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（有機ＥＬ表示装置）
図１及び図２は、本実施形態のフルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１００を示す。この有機ＥＬ表示装置１００は、例えば、携帯電話やカーナビ等のディスプレイとして用いられる。
【００２０】
有機ＥＬ表示装置１００は、ＴＦＴ基板２００上に有機ＥＬ素子３００が設けられ、これらが不活性ガス雰囲気下で接着剤を介して設けられたガラス、フィルム等からなる封止部材（それぞれ不図示）により封止された構造を有し、マトリクス状に構成された複数の画素１１０により画像表示を行う。
【００２１】
ＴＦＴ基板２００には、絶縁基板２１０上に複数のゲート線２１１が横方向に並行に延びるように設けられていると共に、複数のソース線２１２がゲート線２１１の延びる方向と角度をなす方向（典型的には直交方向）に並行に延びるように設けられ、ゲート線２１１とソース線２１２との各交差部に対応してＴＦＴ２２０が設けられている。ＴＦＴ２２０は、各画素１１０に対応するようにマトリクス状に複数配設されており、対応するゲート線２１１及びソース線２１２のそれぞれに電気的に接続されている。また、ＴＦＴ基板２００には、ＴＦＴ２２０の上層に平坦化膜２３０が設けられている。
【００２２】
絶縁基板２１０は、有機ＥＬ素子３００の機械的耐久性を担保する機能、及び有機ＥＬ素子３００への外部からの水や酸素の混入を阻止する機能を有する。
【００２３】
絶縁基板２１０としては、例えば、ソーダガラス、無アルカリガラス、石英などの無機材料；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカルバゾール、ポリイミドなどのプラスチック；アルミナなどのセラミックスなどの絶縁性基板；アルミニウム、鉄などの金属基板にシリカゲルや有機絶縁材料などの絶縁物をコートした基板；アルミニウムや鉄などの金属基板の表面を陽極酸化などの方法で絶縁化処理を施した基板等が挙げられる。なお、有機ＥＬ層３３０の発光を基板側から取り出すボトムエミッション構造の有機ＥＬ素子３００の場合は、絶縁基板２１０は光透過性又は光半透過性の材料で構成されている。
【００２４】
ＴＦＴ２２０は、例えば、非晶質シリコン、多結晶シリコン、微結晶シリコン、セレン化カドミウム等の無機半導体材料や、ポリチオフェン誘導体、チオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）誘導体、ナフタセン、ペンタセン等の有機半導体材料により形成されている。このＴＦＴ２２０は、各画素１１０におけるスイッチング素子としての機能を有する。
【００２５】
ＴＦＴ２２０は、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等の構造を有する。なお、スイッチング素子として、ＴＦＴ２２０の代わりにＭＩＭダイオードを用いることも可能である。
【００２６】
平坦化膜２３０は、例えば、アクリル、ノボラック、ポリイミド等の樹脂材料により形成されており、厚さが０．５〜１０μｍ程度である。この平坦化膜２３０によりＴＦＴ基板２００の有機ＥＬ素子３００側表面が平坦化されている。
【００２７】
有機ＥＬ素子３００には、ＴＦＴ基板２００の平坦化膜２３０上に各画素１１０に対応するように第１電極３１０（陽極）が設けられている。第１電極３１０上の画素１１０が形成されない部分にはエッジカバー３２０が設けられ、さらに、エッジカバー３２０から絶縁基板２１０と反対側に延びる突出部３２１が設けられている。また、有機ＥＬ素子３００には、第１電極３１０上に有機ＥＬ層３３０が設けられ、その有機ＥＬ層３３０上に第２電極３４０が設けられている。さらに、有機ＥＬ素子３００には、複数の第２電極３４０の全体を覆うように保護膜３５０が設けられている。
【００２８】
なお、有機ＥＬ素子３００として、赤色有機ＥＬ素子３００Ｒ、緑色有機ＥＬ素子３００Ｇ、及び青色有機ＥＬ素子３００Ｂの３種類の有機ＥＬ素子を組み合わせることによりＲＧＢフルカラー表示が可能となっており、３色で１つの画素１１０を構成している。ここでは、ＲＧＢの３色によるフルカラー表示を行っているが、２種類であってもよく、４種類以上であってもよい。
【００２９】
第１電極３１０は、導電性材料で形成されており、各第１電極３１０は、平坦化膜２３０に形成されたコンタクトホールを介して対応するＴＦＴ２２０に電気的に接続されている。第１電極３１０は、有機ＥＬ層３３０にホール（正孔）を注入する機能を有する。第１電極３１０は、例えば厚さが５０〜５００ｎｍである。第１電極３１０が５０ｎｍ未満の場合には抵抗が大きくなって駆動電圧が上昇してしまうので、第１電極３１０の厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。
【００３０】
第１電極３１０の導電性材料としては、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、カルシウム（Ｃａ）、チタン（Ｔｉ）、イットリウム（Ｙ）、ナトリウム（Ｎａ）、ルテニウム（Ｒｕ）、マンガン（Ｍｎ）、インジウム（Ｉｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ）等の金属材料が挙げられる。また、第１電極３１０は、例えば、Ｍｇ／銅（Ｃｕ）、Ｍｇ／Ａｇ、Ｎａ／カリウム（Ｋ）、アスタチン（Ａｔ）／酸化アスタチン（ＡｔＯ２）、Ｌｉ／Ａｌ、Ｌｉ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌ等の合金で形成されていてもよい。さらに、第１電極３１０は、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの導電性酸化物等で形成されていてもよい。
【００３１】
第１電極３１０は、有機ＥＬ層３３０への正孔注入効率を向上させることができる観点から、仕事関数が４．５ｅＶ以上の材料で形成されていることが好ましい。かかる仕事関数の大きな材料としては、例えばＩＴＯやＩＺＯ等が挙げられる。
【００３２】
第１電極３１０は、有機ＥＬ素子３００がＴＦＴ基板２００側から有機ＥＬ層３３０の発光を取り出すボトムエミッション構造である場合、ＩＴＯ等の光透過性又は光半透過性の材料で形成されていることが好ましく、一方、有機ＥＬ素子３００が第１電極３１０とは反対側から有機ＥＬ層３３０の発光を取り出すトップエミッション構造である場合、タンタル、炭素等の黒色材料やアルミニウム等の光反射性材料で形成されていることが好ましい。
【００３３】
第１電極３１０は、上記導電性材料で各々が形成された複数層で構成されていてもよい。
【００３４】
エッジカバー３２０は、絶縁性の材料で形成されており、第２電極３４０側に延びる突出部３２１を一体となるようにして備えている。突出部３２１は、後述する有機ＥＬ層転写工程において被転写基板６２４上に転写基板６１５を重ね合わせするときのスペーサとして機能を有する。なお、突出部３２１は一部のエッジカバー３２０上に形成されていればよく、全てのエッジカバー３２０が突出部３２１を備える必要はない。
【００３５】
エッジカバー３２０は、画素１１０が形成されていない領域に形成されている。そして、突出部３２１は、エッジカバー３２０の全面を底面とするようにして設けられていても、エッジカバー３２０の一部を底面として設けられていてもよい。エッジカバー３２０は、例えば厚さが０．５〜５μｍである。また、突出部３２１は、例えば突出高さが１〜１０μｍである。 エッジカバー３２０を形成している材料としては、例えば、ＳｉＯ２、窒化シリコン（Ｓｉ２Ｎ４）、二酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）、アクリル樹脂、ポリイミド等が挙げられる。
【００３６】
突出部３２１は、エッジカバー３２０と同一の材料で形成されていても、異種の材料で形成されていてもよい。突出部３２１を形成している材料としては、エッジカバー３２０の形成材料と同種のものが挙げられる。
【００３７】
有機ＥＬ層３３０は、ＴＦＴ基板２００側から正孔注入層３３１、正孔輸送層３３２、発光層３３３、電子輸送層３３４、及び電子注入層３３５が順に積層された構造を有する。有機ＥＬ層３３０は、第１電極３１０よりも面積が小さく形成されていてもよく、また、第１電極３１０を完全に覆うように大きく形成されていてもよい。
【００３８】
正孔注入層３３１は、陽極バッファ層とも呼ばれ、第１電極３１０と有機ＥＬ層３３０とのエネルギーレベルを近づけ、第１電極３１０から有機ＥＬ層３３０への正孔注入効率を向上させる機能を有する。正孔注入層３３１は、例えば層厚さが１０〜３００ｎｍである。
【００３９】
正孔注入層３３１を形成する材料としては、例えば、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物等が挙げられる。
【００４０】
正孔輸送層３３２は、第１電極３１０から有機ＥＬ層３３０への正孔輸送効率を向上させる機能を有する。正孔輸送層３３２は、例えば層厚さが１０〜３００ｎｍである。
【００４１】
正孔輸送層３３２を形成する材料としては、例えば、ポルフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物、スチリルアミン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリ−ｐ−フェニレンビニレン、ポリシラン、トリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体、ピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミン置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、水素化アモルファスシリコン、水素化アモルファス炭化シリコン、硫化亜鉛、セレン化亜鉛等が挙げられる。なお、正孔の輸送を効率よく行う点で、正孔輸送層３３２の材料としては、正孔注入層３３１の材料よりも正孔移動度が大きいことが好ましい。
【００４２】
発光層３３３は、第１電極３１０から注入されたホール（正孔）と第２電極３４０から注入された電子とを再結合させて光を出射させる機能を有する。発光層３３３は、例えば層厚さが１０〜３００ｎｍである。
【００４３】
発光層３３３を形成する材料としては、例えば、２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン等のナフタレン誘導体；ジ（２−ナフチル）アントラセン等のアントラセン誘導体；４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）などの芳香族ジメチリデン誘導体；５−メチル−２−［２−［４−（５−メチル−２−ベンゾオキサゾリル）フェニル］ビニル］ベンゾオキサゾールなどのオキサジアゾール誘導体；３−（４−ビフェニルイル）−４−フェニル−５−ｔ−ブチルフェニル−１，２，４−トリアゾール（ＴＡＺ）などのトリアゾール誘導体；１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼンなどのスチリルベンゼン誘導体；チオピラジンジオキシド誘導体；ベンゾキノン誘導体；ナフトキノン誘導体；アントラキノン誘導体；ジフェノキノン誘導体；フルオレノン誘導体；アゾメチン亜鉛錯体、（８−ヒドロキシキノリナト）アルミニウム錯体（Ａｌｑ３）等の蛍光性有機金属化合物等が挙げられる。
【００４４】
発光層３３３には、正孔輸送材料、電子輸送材料、添加剤（ドナー、アクセプター等）、発光性のドーパントなどが添加されていてもよい。これらの添加物は、高分子材料（結着用樹脂）や無機材料中に分散されて添加されていてもよい。なお、発光性のドーパントが添加されている場合は、発光効率や寿命の観点から、ドーパントがホスト材料中に分散された状態で添加されていることが好ましい。
【００４５】
発光性のドーパントとしては、例えば、４，４’−ビス（２，２’−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）、４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）などの芳香族ジメチリデン誘導体；スチリル誘導体；ペリレン、イリジウム錯体、クマリン６などのクマリン誘導体；ルモーゲンＦレッド、ジシアノメチレンピラン、フェノキザゾン、ポリフィリン誘導体等が挙げられる。なお、ドーパントの種類を適宜選択することにより、赤色に発光する赤色発光層３３３Ｒ、緑色に発光する緑色発光層３３３Ｇ、及び青色に発光する青色発光層３３３Ｂとなる。
【００４６】
また、発光性のドーパントの分散媒であるホスト材料としては、例えば、発光層３３３を形成する材料と同一の材料やカルバゾール誘導体等が挙げられる。
【００４７】
電子輸送層３３４は、陰極バッファ層とも呼ばれ、第２電極３４０から注入された電子を発光層３３３まで効率よく移動させる機能を有する。電子輸送層３３４は、例えば層厚さが１０〜１００ｎｍである。
【００４８】
電子輸送層３３４を形成する材料としては、例えば、オキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、チオピラジンジオキシド誘導体、ベンゾキノン誘導体、ナフトキノン誘導体、アントラキノン誘導体、テトラシアノアントラキノジメタン誘導体、ジフェノキノン誘導体、フルオレノン誘導体、シロール誘導体、金属オキシノイド化合物等が挙げられる。また、電子輸送層３３４には、ドナー、アクセプター等の添加剤が添加されていてもよい。電子輸送層３３４の材料としては、電子注入層３３５の材料よりも電子移動度が高いことが好ましい。
【００４９】
電子注入層３３５、第２電極３４０と有機ＥＬ層３３０とのエネルギーレベルを近づけ、第２電極３４０から有機ＥＬ層３３０への電子注入効率を向上させる機能を有する。電子注入層３３５は、例えば層厚が０．１〜１０ｎｍである。
【００５０】
電子注入層３３５は、仕事関数が４．０ｅＶ以下の低仕事関数金属と化学的に比較的安定な金属と低仕事関数金属との合金からなる単層膜又は複数の材料の積層膜；フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ２）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）、フッ化ストロンチウム（ＳｒＦ２）、フッ化バリウム（ＢａＦ２）等のフッ化物；酸化カルシウム（ＣａＯ）, 酸化ストロンチウム（ＳｒＯ）等の酸化物；炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ３）等の炭酸化物等で形成されている。仕事関数が４．０ｅＶ以下の低仕事関数金属としては、例えば、カルシウム（Ｃａ）、セリウム（Ｃｅ）、セシウム（Ｃｓ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、マグネシウム（Ｍｇ）、リチウム（Ｌｉ）等が挙げられる。これらのうち、発光層３３３として高分子有機発光層を適用した場合には、Ｃａ、Ｂａが好適に用いられる。化学的に比較的安定な金属としては、例えば、ニッケル（Ｎｉ）、オスミウム（Ｏｓ）、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）、ロジウム（Ｒｈ）等が挙げられる。また、電子輸送層３３４には、ドナー、アクセプター等の添加剤が添加されていてもよい。電子注入層３３５と第２電極３４０を兼ね備えた層として、金属層の部分に、例えば銅フロシタシアニン（ＣｕＰｃ）等の有機材料に上記の低仕事関数金属をドーパントとして用いた電子注入性を有する有機材料を用いることもできる。なお、電子の注入・輸送をより効率よく行う点で、電子注入層３３５の材料としては、電子輸送層３３４の材料よりもＨＯＭＯの値が大きいことが好ましい。
【００５１】
第２電極３４０は、導電性材料で形成されており、有機ＥＬ層３３０に電子を注入する機能を有する。第２電極３４０は、例えば厚さが５０〜５００ｎｍである。第２電極３４０が５０ｎｍ未満の場合には抵抗が大きくなって駆動電圧が上昇してしまうので、第２電極３４０の厚さは５０ｎｍ以上であることが好ましい。第２電極３４０は、有機ＥＬ層３３０よりも面積が小さく形成されていてもよく、また、有機ＥＬ層３３０を完全に覆うように大きく形成されていてもよい。なお、第２電極３４０が形成された領域が画素１１０を構成する。
【００５２】
第２電極３４０の導電性材料としては、例えば、第１電極３１０と同様のものが挙げられる。
【００５３】
第２電極３４０は、電子注入層３３５と同様に有機ＥＬ層３３０への電子注入効率を向上させることができるという観点から仕事関数が４．５ｅＶ以下の材料と、電極としての導電性と水や酸素への耐性を兼ね備えるための比較的安定な金属との合金とが積層されたものが用いられる。かかる仕事関数の小さな材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｌｉなどの金属；ＬｉＦ、Ｍｇ／Ｃｕ、Ｍｇ／Ａｇ、Ｎａ／Ｋ、Ｌｉ／Ａｌ、Ｌｉ／Ｃａ／Ａｌ、ＬｉＦ／Ｃａ／Ａｌなどの合金等が挙げられる。電子注入層３３５が充分に機能している場合は、電極としての導電性と水や酸素への耐性を兼ね備えた金属層や透明導電膜等の単層又は積層が用いられる。
【００５４】
第２電極３４０は、有機ＥＬ素子３００がトップエミッション構造である場合、ＡｌやＡｇ等の極薄層（例えば、厚さ１０ｎｍ以下）や、ＩＴＯ等の光透過性又は光半透過性の材料で形成されていることが好ましく、一方、有機ＥＬ素子３００がボトムエミッション構造である場合、アルミニウム等の光反射性材料で形成されていることが好ましい。
【００５５】
第２電極３４０は、上記導電性材料で各々が形成された複数層で構成されていてもよい。
【００５６】
保護膜３５０は、絶縁性又は導電性の材料で形成されており、厚さが例えば０．０５〜１０μｍである。保護膜３５０は、水や酸素が有機ＥＬ層３３０へ混入するのを阻止する機能を有する。
【００５７】
保護膜３５０を形成している材料としては、例えば、アモルファスシリコン、アモルファス炭化シリコン、アモルファス窒化シリコン、アモルファスカーボン等の無機アモルファス性絶縁性材料；ＩＴＯやＩＺＯの透明導電性材料等が挙げられる。
【００５８】
なお、有機ＥＬ素子３００がトップエミッション構造の場合は、保護膜３５０は光透過性又は光半透過性の材料で形成されている。
【００５９】
有機ＥＬ素子３００は、図示しない封止部材で覆われている。この封止部材は、例えば、ガラスやシリコンで形成されている。封止部材は、ＴＦＴ基板２００に例えば熱硬化性樹脂の接着剤で接着されており、有機ＥＬ層３３０に水や酸素等が混入しないように有機ＥＬ素子３００を封止する機能を有する。
【００６０】
なお、封止部材やＴＦＴ基板２００の外側表面にはそれぞれ偏光板が設けられていてもよい。偏光板は、有機ＥＬ表示装置１００のコントラストを向上させる機能を有する。偏光板としては、例えば、直線偏光板とλ／４板とを組み合わせを用いることができる。
【００６１】
以上の構成の有機ＥＬ表示装置１００では、各画素１１０において、ＴＦＴがオンとなった際に、有機ＥＬ層３３０に対し、第１電極３１０からホール（正孔）及び第２電極３４０から電子がそれぞれ注入され、それらのホールと電子とが有機ＥＬ層３３０で再結合し、それによって放出されたエネルギーが発光層３３３の発光材料を励起させ、励起された発光材料が励起状態から基底状態に戻るときに蛍光や燐光を放出し、その蛍光や燐光が有機ＥＬ層３３０の発光として外部に出射され、画素１１０全体として所定の画像を表示することとなる。
【００６２】
なお、本実施形態では、第１電極３１０が陽極及び第２電極３４０が陰極である構成としたが、第１電極３１０が陰極及び第２電極３４０が陽極の逆構造型有機ＥＬ素子であってもよい。この場合、第１電極３１０から有機ＥＬ層３３０に電子が注入されると共に第２電極３４０から有機ＥＬ層３３０にホールが注入されて両者が再結合することにより有機ＥＬ層３３０が発光し、画素１１０全体として所定の画像を表示を行う。
【００６３】
（有機ＥＬ素子の製造装置）
図３〜６は、有機ＥＬ素子の製造装置４００の模式図である。有機ＥＬ素子の製造装置４００は、正孔輸送層等形成装置５００、転写装置６００、及び第２電極等形成装置７００を備えている。
【００６４】
＜正孔輸送層等形成装置＞
正孔輸送層等形成装置５００は、基板投入ストッカー５１０，加熱室５２０，酸素プラズマ室５２１，正孔注入層形成室５３０，正孔輸送層形成室５３１，及びローダー５４０を備えている。基板投入ストッカー５１０，加熱室５２０，酸素プラズマ室５２１，正孔注入層形成室５３０，正孔輸送層形成室５３１，及びローダー５４０のそれぞれは、正孔輸送層等形成装置５００の本体とそれぞれゲートバルブで接続されており、それぞれに取り付けられた真空ポンプによって、独立に減圧を行うことが可能である。
【００６５】
基板投入ストッカー５１０は、被転写基板６２４となるＴＦＴ基板２００を正孔輸送層等形成装置５００に導入する機能を有する。
【００６６】
加熱室５２０及び酸素プラズマ室５２１は，ＴＦＴ基板２００及び第１電極３１０の前処理を行う機能を有する。
【００６７】
正孔注入層形成室５３０及び正孔輸送層形成室５３１は、それぞれ、第１電極３１０上に正孔注入層３３１及び正孔輸送層３３２を形成する機能を有する。
【００６８】
ローダー５４０は、正孔輸送層３３２が形成された絶縁基板２１０を、次ステップの転写装置６００に導入する機能を有する。
【００６９】
＜転写装置＞
次に、有機ＥＬ層の転写装置６００について説明する。有機ＥＬ層の転写装置６００は、有機ＥＬ層形成部６１０、有機ＥＬ層転写部６２０、及び残渣除去部６３０を備えている。
【００７０】
−有機ＥＬ層形成部−
図４は、有機ＥＬ層形成部６１０を示す。有機ＥＬ層形成部６１０は、第１真空チャンバ６１１内に、蒸着源６１２及びそれを移動させるための蒸着源可動部６１３、層厚モニター６１４、及び転写基板セット部（図示せず）を備えている。
【００７１】
第１真空チャンバ６１１は、上部が開口可能な筺体形状であり、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）が接続されている。第１真空チャンバ６１１は、例えば、ステンレス製やアルミニウム製である。
【００７２】
有機ＥＬ層形成部６１０で行われる有機ＥＬ層３３０の形成においては、形成された有機ＥＬ層３３０のパターンニングが不要であり蒸着源６１２と転写基板６１５との距離を小さくすることが可能であるので、第１真空チャンバ６１１はコンパクトに形成することができる。
【００７３】
層厚モニター６１４は、転写基板６１５上に形成される有機ＥＬ層３３０が所定の厚さになるように制御する機能を有する。
【００７４】
−有機ＥＬ層転写部−
図５は、有機ＥＬ層転写部６２０を示す。有機ＥＬ層転写部６２０は、第２真空チャンバ６２１内に輻射線源とそれを移動させるための輻射線源可動部を備えた第１照射部６２２、転写基板セット部（図示せず）、セットされた転写基板６１５を移動させるための転写基板可動部６２３、転写基板６１５の下方の被転写基板セット部（図示せず）、及びセットされた被転写基板６２４を移動させるための被転写基板可動部６２５が設けられており、第２真空チャンバ６２１の上面に設けられた光学窓（図示せず）を介して、第２真空チャンバ６２１の外にアライメント装置６２６が設けられている。
【００７５】
第２真空チャンバ６２１は、上部が開口可能な筺体形状のものであり、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）が接続されている。第２真空チャンバ６２１は、例えば、ステンレス製やアルミニウム製である。
【００７６】
ここで、第２真空チャンバ６２１は第１真空チャンバ６１１とゲートバルブを介して接続されており、各真空チャンバ毎に真空ポンプにより排気することができる。
【００７７】
輻射線源は、レーザ光源であることが好ましい。レーザ光線によって有機ＥＬ層３３０の転写を行うことにより、精度の高い有機ＥＬ層３３０の形成が可能となる。なお、タクトタイムを短縮するためには輻射線源は複数個設けられていることが好ましい。
【００７８】
輻射線源可動部は、例えば、輻射線源を任意のＸＹ方向に移動可能である。輻射線源可動部は、例えば、ＸＹスキャナによってＸＹ方向に移動するものであっても、ガルバノミラー等の光学系を用いてＸＹ方向に移動してもよい。
【００７９】
なお、輻射線源は第２真空チャンバ６２１の外側に設けられていてもよく、この場合、第２真空チャンバ６２１にはレーザ光線が透過可能な光学窓が形成されている。レーザ光源が第２真空チャンバ６２１の外側に設けられていると、装置のメンテナンス等が容易になる。
【００８０】
転写基板セット部及び被転写基板セット部は、両者が向かい合って転写基板６１５と被転写基板６２４とを貼り合わせ可能とする位置に移動できるように設けられている。
【００８１】
アライメント装置６２６には、被転写基板６２４上に付されたマーキングを認識するためのカメラが設けられている。カメラで取り込んだマーキングの情報に基づいて、被転写基板６２４と輻射線源との位置合わせを行うことができる。
【００８２】
−残渣除去部−
図６は、残渣除去部６３０を示す。残渣除去部６３０は、第３真空チャンバ６３１内に、輻射線源６３２とそれを移動させるための可動部６３３を備えた第２照射部６３４、及び転写基板セット部（図示せず）が設けられている。
【００８３】
第３真空チャンバ６３１は、上部が開口可能な筺体形状のものであり、チャンバ内を減圧するための真空ポンプ（図示せず）が接続されている。第３真空チャンバ６３１は、例えば、ステンレス製やアルミニウム製である。
【００８４】
ここで、第３真空チャンバ６３１は第１真空チャンバ６１１とゲートバルブを介して接続されており、各真空チャンバ毎に真空ポンプによる排気することができる。
【００８５】
輻射線源６３２としては、例えば、レーザ光源や、ヒートバー、サーマルヘッド等の熱源を用いることができる。残渣除去工程においては有機ＥＬ層３３０の残渣を全て除去するのでパターニング照射する必要がない。そのため、簡便な熱源によって輻射を行って残渣除去することが好ましい。
【００８６】
転写基板セット部は、有機ＥＬ層３３０を被転写基板６２４に転写した後の転写基板６１５をセットするものであり、セットされた転写基板６１５表面に、第２照射部６３４から輻射線源６３２による輻射を行うことができるように配置されている。
【００８７】
なお、ＲＧＢフルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１００を作製するためには、赤色発光層３３３Ｒを転写する転写装置、緑色発光層３３３Ｇを転写する転写装置、及び青色発光層３３３Ｂを転写する転写装置の３台がゲートバルブを介して接合されている。これにより、有機ＥＬ層３３０を大気中の水や酸素の下に晒すことなく、また、ゴミ等が付着することなく、赤色発光層３３３Ｒ、緑色発光層３３３Ｇ、及び青色発光層３３３Ｂを転写することができる。
【００８８】
なお、有機ＥＬ層形成部６１０と残渣除去部６３０とで共通の真空チャンバを用いることによってコンパクト化を図ってもよい。
【００８９】
＜第２電極等形成装置＞
第２電極等形成装置７００は、ローダー７１０、電子輸送層形成室７２０，電子注入層形成室７２１、第２電極形成室７３０、保護膜形成室７３１、及び封止装置７４０を備えている。ローダー７１０、電子輸送層形成室７２０，電子注入層形成室７２１、第２電極形成室７３０、保護膜形成室７３１、及び封止装置７４０のそれぞれは、第２電極等形成装置７００の本体とそれぞれゲートバルブで接続されており、それぞれに取り付けられた真空ポンプによって、独立に減圧を行うことが可能である。
【００９０】
ローダー７１０は、有機ＥＬ層３３０が転写された被転写基板６２４を、転写装置６００から第２電極等形成装置７００に導入する機能を有する。
【００９１】
電子輸送層形成室７２０，電子注入層形成室７２１は、それぞれ、発光層３３３上に電子輸送層３３４及び電子注入層３３５を形成する機能を有する。
【００９２】
第２電極成形室７３０は、電子注入層３３５上に第２電極３４０を形成する機能を有する。
【００９３】
保護膜形成室７３１は、第２電極３４０上に保護膜３５０を形成する機能を有する。
【００９４】
封止装置７４０は、有機ＥＬ素子３００を封止部材で封止する機能を有する。
【００９５】
（有機ＥＬ表示装置の製造方法）
次に、上記説明した有機ＥＬ層の製造装置４００を用いた有機ＥＬ表示装置１００の製造方法について、図７〜１０を用いて説明する。有機ＥＬ表示装置１００の製造方法は、被転写基板準備工程、第１電極等形成工程、有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、第２電極等形成工程、及び残渣除去工程を備えている。なお、図８〜１０は一連の製造工程を示す説明図である。
【００９６】
＜被転写基板準備工程＞
まず、公知の方法によって絶縁基板２１０上にＴＦＴ２２０を形成する。次いで、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセスやスピンコート等のウェットプロセスを用いて例えばポリイミド膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングを行って平坦化膜２３０を形成し、その平坦化膜２３０に、ＴＦＴ２２０毎のドレイン領域に通ずるコンタクトホールを形成する。ここで、ＴＦＴ基板２００（つまり、被転写基板６２４）が形成される。
【００９７】
＜第１電極等形成工程＞
図７のプロセスフロー図において、ステップＳ１１〜Ｓ１４は第１電極等形成工程を示す。平坦化膜２３０のコンタクトホールを経てＴＦＴ２２０と電気的に接続されるように、平坦化膜２３０上に第１電極３１０を形成する。例えば電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法、スパッタ法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法によって例えばＩＴＯ膜を形成した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングを行うことにより、第１電極３１０を形成する。
【００９８】
次に、ＣＶＤ法、真空蒸着法等のドライプロセスやスピンコート等のウェットプロセスを用いて、例えばポリイミド膜を成膜した後にフォトリソグラフィ法を用いてパターンニングを行って、第１電極３１０のエッジ部を覆うようにエッジカバー３２０を形成する。そして、上記フォトリソグラフィプロセスを繰り返すことによって突出部３２１を形成する。
【００９９】
そして、レーザーを用いて、画素表示を行うエリアの位置合わせを示すためのマーキングを行う。このマーキングは、後述の有機ＥＬ層転写工程において、被転写基板６２４とレーザ照射部との位置合わせを行うときに用いられる。
【０１００】
次いで、被転写基板６２４及び第１電極３１０の前処理を行う。なお、この工程から、図３に示した有機ＥＬ表示装置の製造装置４００を用いる。
【０１０１】
まず、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を加熱室５２０に導入する。そして、被転写基板６２４に含まれる水を除去するために、被転写基板６２４を真空中で加熱乾燥させる。このときの加熱乾燥条件は、例えば、加熱温度が１００〜２５０℃、及び乾燥時間が０．１〜２０時間である。
【０１０２】
続いて、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を酸素プラズマ室５２１に導入する。そして、第１電極３１０の表面改善して正孔の注入効率を高めるために、真空中で第１電極３１０上に酸素プラズマの照射を行う。このときの照射条件は、例えば、照射時間が１〜６０分である。
【０１０３】
上記の前処理が完了すると、続いて、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を正孔注入層形成室５３０に導入する。そして、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて正孔注入層３３１を形成する。さらに、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を正孔輸送層形成室５３１に導入する。そして、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて、正孔注入層３３１を覆うように正孔輸送層３３２を形成する。正孔注入層３３１及び正孔輸送層３３２は、ＲＧＢ全ての画素１１０に共通して形成することができる。
【０１０４】
以上のようにして、被転写基板６２４に第１電極３１０、エッジカバー３２０、正孔注入層３３１、及び正孔輸送層３３２を形成することができる。なお、ここで、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４をローダー５４０に導入し、後述の有機ＥＬ層転写工程への待機をさせておく。
【０１０５】
＜有機ＥＬ層形成工程＞
ステップＳ２１、Ｓ３１，及びＳ４１に示す有機ＥＬ層形成工程では、転写基板６１５に有機ＥＬ層３３０の発光部分である発光層３３３を形成する。
【０１０６】
なお、赤色発光層３３３Ｒ、緑色発光層３３３Ｇ、及び青色発光層３３３Ｂのうち、赤色発光層３３３Ｒの形成について説明する。
【０１０７】
転写基板６１５は、例えば矩形の平板状のものであり、例えば、縦３００〜５０００ｍｍ、横３００〜５０００ｍｍ、及び厚さ０．５〜１０ｍｍである。転写基板６１５は、例えば、ガラス、石英などの無機材料；ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカルバゾール、ポリイミドなどのプラスチックで形成されている。
【０１０８】
まず、有機ＥＬ層形成部６１０において、転写基板６１５の表面に、例えばスパッタ法を用いて光−熱変換層（図示せず）を形成する。光−熱変換層は、例えば、カーボンブラック、黒鉛、クロム（Ｃｒ）やモリブデン（Ｍｏ）等の金属、それらの金属の合金、赤外線染料を熱硬化型エポキシ樹脂等の高分子材料に分散した有機膜等で形成されている。光−熱変換層は、例えば層厚が１００〜５００ｎｍである。光−熱変換層は、有機ＥＬ層転写工程において照射されたレーザ光を熱に変換する機能を有する。
【０１０９】
次に、図８（ａ）に示すように、転写基板６１５上に光−熱変換層を覆うようにして、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて、発光層３３３を形成する。発光層３３３が赤色発光層３３３Ｒのとき、赤色発光層３３３Ｒは、例えば、ジ（２−ナフチル）アントラセン（ＡＤＮ）と２，６−ビス［（４’−メトキシジフェニルアミノ）スチリル］−１，５−ジシアノナフタレン（ＢＳＮ）とを、抵抗加熱蒸着法によって１０：１の速度で共蒸着して形成する。このとき、赤色発光層３３３Ｒの層厚が例えば１０〜３００ｎｍとなるように形成する。また、発光層３３３が緑色発光層３３３Ｇのとき、緑色発光層３３３Ｇは、例えば、ＡＤＮとクマリン６とを、抵抗加熱蒸着法によって１００：２の速度で共蒸着して形成する。このとき、緑色発光層３３３Ｇの層厚が例えば１０〜３００ｎｍとなるように形成する。また、発光層３３３が青色発光層３３３Ｂのとき、青色発光層３３３Ｂは、例えば、ＡＤＮと４，４’−ビス［２−｛４−（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）フェニル｝ビニル］ビフェニル（ＤＰＡＶＢｉ）とを、抵抗加熱蒸着法によって１００：１の速度で共蒸着して形成する。このとき、青色発光層３３３Ｂの層厚が例えば１０〜３００ｎｍとなるように形成する。
【０１１０】
なお、発光層３３３の形成は、例えば、圧力は１×１０−４Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行うことが好ましく、１×１０−５Ｐａ以下で行うことがより好ましい。第１真空チャンバ６１１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。また、第１真空チャンバ６１１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、残渣除去工程において有機ＥＬ層３３０の構成材料が酸化されて完全に除去できなくなる問題が解決される。
【０１１１】
このようにして、赤色発光層３３３Ｒが形成された転写基板、緑色発光層３３３Ｇが形成された転写基板、青色発光層３３３Ｂが形成された転写基板がそれぞれ形成される。
【０１１２】
＜有機ＥＬ層転写工程＞
ステップＳ２２〜Ｓ２４、Ｓ３２〜Ｓ３４、及びＳ４２〜Ｓ４４に示す有機ＥＬ層転写工程では、初めに、赤色発光層３３３Ｒの転写（ステップＳ２２〜Ｓ２４）を行う。
【０１１３】
まず、図８（ｂ）に示すように、第１真空チャンバ６１１と第２真空チャンバ６２１との間のゲートバルブを開放して第２真空チャンバ６２１内に転写基板６１５を導入して転写基板セット部にセットすると共に、正孔輸送層形成室５３１と第２真空チャンバ６２１との間のゲートバルブを開放して第２真空チャンバ６２１内に被転写基板６２４を導入して被転写基板セット部にセットする。そして、転写基板可動部６２３及び被転写基板可動部６２５を調整し、上方の転写基板６１５と下方の被転写基板６２４とを重ね合わせる。このとき、図８（ｃ）に示すように、被転写基板６２４の最上面には正孔輸送層３３２が形成されている。また、転写基板６１５の上面には光−熱変換層が形成されていると共に下面には発光層３３３が形成されている。
【０１１４】
なお、このとき、第２真空チャンバ６２１内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第２真空チャンバ６２１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。また、第２真空チャンバ６２１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、残渣除去工程において有機ＥＬ層３３０の構成材料が酸化されて完全に除去できなくなる問題が解決される。
【０１１５】
また、第２真空チャンバ６２１内の圧力は、第１真空チャンバ６１１内の圧力との差が５×１０−４Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１×１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第１真空チャンバ６１１と第２真空チャンバ６２１との圧力の差が５×１０−４Ｐａ以下であって同程度の真空度となっているので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。
【０１１６】
被転写基板６２４には、上方に延びるように突出している突出部３２１が形成されている。そのため、転写基板６１５と被転写基板６２４とを重ね合わせても、突出部３２１がスペーサとして機能し、正孔輸送層３３２と転写基板６１５との間には一定幅の空間が形成されるので、正孔輸送層３３２に転写基板６１５が密着することがなく正孔輸送層３３２に傷が付くことがない。また、この基板間に形成された空間は、第２真空チャンバ６２１内の空間に通じているので、基板間に形成された空間の圧力は第２真空チャンバ６２１の圧力と常に一定に保たれる。換言すれば、第２真空チャンバ６２１の減圧時に基板間の空間も同様に減圧して真空にすることができるので、正孔輸送層３３２への水や酸素等の付着が起こらない。
【０１１７】
次いで、被転写基板６２４に付されたマーキングをアライメント装置６２６のカメラで感知し、被転写基板６２４とレーザ光源６２２との位置合わせを行う。そして、図９（ａ）に示すように、赤色の発光画素に対応した領域に、例えば波長が７５０〜１３００ｎｍ、及び幅が１０〜３００μｍの赤外レーザ光を照射して、転写基板６１５上の光−熱変換層に吸収させる。
【０１１８】
このとき、レーザ光が光−熱変換層に吸収されて得られる熱により、転写基板６１５上の発光層３３３の発光材料が昇華する。そして、昇華した発光材料が被転写基板６２４表面に到達すると共に冷却されて凝固し、固体の発光層として被転写基板６２４上に再現される。こうして、図９（ｂ）に示すように、被転写基板６２４上に設けられた正孔輸送層３３２の上に発光層３３３が転写される。
【０１１９】
赤色発光層３３３Ｒの転写が完了すると、緑色発光層３３３Ｇを転写する転写装置に被転写基板６２４を導入して、赤色発光層３３３Ｒの転写と同様に緑色発光層３３３Ｇの転写を行う。さらに、緑色発光層３３３Ｇの転写が完了すると、青色発光層３３３Ｂを転写する転写装置に被転写基板６２４を導入して、青色発光層３３３Ｂの転写を行う。なお、各発光層３３３の転写の順番はこの順に限定されない。
【０１２０】
＜第２電極等形成工程＞
続いて、ステップＳ５１において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を電子輸送層形成室７２０に導入し、赤色発光層３３３Ｒ、緑色発光層３３３Ｇ、及び青色発光層３３３Ｂを覆うように、電子輸送層３３４を形成する。電子輸送層３３４は、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。
【０１２１】
さらに、ステップＳ５２において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を電子注入層形成室７２１に導入し、電子輸送層３３４を覆うように、電子注入層３３５を形成する。電子注入層３３５は、例えば抵抗加熱蒸着法を用いて形成する。なお、電子輸送層３３４及び電子注入層３３５の形成は、例えば、圧力は１×１０−４Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行うことが好ましく、１×１０−５Ｐａ以下で行うことがより好ましい。ここで、第１電極３１０上に正孔注入層３３１、正孔輸送層３３２、発光層３３３、電子輸送層３３４、及び電子注入層３３５が積層された状態となり、有機ＥＬ層３３０が完成する。
【０１２２】
次に、ステップＳ５３において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を第２電極形成室７３０に導入し、上記形成した有機ＥＬ層３３０を覆うようにして、例えば電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法、スパッタ法、イオンプレーティング法、抵抗加熱蒸着法等によって第２電極３４０を形成する。第２電極３４０は、例えば、抵抗加熱蒸着法を用いてマグネシウム（Ｍｇ）と銀（Ａｇ）を１０：１の速度で共蒸着して１〜１０ｎｍの膜を成膜した後に、抵抗加熱蒸着法を用いて銀（Ａｇ）を蒸着して１〜１０ｎｍの膜を成膜することによって形成される。そして、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を保護膜形成室７３１に導入し、第２電極３４０上に保護膜３５０を形成する。このとき、有機ＥＬ層３３０に対して損傷を与えることがないように、成膜粒子のエネルギーが小さい方法、例えばイオンプレーティング法、電子ビーム共蒸着（ＥＢ）法等の物理蒸着法やＣＶＤ法によって成膜を行う。なお、第２電極３４０及び保護膜３５０の形成は、例えば、圧力は１×１０−４Ｐａ以下の圧力雰囲気下で行うことが好ましく、１×１０−５Ｐａ以下で行うことがより好ましい。
【０１２３】
最後に、ステップＳ５４において、適当なゲートバルブを開放して被転写基板６２４を封止装置７４０に導入し、保護膜３５０を形成した被転写基板６２４に、不活性ガス雰囲気下で熱硬化樹脂の接着剤を塗布したガラス封止部材を固着して熱硬化樹脂を硬化させ、被転写基板６２４を封止する。このときの熱硬化条件は、例えば、雰囲気温度が６０〜１２０℃、及び加熱時間が０．５〜３時間である。そして、公知の偏光板を設けることにより、フルカラー表示の有機ＥＬ表示装置１００を製造することができる。
【０１２４】
＜残渣除去工程＞
有機ＥＬ層転写工程で転写基板６１５上の発光層３３３を被転写基板６２４上に転写した後、ステップＳ２５，Ｓ３５，及びＳ４５に示すように、第２電極等形成工程とは独立に、転写基板６１５上に残った有機ＥＬ層３３０の残渣を除去する残渣除去工程を行う。
【０１２５】
有機ＥＬ層転写工程における有機ＥＬ層３３０の転写が終わると、第３真空チャンバ６３１内を真空ポンプで減圧して真空にし、第１真空チャンバ６１１と第３真空チャンバ６３１とを接続しているゲートバルブを開放して図９（ｃ）に示すように、転写基板６１５を第３真空チャンバ６３１内に導入する。このとき、第３チャンバ６３１内の圧力は１×１０−３Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１×１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第３真空チャンバ６３１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。また、第３真空チャンバ６３１内の圧力が１×１０−３Ｐａ以下であるので、残渣除去工程において有機ＥＬ層３３０の構成材料が酸化されて完全に除去できなくなる問題が解決される。
【０１２６】
そして、図１０（ａ）に示すように、転写基板６１５を転写基板セット部にセットした後、輻射線源６３２により輻射を行い、転写基板６１５上に残っている有機ＥＬ層３３０の残渣の除去を行う。熱輻射によって発光層３３３の残渣が全て昇華することにより、図１０（ｂ）に示すように、転写基板６１５上は発光層を形成する前と同じ状態となり、再利用可能である。なお、この転写基板６１５の再利用を行う場合は、転写基板６１５に加熱等の処理を行った後に、再び第１チャンバにセットして有機ＥＬ層３３０を形成してもよい。
【０１２７】
なお、第３真空チャンバ６３１内の圧力は、第１真空チャンバ６１１及び第２真空チャンバ６２１内の圧力との差が５×１０−４Ｐａ以下であることが好ましく、１×１０−４Ｐａ以下であることがより好ましく、１×１０−５Ｐａ以下であることがさらに好ましい。第１真空チャンバ６１１と第３真空チャンバ６３１，及び第２真空チャンバ６２１と第３真空チャンバ６３１の圧力の差がそれぞれ５×１０−４Ｐａ以下であって同程度ｃの真空度となっているので、有機ＥＬ層３３０の構成材料が劣化することにより有機ＥＬ素子の駆動電圧の上昇、発光効率の低下、寿命の低下等の問題が抑制される。
【０１２８】
なお、本実施形態では、有機ＥＬ層３３０のうち発光層３３３のみを転写により形成したが、本発明の適用対象は発光層３３３に限定されるものではなく、正孔注入層３３１、正孔輸送層３３２、電子輸送層３３４、電子注入層３３５等の形成においても本発明を適用することができる。
【０１２９】
以上説明した有機ＥＬ素子３００の製造方法によれば、有機ＥＬ層形成工程、有機ＥＬ層転写工程、及び残渣除去工程を真空中で行うので、有機ＥＬ層３３０へ水や酸素、埃等の異物の混入により有機ＥＬ層３３０が損傷を受けるのを阻止することができる。また、転写基板６１５が再利用可能であるので、製造コストを抑えて有機ＥＬ素子３００を製造することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１３０】
本発明は、有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬ層の転写装置について有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】有機ＥＬ表示装置の平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩにおける断面図である。
【図３】実施形態の有機ＥＬ表示装置の製造装置の概略図である。
【図４】実施形態の有機ＥＬ層の転写装置の有機ＥＬ層形成部を示す図である。
【図５】実施形態の有機ＥＬ層の転写装置の有機ＥＬ層転写部を示す図である。
【図６】実施形態の有機ＥＬ層の転写装置の残渣除去部を示す図である。
【図７】実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法のプロセスフロー図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す説明図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す説明図である。
【図１０】（ａ）及び（ｂ）は、実施形態の有機ＥＬ素子の製造方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１３２】
３００ 有機ＥＬ素子
３３０ 有機ＥＬ層
６００ 転写装置
６１１ 第１真空チャンバ
６１２ 蒸着源
６１５ 転写基板
６２１ 第２真空チャンバ
６２２ 第１照射源
６２４ 被転写基板
６３１ 第３真空チャンバ
６３４ 第２照射源
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写基板上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
上記有機ＥＬ層形成工程で有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて輻射線を照射することにより有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写する有機ＥＬ層転写工程と、
上記有機ＥＬ層転写工程で有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を輻射線を照射することにより除去する残渣除去工程と、
を備え、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をいずれも真空中で行うことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された有機ＥＬ素子の製造方法において、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程を１×１０−３Ｐａ以下で行うことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された有機ＥＬ素子の製造方法において、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をそれぞれ行うときの圧力の相互の差が５×１０−４Ｐａ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
転写基板上に有機ＥＬ層を形成するための蒸着源が設けられた第１真空チャンバと、
有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写するための輻射線を照射する第１照射源が設けられた第２真空チャンバと、
有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を除去するための輻射線を照射する第２照射源が設けられた第３真空チャンバと、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ層の転写装置。
【請求項５】
請求項４に記載された有機ＥＬ層の転写装置において、
上記第１照射源がレーザ光源であることを特徴とする有機ＥＬ層の転写装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された有機ＥＬ層の転写装置において、
上記第２照射源が熱源であることを特徴とする有機ＥＬ層の転写装置。
【請求項１】
転写基板上に有機ＥＬ層を形成する有機ＥＬ層形成工程と、
上記有機ＥＬ層形成工程で有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて輻射線を照射することにより有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写する有機ＥＬ層転写工程と、
上記有機ＥＬ層転写工程で有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を輻射線を照射することにより除去する残渣除去工程と、
を備え、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をいずれも真空中で行うことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載された有機ＥＬ素子の製造方法において、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程を１×１０−３Ｐａ以下で行うことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載された有機ＥＬ素子の製造方法において、
上記有機ＥＬ層形成工程、上記有機ＥＬ層転写工程、及び上記残渣除去工程をそれぞれ行うときの圧力の相互の差が５×１０−４Ｐａ以下であることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項４】
転写基板上に有機ＥＬ層を形成するための蒸着源が設けられた第１真空チャンバと、
有機ＥＬ層を形成した転写基板の有機ＥＬ層側に被転写基板を重ね合わせて有機ＥＬ層を転写基板から被転写基板に転写するための輻射線を照射する第１照射源が設けられた第２真空チャンバと、
有機ＥＬ層を被転写基板に転写した後の転写基板に残った残渣を除去するための輻射線を照射する第２照射源が設けられた第３真空チャンバと、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ層の転写装置。
【請求項５】
請求項４に記載された有機ＥＬ層の転写装置において、
上記第１照射源がレーザ光源であることを特徴とする有機ＥＬ層の転写装置。
【請求項６】
請求項４又は５に記載された有機ＥＬ層の転写装置において、
上記第２照射源が熱源であることを特徴とする有機ＥＬ層の転写装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−１２３４７４（Ｐ２０１０−１２３４７４Ａ）
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９７６９７（Ｐ２００８−２９７６９７）
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月３日（２０１０．６．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２１日（２００８．１１．２１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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