有機ＥＬ装置の製造方法
【課題】発光効率を改善することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供する。
【解決手段】画素電極を形成する工程と、第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を供給する工程と、前記混合材料に含まれる前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で前記混合材料を加熱する工程と、昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【解決手段】画素電極を形成する工程と、第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を供給する工程と、前記混合材料に含まれる前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で前記混合材料を加熱する工程と、昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子は、正孔注入電極（陽極）から正孔を注入するとともに、電子注入電極（陰極）から電子を注入し、発光層で正孔と電子とを再結合させて発光を得るものである。フルカラー表示を得るためには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する画素を構成する必要がある。赤、緑、青の各画素を構成する有機ＥＬ素子の発光層には、赤色、緑色、青色といったそれぞれ異なる発光スペクトルで発光する発光材料を塗り分ける必要がある。このような発光材料を塗り分ける方法として、真空蒸着法がある。このような真空蒸着法によって低分子系の有機ＥＬ材料を成膜する場合、各色の画素毎に開口した金属性のファインマスクを用いてそれぞれ独立にマスク蒸着する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５７９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発光効率を改善することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
画素電極を形成する工程と、第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を供給する工程と、前記混合材料に含まれる前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で前記混合材料を加熱する工程と、昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
画素電極を形成した処理基板をチャンバ内に取り付ける工程と、第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を加熱室に供給する工程と、前記加熱室から前記処理基板に向かう流路を閉鎖した状態で前記加熱室に供給された前記混合材料を加熱する工程と、前記第１有機材料及び前記第２有機材料がともに昇華した状態で前記流路を開放する工程と、昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
画素電極を形成する工程と、ドーパント材料を含む第１材料を供給する工程と、前記第１材料を加熱する工程と、昇華した前記第１材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、前記第１材料よりもドーパント材料の濃度が低い第２材料を供給する工程と、前記第２材料を加熱する工程と、昇華した前記第２材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光効率を改善することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態における有機ＥＬ装置の有機ＥＬ素子の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ装置を製造するための製造装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態における第１の有機ＥＬ装置の製造方法において、混合材料を加熱する温度と、加熱によって昇華した混合材料を用いて発光層を形成した有機ＥＬ素子を発光させた際に得られる色度との測定結果を示す図である。
【図４】図４は、第１の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１サンプル及び第２サンプルについて混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【図５】図５は、第１の有機ＥＬ装置の製造方法において、第３サンプル及び第４サンプルについて混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【図６】図６は、この第２の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１材料及び第２材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【図７】図７は、この第３の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１材料及び第２材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態における有機ＥＬ装置の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの構成を模式的に示す図である。
【００１３】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥ、画素電極ＰＥの上に配置されたホール輸送層ＨＴＬ、ホール輸送層ＨＴＬの上に配置された発光層ＥＭＬ、発光層ＥＭＬの上に配置された電子輸送層ＥＴＬ、電子輸送層ＥＴＬの上に配置された対向電極ＣＥなどを備えて構成されている。
【００１４】
画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。このような画素電極ＰＥの構造については、特に制限はなく、反射層単層構造、透過層単層構造、あるいは、反射層の上に透過層が積層された２層構造であっても良いし、さらには、３層以上の積層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成可能である。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する酸化物導電材料などの導電材料によって形成可能である。
【００１５】
ホール輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、及び、電子輸送層ＥＴＬは、有機材料を用いて形成されている。発光層ＥＭＬは、複数の有機材料を混合した混合材料を用いて形成されている。このような発光層ＥＭＬは、例えば、ドーパント材料及びホスト材料を含んでいる。なお、発光層ＥＭＬは、蛍光材料によって形成されていても良いし、燐光材料によって形成されていても良い。
【００１６】
対向電極ＣＥは、例えば、陰極に相当する。このような対向電極ＣＥの構造については、特に制限はなく、透過層単層構造、半透過層単層構造、あるいは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良い。半透過層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。
【００１７】
なお、画素電極ＰＥとホール輸送層ＨＴＬとの間にホール注入層を追加しても良いし、電子輸送層ＥＴＬと対向電極ＣＥとの間に電子注入層を追加しても良いし、さらに他の層を追加しても良い。
【００１８】
次に、上述した有機ＥＬ装置を製造するための製造装置について説明する。ここでは、特に、発光層ＥＭＬを製造するための製造装置について説明する。
【００１９】
図２は、有機ＥＬ装置の製造装置１の構成を概略的に示す図である。
【００２０】
すなわち、製造装置１は、チャンバ２、チャンバ２の内部に処理基板ＳＵＢを取り付けるホルダー３、発光層ＥＭＬを形成するための混合材料を供給する材料供給部４、材料供給部４から供給された混合材料を加熱する図示しないヒータなどを備えた加熱室５、材料供給部４と加熱室５との間に設けられたシャッター６、加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間に設けられたバルブ７などを備えて構成されている。シャッター６は、材料供給部４から加熱室５への混合材料の供給及び供給停止を制御する。バルブ７は、加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間の流路８の閉鎖及び開放を制御する。
【００２１】
このような製造装置１においては、材料供給部４から加熱室５に供給された混合材料が加熱され、混合材料を昇華させ、昇華した混合材料を処理基板ＳＵＢの表面に蒸着させる。なお、処理基板ＳＵＢは、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬが形成済みであり、ホール輸送層ＨＴＬが形成された面を、昇華した混合材料が供給される側に向けて取り付けられる。つまり、ホール輸送層ＨＴＬが形成された面は、処理基板ＳＵＢの表面に相当し、昇華した混合材料が蒸着される画素電極ＰＥの上方の面に相当する。
【００２２】
次に、上記した製造装置１における第１の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００２３】
なお、以下に説明する例では、材料供給部４には、ホスト材料である第１有機材料及びドーパント材料である第２有機材料を含む混合材料が収容されている。第２有機材料が昇華する温度は、第１有機材料が昇華する温度よりも高い。本実施形態においては、有機材料が昇華する温度を、以下『昇華温度』と称する。例えば、第１有機材料の昇華温度が２７０℃であるのに対して、第２有機材料の昇華温度は３７０℃である。
【００２４】
まず、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬを形成済みの処理基板ＳＵＢをチャンバ２の内部のホルダー３に取り付ける。その後、シャッター６が開放され、材料供給部４から加熱室５に混合材料が供給される。加熱室５では、混合材料に含まれる有機材料のそれぞれの昇華温度のうち、最も高い昇華温度よりも５０℃以上高い温度で混合材料を加熱する。混合材料が上記した第１有機材料及び第２有機材料からなる場合には、加熱室５では、第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で混合材料を加熱する。つまり、加熱室５における加熱温度は４２０℃以上に設定される。このような混合材料の加熱により、第１有機材料及び第２有機材料が昇華し、開放された流路８を介して昇華した混合材料が処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した混合材料が蒸着される。これにより、発光層ＥＭＬが形成される。
【００２５】
その後、発光層ＥＭＬの上に電子輸送層ＥＴＬなどが形成された後、電子輸送層ＥＴＬの上に対向電極ＣＥが形成される。
【００２６】
上述した第１の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、混合材料に含まれる第１有機材料及び第２有機材料の昇華が略同時に開始されるため、ホスト材料である第１有機材料中のドーパント材料である第２有機材料が略均一に分布した発光層ＥＭＬを形成することが可能となる。このため、ドーパント材料の分布に偏りが生じた発光層と比較して、電子・ホールの注入量のバランスが改善され、発光効率を改善することが可能となる。
【００２７】
以下に、加熱室５における加熱温度について説明する。
【００２８】
ここでは、昇華温度が２７０℃である第１有機材料（ホスト材料）、及び、昇華温度が３７０℃である第２有機材料（ドーパント材料）を混合した混合材料を加熱室５に供給し、加熱室５で昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、色度を測定した。なお、第２有機材料としては、発光色が主として緑色波長である材料を適用した。
【００２９】
図３は、この測定結果を示す。この図において、横軸は加熱室５における混合材料の加熱温度（℃）であり、縦軸は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光させた際に得られた色度（Ｇｙ）である。色度Ｇｙとは、色度座標上のＹ座標の値である。
【００３０】
図示したように、加熱温度を約３５０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第１サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．５付近であった。
【００３１】
加熱温度を約３８０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第２サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．６付近であった。
【００３２】
加熱温度を約４２０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第３サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．６６付近であった。
【００３３】
加熱温度を約４５０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第４サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．６６付近であった。
【００３４】
ここの結果に示したように、第１サンプル及び第２サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、緑色として所望の色度が得られなかった。一方で、混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度（３７０℃）より５０℃以上高い温度で混合材料を加熱した第３サンプル及び第４サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、緑色として所望の色度が得られることが確認された。
【００３５】
図４は、第１サンプル及び第２サンプルにおいて、混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【００３６】
混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも十分に高い温度で加熱しなかった場合、第１有機材料及び第２有機材料の質量差及び昇華温度の差により、昇華開始のタイミングがずれる。ここに示したモデルでは、図中にＨで示した第１有機材料の昇華温度がＤで示した第２有機材料の昇華温度よりも１００℃程度低いため、第１有機材料の昇華が第２有機材料の昇華よりも先行して開始される。また、第１有機材料の質量は、第２有機材料の質量よりも軽い。このため、発光層ＥＭＬの蒸着を開始した直後のタイミングでは第１有機材料のみが昇華し、次第に第１有機材料に第２有機材料が混ざって昇華し、さらに、第１有機材料の昇華が終了した後には第２有機材料のみが昇華する。
【００３７】
このようなモデルによれば、発光層ＥＭＬにおいて、ホール輸送層ＨＴＬの側から電子輸送層ＥＴＬの側に向かうにしたがって、第１有機材料中の第２有機材料の分布が増加する。なお、ホール輸送層ＨＴＬの近傍では、主として第１有機材料が形成され、電子輸送層ＥＴＬの近傍では、主として第２有機材料が形成される。このように、発光層ＥＭＬにおいて、第２有機材料の分布に着目すると、電子輸送層ＥＴＬの側に偏って分布している。このため、発光層ＥＭＬにおいて、電子・ホールの注入量のバランスが崩れ、発光効率の低下を招く。
【００３８】
図５は、第３サンプル及び第４サンプルにおいて、混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【００３９】
混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度で加熱した場合、図４に示したモデルと比較して、第２有機材料の昇華開始のタイミングが早まる。このため、発光層ＥＭＬの蒸着を開始した直後のタイミングでは、第１有機材料及び第２有機材料が略同時に昇華を開始し、その後、第１有機材料及び第２有機材料が略同時に昇華を終了する。
【００４０】
このようなモデルによれば、発光層ＥＭＬにおいて、第１有機材料中の第２有機材料の分布は略均一化される。このような発光層ＥＭＬにおいては、図４に示したモデルと比較して、電子・ホールの注入量のバランスが改善されるため、発光効率が改善する。
【００４１】
上述した例では、第２有機材料として発光色が主として緑色波長である材料を適用した場合について説明したが、発明者の検討結果によれば、他の色、例えば発光色が主として赤色波長である材料を適用した場合や、発光色が主として青色波長である材料を適用した場合においても、第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度で加熱して昇華させた場合に、所望の色度が得られることが確認された。
【００４２】
例えば、第２有機材料として発光色が主として赤色波長である材料の一例として、昇華温度が３５０℃の材料を適用した場合、３５０℃＋５０℃の温度で加熱して昇華させることにより、色度Ｒｙ＝０．３４が得られた。
【００４３】
例えば、第２有機材料として発光色が主として青色波長である材料の一例として、昇華温度が３００℃の材料を適用した場合、３００℃＋５０℃の温度で加熱して昇華させることにより、色度Ｂｙ＝０．１２が得られた。
【００４４】
なお、本実施形態において、主波長が５９５ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲を第１波長範囲と定義し、この第１波長範囲内にある色を赤色とする。また、主波長が４９０ｎｍより長く且つ５９５ｎｍよりも短い範囲を第２波長範囲と定義し、この第２波長範囲内にある色を緑色とする。さらに、主波長が４００ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲を第３波長範囲と定義し、この第３波長範囲内にある色を青色とする。
【００４５】
次に、上記した製造装置１における第２の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００４６】
まず、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬを形成済みの処理基板ＳＵＢをチャンバ２の内部のホルダー３に取り付ける。その後、シャッター６が開放され、材料供給部４から加熱室５に混合材料が供給される。この時点では、バルブ７により加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間の流路８は閉鎖されている。
【００４７】
加熱室５では、材料供給部４から供給された混合材料を加熱する。このような混合材料の加熱により、第１有機材料及び第２有機材料が昇華する。バルブ７によって流路８が閉鎖された状態では、混合材料の昇華に伴って加熱室５の内部の圧力が高くなることを回避するため、加熱室５に逆止弁を介して排気口が接続されていることが望ましい。
【００４８】
加熱室５において、混合材料を加熱し始めてから第１期間は、流路８が閉鎖されている。この第１期間は、混合材料のうちの一部の有機材料が主として昇華しており、例えば、主として第１有機材料が第２有機材料よりも先行して昇華している期間に相当する。
【００４９】
このような第１期間経過後、混合材料の第１有機材料及び第２有機材料がともに昇華したタイミングで、バルブ７により流路８を開放する。これにより、加熱室５から昇華した混合材料が流路８を介して処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した混合材料が蒸着される。
【００５０】
流路８が開放されてから第２期間経過後は、バルブ７により流路８を閉鎖する。この第２期間は、混合材料のうちの一部の有機材料が主として昇華しており、例えば、加熱室５に供給された混合材料に含まれる第１有機材料の昇華が終了し、主として第２有機材料が昇華している期間に相当する。
【００５１】
バルブ７は、少なくとも第２有機材料の昇華が終了するまでの第３期間が経過するまで流路８を閉鎖する。
【００５２】
これにより、発光層ＥＭＬが形成される。
【００５３】
その後、発光層ＥＭＬの上に電子輸送層ＥＴＬなどが形成された後、電子輸送層ＥＴＬの上に対向電極ＣＥが形成される。
【００５４】
図６は、この第２の有機ＥＬ装置の製造方法において、混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。この図６において、Ｈは第１有機材料の昇華量の時間的変化を示し、Ｄは第２有機材料の昇華量の時間的変化を示している。
【００５５】
ここに示したモデルは、図４に示したモデルと同様であり、第１有機材料の昇華が第２有機材料の昇華よりも先行して開始される。すなわち、混合材料の加熱を開始した直後のタイミングでは主として第１有機材料のみが昇華し、次第に第１有機材料に第２有機材料が混ざって昇華し、さらに、第１有機材料の昇華が終了した後には第２有機材料のみが昇華する。
【００５６】
このようなモデルにおいて、混合材料の加熱を開始し第１有機材料の昇華が開始されてから第２有機材料の昇華が開始されるまでの期間が、上記の第１期間Ｔ１に相当する。この第１期間Ｔ１では、流路８が閉鎖されているため、処理基板ＳＵＢには、昇華した第１有機材料が供給されることはない。
【００５７】
第１期間Ｔ１が経過したタイミングでバルブ７により流路８が開放される。第２有機材料の昇華が開始されてから第１有機材料の昇華が終了するまでの期間が、上記の第２期間Ｔ２に相当する。この第２期間Ｔ２では、処理基板ＳＵＢには、昇華した第１有機材料及び第２有機材料が供給される。
【００５８】
第２期間Ｔ２が経過したタイミングでバルブ７により流路８が閉鎖される。第１有機材料の昇華が終了してから第２有機材料の昇華が終了するまでの期間が、上記の第３期間Ｔ３に相当する。この第３期間Ｔ３では、処理基板ＳＵＢには、昇華した第２有機材料が供給されることはない。
【００５９】
上述した第２の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間の流路８の開閉を制御するバルブ７の操作により、混合材料に含まれる第１有機材料及び第２有機材料が昇華した状態で流路８を開放し、主として第１有機材料のみが昇華した状態、及び、主として第２有機材料のみが昇華した状態では流路８を閉鎖している。このため、ホスト材料である第１有機材料中のドーパント材料である第２有機材料が略均一に分布した発光層ＥＭＬを形成することが可能となる。したがって、第１の製造方法で得られた有機ＥＬ素子と同様に、発光効率を改善することが可能となる。
【００６０】
この第２の有機ＥＬ装置の製造方法では、加熱室５における混合材料の加熱温度は、第１有機材料及び第２有機材料を昇華可能な温度であれば特に制限はないが、第１の製造方法で説明したように、混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度に設定されても良い。
【００６１】
次に、上記した製造装置１における第３の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００６２】
まず、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬを形成済みの処理基板ＳＵＢをチャンバ２の内部のホルダー３に取り付ける。その後、シャッター６が開放され、材料供給部４から加熱室５に第１材料が供給される。この第１材料は、少なくともドーパント材料である第２有機材料を含んでいる。なお、この第１材料は、第２有機材料のみの材料であっても良いし、第１有機材料と第２有機材料の混合材料であり且つ混合材料中の第２有機材料の濃度が比較的高濃度である材料であっても良い。
【００６３】
加熱室５では、材料供給部４から供給された第１材料を加熱する。このような第１材料の加熱により、第１材料が昇華し、開放された流路８を介して昇華した第１材料が処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した第１材料が蒸着される。
【００６４】
続いて、材料供給部４から加熱室５に第２材料が供給される。この第２材料は、ホスト材料である第１有機材料及びドーパント材料である第２有機材料を含んだ混合材料である。なお、この第２材料については、混合材料中の第２有機材料の濃度が比較的低濃度であり、第１材料を混合材料とした場合の混合材料中の第２有機材料の濃度より低い。
【００６５】
加熱室５では、材料供給部４から供給された第２材料を加熱する。このような第２材料の加熱により、第２材料が昇華し、開放された流路８を介して昇華した第２材料が処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した第２材料が蒸着される。これにより、発光層ＥＭＬが形成される。
【００６６】
その後、発光層ＥＭＬの上に電子輸送層ＥＴＬなどが形成された後、電子輸送層ＥＴＬの上に対向電極ＣＥが形成される。
【００６７】
図７は、この第３の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１材料及び第２材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【００６８】
ここに示したモデルは、第１材料はドーパント材料である第２有機材料のみの材料であり、第２材料は、ホスト材料である第１有機材料及びドーパント材料である第２有機材料の２種類の有機材料を含んだ混合材料であり、第１材料は、第２材料と異なるタイミングで加熱室５に供給される。
【００６９】
この図７において、第１材料は時刻Ａのタイミングで加熱室５に供給され、第２材料は時刻Ｂのタイミングで加熱室５に供給される。また、この図において、Ｄ１は第１材料の第２有機材料の昇華量の時間的変化を示し、Ｈは第２材料の第１有機材料の昇華量の時間的変化を示し、Ｄ２は第２材料の第２有機材料の昇華量の時間的変化を示している。
【００７０】
ここに示したモデルでは、まず、第１材料の加熱を開始した直後のタイミングにおいて、第２有機材料のみが昇華する。その後、第２材料の加熱を開始した直後のタイミングにおいて、第１有機材料の昇華が第２有機材料の昇華よりも先行して開始される。その後、次第に第１有機材料に第２有機材料が混ざって昇華し、さらに、第１有機材料の昇華が終了した後には第２有機材料のみが昇華する。
【００７１】
上述した第３の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、発光層ＥＭＬにおいて、その略全体にわたって、ホスト材料である第１有機材料中にドーパント材料である第２有機材料が混合した領域を形成することが可能となる。したがって、第１の製造方法で得られた有機ＥＬ素子と同様に、発光効率を改善することが可能となる。
【００７２】
この第３の有機ＥＬ装置の製造方法では、加熱室５における混合材料の加熱温度は、第１有機材料及び第２有機材料を昇華可能な温度であれば特に制限はないが、第１の製造方法で説明したように、混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度に設定されても良い。
【００７３】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００７４】
本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどに利用可能である。
【００７５】
また、本実施形態は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが反射層を含むトップエミッションタイプであっても良いし、反射層を含まないボトムエミッションタイプであっても良い。
【００７６】
さらに、本実施形態では、混合材料がホスト材料である第１有機材料とドーパント材料である第２有機材料を混合した材料である場合について説明したが、２種類以上のドーパント材料を混合した材料であっても良い。
【符号の説明】
【００７７】
ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＥＭＬ…発光層 ＣＥ…対向電極
１…製造装置
２…チャンバ
３…ホルダー
４…材料供給部
５…加熱室
６…シャッター
７…バルブ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自発光型で、高速応答、広視野角、高コントラストの特徴を有し、かつ、更に薄型軽量化が可能な有機エレクトロルミネセンス（ＥＬ）素子を用いた表示装置の開発が盛んに行われている。
【０００３】
この有機ＥＬ素子は、正孔注入電極（陽極）から正孔を注入するとともに、電子注入電極（陰極）から電子を注入し、発光層で正孔と電子とを再結合させて発光を得るものである。フルカラー表示を得るためには、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）にそれぞれ発光する画素を構成する必要がある。赤、緑、青の各画素を構成する有機ＥＬ素子の発光層には、赤色、緑色、青色といったそれぞれ異なる発光スペクトルで発光する発光材料を塗り分ける必要がある。このような発光材料を塗り分ける方法として、真空蒸着法がある。このような真空蒸着法によって低分子系の有機ＥＬ材料を成膜する場合、各色の画素毎に開口した金属性のファインマスクを用いてそれぞれ独立にマスク蒸着する方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５７９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、発光効率を改善することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一態様によれば、
画素電極を形成する工程と、第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を供給する工程と、前記混合材料に含まれる前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で前記混合材料を加熱する工程と、昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【０００７】
本発明の他の態様によれば、
画素電極を形成した処理基板をチャンバ内に取り付ける工程と、第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を加熱室に供給する工程と、前記加熱室から前記処理基板に向かう流路を閉鎖した状態で前記加熱室に供給された前記混合材料を加熱する工程と、前記第１有機材料及び前記第２有機材料がともに昇華した状態で前記流路を開放する工程と、昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【０００８】
本発明の他の態様によれば、
画素電極を形成する工程と、ドーパント材料を含む第１材料を供給する工程と、前記第１材料を加熱する工程と、昇華した前記第１材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、前記第１材料よりもドーパント材料の濃度が低い第２材料を供給する工程と、前記第２材料を加熱する工程と、昇華した前記第２材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、発光効率を改善することが可能な有機ＥＬ装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本実施形態における有機ＥＬ装置の有機ＥＬ素子の構成を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示した有機ＥＬ装置を製造するための製造装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図３は、本実施形態における第１の有機ＥＬ装置の製造方法において、混合材料を加熱する温度と、加熱によって昇華した混合材料を用いて発光層を形成した有機ＥＬ素子を発光させた際に得られる色度との測定結果を示す図である。
【図４】図４は、第１の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１サンプル及び第２サンプルについて混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【図５】図５は、第１の有機ＥＬ装置の製造方法において、第３サンプル及び第４サンプルについて混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【図６】図６は、この第２の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１材料及び第２材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【図７】図７は、この第３の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１材料及び第２材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の一態様について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１２】
図１は、本実施形態における有機ＥＬ装置の有機ＥＬ素子ＯＬＥＤの構成を模式的に示す図である。
【００１３】
有機ＥＬ素子ＯＬＥＤは、画素電極ＰＥ、画素電極ＰＥの上に配置されたホール輸送層ＨＴＬ、ホール輸送層ＨＴＬの上に配置された発光層ＥＭＬ、発光層ＥＭＬの上に配置された電子輸送層ＥＴＬ、電子輸送層ＥＴＬの上に配置された対向電極ＣＥなどを備えて構成されている。
【００１４】
画素電極ＰＥは、例えば陽極に相当する。このような画素電極ＰＥの構造については、特に制限はなく、反射層単層構造、透過層単層構造、あるいは、反射層の上に透過層が積層された２層構造であっても良いし、さらには、３層以上の積層構造であっても良い。反射層は、例えば、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの光反射性を有する導電材料によって形成可能である。透過層は、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）、インジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する酸化物導電材料などの導電材料によって形成可能である。
【００１５】
ホール輸送層ＨＴＬ、発光層ＥＭＬ、及び、電子輸送層ＥＴＬは、有機材料を用いて形成されている。発光層ＥＭＬは、複数の有機材料を混合した混合材料を用いて形成されている。このような発光層ＥＭＬは、例えば、ドーパント材料及びホスト材料を含んでいる。なお、発光層ＥＭＬは、蛍光材料によって形成されていても良いし、燐光材料によって形成されていても良い。
【００１６】
対向電極ＣＥは、例えば、陰極に相当する。このような対向電極ＣＥの構造については、特に制限はなく、透過層単層構造、半透過層単層構造、あるいは、半透過層及び透過層が積層された２層構造であっても良い。半透過層は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）・銀（Ａｇ）などの導電材料によって形成されている。
【００１７】
なお、画素電極ＰＥとホール輸送層ＨＴＬとの間にホール注入層を追加しても良いし、電子輸送層ＥＴＬと対向電極ＣＥとの間に電子注入層を追加しても良いし、さらに他の層を追加しても良い。
【００１８】
次に、上述した有機ＥＬ装置を製造するための製造装置について説明する。ここでは、特に、発光層ＥＭＬを製造するための製造装置について説明する。
【００１９】
図２は、有機ＥＬ装置の製造装置１の構成を概略的に示す図である。
【００２０】
すなわち、製造装置１は、チャンバ２、チャンバ２の内部に処理基板ＳＵＢを取り付けるホルダー３、発光層ＥＭＬを形成するための混合材料を供給する材料供給部４、材料供給部４から供給された混合材料を加熱する図示しないヒータなどを備えた加熱室５、材料供給部４と加熱室５との間に設けられたシャッター６、加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間に設けられたバルブ７などを備えて構成されている。シャッター６は、材料供給部４から加熱室５への混合材料の供給及び供給停止を制御する。バルブ７は、加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間の流路８の閉鎖及び開放を制御する。
【００２１】
このような製造装置１においては、材料供給部４から加熱室５に供給された混合材料が加熱され、混合材料を昇華させ、昇華した混合材料を処理基板ＳＵＢの表面に蒸着させる。なお、処理基板ＳＵＢは、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬが形成済みであり、ホール輸送層ＨＴＬが形成された面を、昇華した混合材料が供給される側に向けて取り付けられる。つまり、ホール輸送層ＨＴＬが形成された面は、処理基板ＳＵＢの表面に相当し、昇華した混合材料が蒸着される画素電極ＰＥの上方の面に相当する。
【００２２】
次に、上記した製造装置１における第１の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００２３】
なお、以下に説明する例では、材料供給部４には、ホスト材料である第１有機材料及びドーパント材料である第２有機材料を含む混合材料が収容されている。第２有機材料が昇華する温度は、第１有機材料が昇華する温度よりも高い。本実施形態においては、有機材料が昇華する温度を、以下『昇華温度』と称する。例えば、第１有機材料の昇華温度が２７０℃であるのに対して、第２有機材料の昇華温度は３７０℃である。
【００２４】
まず、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬを形成済みの処理基板ＳＵＢをチャンバ２の内部のホルダー３に取り付ける。その後、シャッター６が開放され、材料供給部４から加熱室５に混合材料が供給される。加熱室５では、混合材料に含まれる有機材料のそれぞれの昇華温度のうち、最も高い昇華温度よりも５０℃以上高い温度で混合材料を加熱する。混合材料が上記した第１有機材料及び第２有機材料からなる場合には、加熱室５では、第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で混合材料を加熱する。つまり、加熱室５における加熱温度は４２０℃以上に設定される。このような混合材料の加熱により、第１有機材料及び第２有機材料が昇華し、開放された流路８を介して昇華した混合材料が処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した混合材料が蒸着される。これにより、発光層ＥＭＬが形成される。
【００２５】
その後、発光層ＥＭＬの上に電子輸送層ＥＴＬなどが形成された後、電子輸送層ＥＴＬの上に対向電極ＣＥが形成される。
【００２６】
上述した第１の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、混合材料に含まれる第１有機材料及び第２有機材料の昇華が略同時に開始されるため、ホスト材料である第１有機材料中のドーパント材料である第２有機材料が略均一に分布した発光層ＥＭＬを形成することが可能となる。このため、ドーパント材料の分布に偏りが生じた発光層と比較して、電子・ホールの注入量のバランスが改善され、発光効率を改善することが可能となる。
【００２７】
以下に、加熱室５における加熱温度について説明する。
【００２８】
ここでは、昇華温度が２７０℃である第１有機材料（ホスト材料）、及び、昇華温度が３７０℃である第２有機材料（ドーパント材料）を混合した混合材料を加熱室５に供給し、加熱室５で昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、色度を測定した。なお、第２有機材料としては、発光色が主として緑色波長である材料を適用した。
【００２９】
図３は、この測定結果を示す。この図において、横軸は加熱室５における混合材料の加熱温度（℃）であり、縦軸は有機ＥＬ素子ＯＬＥＤを発光させた際に得られた色度（Ｇｙ）である。色度Ｇｙとは、色度座標上のＹ座標の値である。
【００３０】
図示したように、加熱温度を約３５０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第１サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．５付近であった。
【００３１】
加熱温度を約３８０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第２サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．６付近であった。
【００３２】
加熱温度を約４２０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第３サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．６６付近であった。
【００３３】
加熱温度を約４５０℃に設定した場合に、昇華した混合材料によって発光層ＥＭＬを形成した第４サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについて、発光させたときに得られた発光色の色度は０．６６付近であった。
【００３４】
ここの結果に示したように、第１サンプル及び第２サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、緑色として所望の色度が得られなかった。一方で、混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度（３７０℃）より５０℃以上高い温度で混合材料を加熱した第３サンプル及び第４サンプルの有機ＥＬ素子ＯＬＥＤについては、緑色として所望の色度が得られることが確認された。
【００３５】
図４は、第１サンプル及び第２サンプルにおいて、混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【００３６】
混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも十分に高い温度で加熱しなかった場合、第１有機材料及び第２有機材料の質量差及び昇華温度の差により、昇華開始のタイミングがずれる。ここに示したモデルでは、図中にＨで示した第１有機材料の昇華温度がＤで示した第２有機材料の昇華温度よりも１００℃程度低いため、第１有機材料の昇華が第２有機材料の昇華よりも先行して開始される。また、第１有機材料の質量は、第２有機材料の質量よりも軽い。このため、発光層ＥＭＬの蒸着を開始した直後のタイミングでは第１有機材料のみが昇華し、次第に第１有機材料に第２有機材料が混ざって昇華し、さらに、第１有機材料の昇華が終了した後には第２有機材料のみが昇華する。
【００３７】
このようなモデルによれば、発光層ＥＭＬにおいて、ホール輸送層ＨＴＬの側から電子輸送層ＥＴＬの側に向かうにしたがって、第１有機材料中の第２有機材料の分布が増加する。なお、ホール輸送層ＨＴＬの近傍では、主として第１有機材料が形成され、電子輸送層ＥＴＬの近傍では、主として第２有機材料が形成される。このように、発光層ＥＭＬにおいて、第２有機材料の分布に着目すると、電子輸送層ＥＴＬの側に偏って分布している。このため、発光層ＥＭＬにおいて、電子・ホールの注入量のバランスが崩れ、発光効率の低下を招く。
【００３８】
図５は、第３サンプル及び第４サンプルにおいて、混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【００３９】
混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度で加熱した場合、図４に示したモデルと比較して、第２有機材料の昇華開始のタイミングが早まる。このため、発光層ＥＭＬの蒸着を開始した直後のタイミングでは、第１有機材料及び第２有機材料が略同時に昇華を開始し、その後、第１有機材料及び第２有機材料が略同時に昇華を終了する。
【００４０】
このようなモデルによれば、発光層ＥＭＬにおいて、第１有機材料中の第２有機材料の分布は略均一化される。このような発光層ＥＭＬにおいては、図４に示したモデルと比較して、電子・ホールの注入量のバランスが改善されるため、発光効率が改善する。
【００４１】
上述した例では、第２有機材料として発光色が主として緑色波長である材料を適用した場合について説明したが、発明者の検討結果によれば、他の色、例えば発光色が主として赤色波長である材料を適用した場合や、発光色が主として青色波長である材料を適用した場合においても、第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度で加熱して昇華させた場合に、所望の色度が得られることが確認された。
【００４２】
例えば、第２有機材料として発光色が主として赤色波長である材料の一例として、昇華温度が３５０℃の材料を適用した場合、３５０℃＋５０℃の温度で加熱して昇華させることにより、色度Ｒｙ＝０．３４が得られた。
【００４３】
例えば、第２有機材料として発光色が主として青色波長である材料の一例として、昇華温度が３００℃の材料を適用した場合、３００℃＋５０℃の温度で加熱して昇華させることにより、色度Ｂｙ＝０．１２が得られた。
【００４４】
なお、本実施形態において、主波長が５９５ｎｍ乃至８００ｎｍの範囲を第１波長範囲と定義し、この第１波長範囲内にある色を赤色とする。また、主波長が４９０ｎｍより長く且つ５９５ｎｍよりも短い範囲を第２波長範囲と定義し、この第２波長範囲内にある色を緑色とする。さらに、主波長が４００ｎｍ乃至４９０ｎｍの範囲を第３波長範囲と定義し、この第３波長範囲内にある色を青色とする。
【００４５】
次に、上記した製造装置１における第２の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００４６】
まず、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬを形成済みの処理基板ＳＵＢをチャンバ２の内部のホルダー３に取り付ける。その後、シャッター６が開放され、材料供給部４から加熱室５に混合材料が供給される。この時点では、バルブ７により加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間の流路８は閉鎖されている。
【００４７】
加熱室５では、材料供給部４から供給された混合材料を加熱する。このような混合材料の加熱により、第１有機材料及び第２有機材料が昇華する。バルブ７によって流路８が閉鎖された状態では、混合材料の昇華に伴って加熱室５の内部の圧力が高くなることを回避するため、加熱室５に逆止弁を介して排気口が接続されていることが望ましい。
【００４８】
加熱室５において、混合材料を加熱し始めてから第１期間は、流路８が閉鎖されている。この第１期間は、混合材料のうちの一部の有機材料が主として昇華しており、例えば、主として第１有機材料が第２有機材料よりも先行して昇華している期間に相当する。
【００４９】
このような第１期間経過後、混合材料の第１有機材料及び第２有機材料がともに昇華したタイミングで、バルブ７により流路８を開放する。これにより、加熱室５から昇華した混合材料が流路８を介して処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した混合材料が蒸着される。
【００５０】
流路８が開放されてから第２期間経過後は、バルブ７により流路８を閉鎖する。この第２期間は、混合材料のうちの一部の有機材料が主として昇華しており、例えば、加熱室５に供給された混合材料に含まれる第１有機材料の昇華が終了し、主として第２有機材料が昇華している期間に相当する。
【００５１】
バルブ７は、少なくとも第２有機材料の昇華が終了するまでの第３期間が経過するまで流路８を閉鎖する。
【００５２】
これにより、発光層ＥＭＬが形成される。
【００５３】
その後、発光層ＥＭＬの上に電子輸送層ＥＴＬなどが形成された後、電子輸送層ＥＴＬの上に対向電極ＣＥが形成される。
【００５４】
図６は、この第２の有機ＥＬ装置の製造方法において、混合材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。この図６において、Ｈは第１有機材料の昇華量の時間的変化を示し、Ｄは第２有機材料の昇華量の時間的変化を示している。
【００５５】
ここに示したモデルは、図４に示したモデルと同様であり、第１有機材料の昇華が第２有機材料の昇華よりも先行して開始される。すなわち、混合材料の加熱を開始した直後のタイミングでは主として第１有機材料のみが昇華し、次第に第１有機材料に第２有機材料が混ざって昇華し、さらに、第１有機材料の昇華が終了した後には第２有機材料のみが昇華する。
【００５６】
このようなモデルにおいて、混合材料の加熱を開始し第１有機材料の昇華が開始されてから第２有機材料の昇華が開始されるまでの期間が、上記の第１期間Ｔ１に相当する。この第１期間Ｔ１では、流路８が閉鎖されているため、処理基板ＳＵＢには、昇華した第１有機材料が供給されることはない。
【００５７】
第１期間Ｔ１が経過したタイミングでバルブ７により流路８が開放される。第２有機材料の昇華が開始されてから第１有機材料の昇華が終了するまでの期間が、上記の第２期間Ｔ２に相当する。この第２期間Ｔ２では、処理基板ＳＵＢには、昇華した第１有機材料及び第２有機材料が供給される。
【００５８】
第２期間Ｔ２が経過したタイミングでバルブ７により流路８が閉鎖される。第１有機材料の昇華が終了してから第２有機材料の昇華が終了するまでの期間が、上記の第３期間Ｔ３に相当する。この第３期間Ｔ３では、処理基板ＳＵＢには、昇華した第２有機材料が供給されることはない。
【００５９】
上述した第２の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、加熱室５と処理基板ＳＵＢとの間の流路８の開閉を制御するバルブ７の操作により、混合材料に含まれる第１有機材料及び第２有機材料が昇華した状態で流路８を開放し、主として第１有機材料のみが昇華した状態、及び、主として第２有機材料のみが昇華した状態では流路８を閉鎖している。このため、ホスト材料である第１有機材料中のドーパント材料である第２有機材料が略均一に分布した発光層ＥＭＬを形成することが可能となる。したがって、第１の製造方法で得られた有機ＥＬ素子と同様に、発光効率を改善することが可能となる。
【００６０】
この第２の有機ＥＬ装置の製造方法では、加熱室５における混合材料の加熱温度は、第１有機材料及び第２有機材料を昇華可能な温度であれば特に制限はないが、第１の製造方法で説明したように、混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度に設定されても良い。
【００６１】
次に、上記した製造装置１における第３の有機ＥＬ装置の製造方法について説明する。
【００６２】
まず、画素電極ＰＥ及びホール輸送層ＨＴＬを形成済みの処理基板ＳＵＢをチャンバ２の内部のホルダー３に取り付ける。その後、シャッター６が開放され、材料供給部４から加熱室５に第１材料が供給される。この第１材料は、少なくともドーパント材料である第２有機材料を含んでいる。なお、この第１材料は、第２有機材料のみの材料であっても良いし、第１有機材料と第２有機材料の混合材料であり且つ混合材料中の第２有機材料の濃度が比較的高濃度である材料であっても良い。
【００６３】
加熱室５では、材料供給部４から供給された第１材料を加熱する。このような第１材料の加熱により、第１材料が昇華し、開放された流路８を介して昇華した第１材料が処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した第１材料が蒸着される。
【００６４】
続いて、材料供給部４から加熱室５に第２材料が供給される。この第２材料は、ホスト材料である第１有機材料及びドーパント材料である第２有機材料を含んだ混合材料である。なお、この第２材料については、混合材料中の第２有機材料の濃度が比較的低濃度であり、第１材料を混合材料とした場合の混合材料中の第２有機材料の濃度より低い。
【００６５】
加熱室５では、材料供給部４から供給された第２材料を加熱する。このような第２材料の加熱により、第２材料が昇華し、開放された流路８を介して昇華した第２材料が処理基板ＳＵＢに向けて供給される。処理基板ＳＵＢの表面には、昇華した第２材料が蒸着される。これにより、発光層ＥＭＬが形成される。
【００６６】
その後、発光層ＥＭＬの上に電子輸送層ＥＴＬなどが形成された後、電子輸送層ＥＴＬの上に対向電極ＣＥが形成される。
【００６７】
図７は、この第３の有機ＥＬ装置の製造方法において、第１材料及び第２材料が昇華する際の時間に対する昇華量のモデルを示す図である。
【００６８】
ここに示したモデルは、第１材料はドーパント材料である第２有機材料のみの材料であり、第２材料は、ホスト材料である第１有機材料及びドーパント材料である第２有機材料の２種類の有機材料を含んだ混合材料であり、第１材料は、第２材料と異なるタイミングで加熱室５に供給される。
【００６９】
この図７において、第１材料は時刻Ａのタイミングで加熱室５に供給され、第２材料は時刻Ｂのタイミングで加熱室５に供給される。また、この図において、Ｄ１は第１材料の第２有機材料の昇華量の時間的変化を示し、Ｈは第２材料の第１有機材料の昇華量の時間的変化を示し、Ｄ２は第２材料の第２有機材料の昇華量の時間的変化を示している。
【００７０】
ここに示したモデルでは、まず、第１材料の加熱を開始した直後のタイミングにおいて、第２有機材料のみが昇華する。その後、第２材料の加熱を開始した直後のタイミングにおいて、第１有機材料の昇華が第２有機材料の昇華よりも先行して開始される。その後、次第に第１有機材料に第２有機材料が混ざって昇華し、さらに、第１有機材料の昇華が終了した後には第２有機材料のみが昇華する。
【００７１】
上述した第３の有機ＥＬ装置の製造方法によれば、発光層ＥＭＬにおいて、その略全体にわたって、ホスト材料である第１有機材料中にドーパント材料である第２有機材料が混合した領域を形成することが可能となる。したがって、第１の製造方法で得られた有機ＥＬ素子と同様に、発光効率を改善することが可能となる。
【００７２】
この第３の有機ＥＬ装置の製造方法では、加熱室５における混合材料の加熱温度は、第１有機材料及び第２有機材料を昇華可能な温度であれば特に制限はないが、第１の製造方法で説明したように、混合材料に含まれる第２有機材料の昇華温度よりも５０℃以上高い温度に設定されても良い。
【００７３】
なお、この発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【００７４】
本実施形態は、有機ＥＬ装置として、有機ＥＬ表示装置、有機ＥＬ照明や有機ＥＬプリンターヘッドなどに利用可能である。
【００７５】
また、本実施形態は、有機ＥＬ素子ＯＬＥＤが反射層を含むトップエミッションタイプであっても良いし、反射層を含まないボトムエミッションタイプであっても良い。
【００７６】
さらに、本実施形態では、混合材料がホスト材料である第１有機材料とドーパント材料である第２有機材料を混合した材料である場合について説明したが、２種類以上のドーパント材料を混合した材料であっても良い。
【符号の説明】
【００７７】
ＯＬＥＤ…有機ＥＬ素子
ＰＥ…画素電極 ＥＭＬ…発光層 ＣＥ…対向電極
１…製造装置
２…チャンバ
３…ホルダー
４…材料供給部
５…加熱室
６…シャッター
７…バルブ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素電極を形成する工程と、
第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を供給する工程と、
前記混合材料に含まれる前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で前記混合材料を加熱する工程と、
昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
画素電極を形成した処理基板をチャンバ内に取り付ける工程と、
第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を加熱室に供給する工程と、
前記加熱室から前記処理基板に向かう流路を閉鎖した状態で前記加熱室に供給された前記混合材料を加熱する工程と、
前記第１有機材料及び前記第２有機材料がともに昇華した状態で前記流路を開放する工程と、
昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記混合材料を加熱する温度は、前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
画素電極を形成する工程と、
ドーパント材料を含む第１材料を供給する工程と、
前記第１材料を加熱する工程と、
昇華した前記第１材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
前記第１材料よりもドーパント材料の濃度が低い第２材料を供給する工程と、
前記第２材料を加熱する工程と、
昇華した前記第２材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１材料及び前記第２材料を加熱する温度は、前記ドーパント材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項１】
画素電極を形成する工程と、
第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を供給する工程と、
前記混合材料に含まれる前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度で前記混合材料を加熱する工程と、
昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項２】
画素電極を形成した処理基板をチャンバ内に取り付ける工程と、
第１有機材料及び前記第１有機材料よりも昇華する温度が高い第２有機材料を含む混合材料を加熱室に供給する工程と、
前記加熱室から前記処理基板に向かう流路を閉鎖した状態で前記加熱室に供給された前記混合材料を加熱する工程と、
前記第１有機材料及び前記第２有機材料がともに昇華した状態で前記流路を開放する工程と、
昇華した前記混合材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項３】
前記混合材料を加熱する温度は、前記第２有機材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度であることを特徴とする請求項２に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項４】
画素電極を形成する工程と、
ドーパント材料を含む第１材料を供給する工程と、
前記第１材料を加熱する工程と、
昇華した前記第１材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
前記第１材料よりもドーパント材料の濃度が低い第２材料を供給する工程と、
前記第２材料を加熱する工程と、
昇華した前記第２材料を前記画素電極の上方の面に蒸着させる工程と、
を具備したことを特徴とする有機ＥＬ装置の製造方法。
【請求項５】
前記第１材料及び前記第２材料を加熱する温度は、前記ドーパント材料が昇華する温度よりも５０℃以上高い温度であることを特徴とする請求項４に記載の有機ＥＬ装置の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１０８５５２（Ｐ２０１１−１０８５５２Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２６４２１４（Ｐ２００９−２６４２１４）
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１９日（２００９．１１．１９）
【出願人】（３０２０２０２０７）東芝モバイルディスプレイ株式会社 (2,170)
【Ｆターム（参考）】
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