JP2009277510A - 有機発光素子の製造方法及び成膜装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】有機発光素子の発光層を成膜する工程において、基板とマスクを密着させるためのマグネットの磁力による影響が発光層に及ぶのを防ぐ。
【解決手段】基板２０に対して、複数のパターニング開口領域３１とフレーム領域３２から構成されたマスク３０をマグネット１０を用いて密着させて、有機発光素子の発光層を蒸着する。マグネット１０は、基板２０の裏面側において、マスク３０のフレーム領域３２のみを吸着する。マスク３０のパターニング開口領域３１にはマスク１０の磁力が作用しないため、磁力によって発光層に発光ムラが発生するのを防ぐことができる。
【選択図】図１
【解決手段】基板２０に対して、複数のパターニング開口領域３１とフレーム領域３２から構成されたマスク３０をマグネット１０を用いて密着させて、有機発光素子の発光層を蒸着する。マグネット１０は、基板２０の裏面側において、マスク３０のフレーム領域３２のみを吸着する。マスク３０のパターニング開口領域３１にはマスク１０の磁力が作用しないため、磁力によって発光層に発光ムラが発生するのを防ぐことができる。
【選択図】図１
Description
本発明は、基板に対してマグネットを用いてマスクを密着させて、有機発光素子の発光機能層を蒸着する有機発光素子の製造方法及び成膜装置に関するものである。
有機発光素子の製造方法においては、マスク（蒸着マスク）を用いて、基板の所望の領域にのみ、選択的に蒸着することでパターンを形成する方法が知られている。特許文献１には、このような蒸着工程において、マスクと基板の密着性が悪いと、マスクと基板の隙間に蒸着粒子が入り込み、蒸着領域がマスク領域まで広がってしまう場合があることが開示されている。この対策としてマグネットの磁力を利用してマスクを基板に密着させる方法が提案されている。
特許文献１の構成では、マスクのパターニング開口領域を含む全面に対してマグネットの磁力が作用する。しかし本発明者らは、マスクのパターニング開口領域に対してマグネットの磁力が作用すると、マグネットの磁力線に起因する発光ムラが生じることを見出した。
従って、マグネットの磁力による影響が有機発光素子に及ばないようにしながら基板とマスクの密着を確保することが課題となる。しかしマグネットを用いなければ、マスクの基板に対する密着や固定が弱くなったり不均一になったりする。そのために、基板とマスクの間に隙間が生じたり、基板とマスクを密着させた状態で移動または動作させる場合などにマスクの位置ずれが発生することが懸念される。
本発明は、基板とマスクを密着させるためのマグネットの磁力による影響が有機発光素子の発光層に及ぶのを防ぎ、しかも基板とマスクの密着を確保し、マスクの位置ずれを回避できる有機発光素子の製造方法及び成膜装置を提供することを目的とするものである。
本発明の有機発光素子の製造方法は、複数のパターニング開口領域とフレーム領域から構成されたマスクをマグネットによって基板に密着させて、有機発光素子の発光機能層を蒸着する工程を有し、前記マグネットは、前記基板の裏面側において前記マスクの前記フレーム領域に沿って配置され、前記フレーム領域を磁力によって吸着し、前記パターニング開口領域を吸着しないことを特徴とする。
本発明の成膜装置は、複数のパターニング開口領域とフレーム領域から構成されたマスクをマグネットによって基板に密着させて、薄膜を蒸着する成膜装置において、前記マグネットは、前記基板の裏面側において前記マスクの前記フレーム領域に沿って配置され、前記フレーム領域を磁力によって吸着し、前記パターニング開口領域を吸着しないことを特徴とする。
マスクのパターニング開口領域を避けてマグネットを配置することにより、マスクのパターニング開口領域に磁力が作用するのを防ぎ、磁力の影響を受けて有機発光素子に発光ムラが発生することを防止する。
本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、一実施形態による成膜装置の主要部を示す模式図である。マグネット１０は、基板２０とマスク３０を密着させるため、基板２０のパターニング領域２１を除く非パターニング領域（フレーム部）２２のみに重なるように配置され、パターニング領域２１に蒸着される発光層等の薄膜が磁力の影響を受けないようにしてある。図示しない蒸着源から発生した有機化合物の蒸気は、マスク３０のパターニング開口領域３１を経て基板２０のパターニング領域２１へ到達し、発光層等の薄膜が蒸着される。基板２０の裏面側に配置されるマグネット１０は、マスク３０のフレーム領域３２に沿って配置され、フレーム領域３２のみを磁力によって吸着する。マグネット１０は、基板２０に接していてもよいし、離れていてもよい。
なお、多色有機発光素子を製造する場合に各色用のマスクを使い分けることもできる。
次に、有機発光素子の製造方法について説明する。
基体はガラスが好適に用いられる。プラスチック素材も使用可能である。上面光取出し（トップエミッション）素子の場合には不透明な材質も使用できる。
下部電極は、トップエミッション素子の場合は反射電極としても機能させるために金属電極あるいは透明導電性化合物（ＩＴＯなど）と金属を組み合せた電極が好ましい。また、下面光取出し（ボトムエミッション）素子の場合には透明導電性化合物（ＩＴＯなど）が好適に用いられる。
発光機能層は、それぞれ有機化合物から成る正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層などを積層した構造が好適に用いられる。また、成膜方法としては真空蒸着法、スピンコート法、インクジェット法などが好適に用いられるが、本発明の製造方法では真空蒸着法を用いる。
上部電極は、トップエミッション素子の場合は透明導電性化合物（ＩＴＯなど）が好適に用いられ、成膜方法としてはスパッタ法やイオンプレーティング法が好適に用いられる。また、上部透明電極の一部として透明導電性化合物の上部または下部に半透明金属膜を形成し、光学干渉条件を調節することもできる。ボトムエミッション素子の場合は反射電極として機能させるために金属電極あるいは透明導電性化合物（ＩＴＯなど）と金属を組み合せた電極が好ましい。
本発明は、パターニング成膜工程で用いられ、上記一連の工程のうち、発光機能層に適用される。特に発光機能層をパターニング成膜して多色発光素子を製造する場合に効果的である。
マスク吸着用のマグネットとしては、片面多極着磁のマグネットシートが好適に用いられる。ＮＳ極のピッチは数百ｍｍから数ｍｍ程度のものが好適に用いられる。
マグネットの形状は基板のパターニング領域を避けていればよく、マスクのフレーム領域に沿って、格子状に配置しても、縦または横方向に並列に配置してもよい。また、ＮＳ極の配置はマグネットの長手方向に対して垂直でもよく、マグネットの長手方向に沿ってＮＳ極が配置されていてもよい。また、磁界の影響をより確実に防止するために、マグネットは基板のパターニング領域の外側から離れて配置される方がより好ましい。
図２に示す積層構造を有する有機発光素子５０を以下の手順により作製した。
ガラス基板５１の複数のパターニング領域に、ＴＦＴ回路及び平坦化膜、クロム（Ｃｒ）の下部電極（クロム陽極）５２、分離膜が形成されたものを本実施例の有機発光素子の基体として用いた。
この基体上に、発光機能層として正孔輸送層５３、発光層５４、電子輸送層５５、電子注入層５６までを成膜した。まず、前記基体にＵＶ／オゾン洗浄処理を施した。続いて真空蒸着装置（アルバック株式会社製）に洗浄処理済みの基板と材料を取り付け１×１０−３Ｐａまで排気した後、下部電極５２上にＮ，Ｎ‘−α−ジナフチルベンジジン（α−ＮＰＤ）を５０ｎｍの膜厚となるように成膜して正孔輸送層５３を形成した。
次に、発光層５４を形成する前に、図１に示したように、基板のパターニング領域とマスクのパターニング開口領域の位置を合わせ、マグネットで基板の非パターニング領域とマスクのフレーム領域を密着させた。この時、幅約１０ｍｍ、厚さ約５ｍｍのマグネットを基板の長手方向の各フレーム部に沿って並列に配置されるように支持体に固定して使用した。また、基板の各フレーム部の幅約２０ｍｍに対してそれぞれマグネットを中央に配置した。マグネットのＮＳ極ピッチは７．５ｍｍで、マグネットの長手方向に対して垂直にＮＳ極が配置されたものを使用した。
下記化学式１：
で表されるトリス［８−ヒドロキシキノリナト］アルミニウム（アルミキノリノール）と下記化学式２：
で表されるクマリン６（１．０ｗｔ％）の共蒸着膜を３０ｎｍの膜厚となるように成膜（蒸着）して発光層５４を形成した。
ここで基板とマスクを密着させるためのマグネットを基板上から外し、基板をマスクから外した。
次に、発光層５４の上に下記化学式３：
で表されるフェナントロリン化合物を１０ｎｍの膜厚となるように成膜して電子輸送層５５を得た。そして、化学式３のフェナントロリン化合物と炭酸セシウム（Ｃｓ２ＣＯ３）を膜厚比９２．５：７．５の割合で混合されるようそれぞれの蒸着速度を調節して４０ｎｍの厚さに成膜し、電子注入層５６を得た。
電子注入層５６まで成膜した基板を別のチャンバーへ移動させ、電子注入層５６上に上部電極（ＩＴＯ陰極）５７としてＩＴＯをスパッタ法で１４６ｎｍ成膜した。
最後にパターニング領域をガラス製のキャップで封止し、基板を１パネルサイズに切断し、駆動用の配線を実装して有機発光素子の作製を終了した。
以上のように作製した有機発光素子を駆動させて発光状態を観察した。室温及び８０℃で１００時間駆動し続けた後でも均一な発光が得られ、マグネットの磁場による発光ムラを防止できていることが確認された。
図３は本実施例で作製した有機発光素子を８０℃で１００時間駆動させた後の発光状態を撮影した写真である。
発光層５４の成膜時に、図４に示すように、基板２０の裏面側で、パターニング領域２１と非パターニング領域２２を含む基板全体に当接されるマグネット４０を用いて基板２０とマスク３０を密着させる。それ以外は、上記実施例の手順と同様に有機発光素子を作製した。マグネット４０はＮＳ極のピッチが７．５ｍｍのものを使用した。
作製した有機発光素子を駆動させて発光状態を観察した。８０℃で１００時間駆動し続けた後では、マグネット４０の磁場の影響と見られる７．５ｍｍピッチの発光ムラが発生した。図５は比較例で作製した有機発光素子を８０℃で１００時間駆動させた後の発光状態を撮影した写真である。
本発明は、マスクを磁力によって基板に密着させて成膜を行うものであればいかなる成膜装置にも適用可能である。また、発光層をパターニング成膜して多色発光素子を製造する場合や、画素ごとに膜厚を調節するためにパターニングを行う場合に好適に用いることができる。
１０ マグネット
２０ 基板
２１ パターニング領域
２２ 非パターニング領域
３０ マスク
３１ パターニング開口領域
３２ フレーム領域
５１ 基板
５２ 下部電極（クロム陽極）
５３ 正孔輸送層
５４ 発光層
５５ 電子輸送層
５６ 電子注入層
５７ 上部電極（ＩＴＯ陰極）
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５３ 正孔輸送層
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５５ 電子輸送層
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５７ 上部電極（ＩＴＯ陰極）
Claims (2)
- 複数のパターニング開口領域とフレーム領域から構成されたマスクをマグネットによって基板に密着させて、有機発光素子の発光機能層を蒸着する工程を有し、
前記マグネットは、前記基板の裏面側において前記マスクの前記フレーム領域に沿って配置され、前記フレーム領域を磁力によって吸着し、前記パターニング開口領域を吸着しないことを特徴とする有機発光素子の製造方法。 - 複数のパターニング開口領域とフレーム領域から構成されたマスクをマグネットによって基板に密着させて、薄膜を蒸着する成膜装置において、
前記マグネットは、前記基板の裏面側において前記マスクの前記フレーム領域に沿って配置され、前記フレーム領域を磁力によって吸着し、前記パターニング開口領域を吸着しないことを特徴とする成膜装置。
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|---|---|---|---|
| JP2008127831A JP2009277510A (ja) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | 有機発光素子の製造方法及び成膜装置 |
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Publications (1)
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| JP2008127831A Pending JP2009277510A (ja) | 2008-05-15 | 2008-05-15 | 有機発光素子の製造方法及び成膜装置 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012053402A1 (ja) * | 2010-10-19 | 2012-04-26 | シャープ株式会社 | 蒸着装置、蒸着方法、並びに、有機エレクトロルミネッセンス表示装置の製造方法 |
| JP2014045137A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Toyota Motor Corp | 半導体製造装置、半導体装置の製造方法 |
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2008
- 2008-05-15 JP JP2008127831A patent/JP2009277510A/ja active Pending
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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