JP5678455B2 - 有機ｅｌ素子の製造方法及び有機ｅｌパネルの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、有機薄膜のエレクトロルミネッセンス(以下、ＥＬと略す)現象を利用した有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬパネルの製造方法に関するものである。

有機ＥＬパネルは、陽極としての電極と陰極としての電極との間に、少なくともＥＬ現象を呈する有機発光層を挟持してなる構造を有し、電極間に電圧が印加されると、有機発光層に正孔及び電子が注入され、この正孔と電子とが有機発光層で再結合することにより、有機発光層が発光する自発光型の素子である。
さらに、発光効率を増大させるなどの目的から、陽極と有機発光層との間及び有機発光層と陰極との間の少なくとも何れか一方に機能層を設けることも行われており、陽極と有機発光層との間には、前記機能層として正孔注入層及び正孔輸送層のうちの少なくとも何れか一方が設けられ、有機発光層及び陰極間には、前記機能層として電子輸送層及び電子注入層のうちの少なくとも何れか一方が設けられるようになっており、これらは適宜選択して設けられるようになっている。
前記陽極と有機発光層との間や、有機発光層と陰極との間に機能層として設けられる各層は有機材料や無機材料で形成され、有機材料としては低分子系材料と高分子系材料とがある。

低分子系材料を用いた例としては、例えば、正孔注入層に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）、正孔輸送層にＮ，Ｎ’―ジフェニル―Ｎ，Ｎ’―ビス（３―メチルフェニル）―１，１’―ビフェニル―４，４’ジアミン（ＴＰＤ）、有機発光層にトリス（８―キノリノール）アルミニウム（Ａｌｑ３）、電子輸送層に２―（４―ビフェニリル）―５―（４―ｔｅｒｔ―ブチル―フェニル）―１，３，４，―オキサジゾール（ＰＢＤ）、電子注入層にＬｉＦを用いたものなどが挙げられる。
これら低分子系材料よりなる各層は、一般に０．１〜２００ｎｍ程度の厚みで、主に抵抗加熱方式などの真空蒸着法やスパッタ法などの真空中の乾式法（ドライプロセス）によって成膜されている。
また、低分子系材料は種類が豊富で、その組み合わせによって発光効率や発光輝度、寿命などの向上が期待されている。

一方、高分子系材料としては、例えば、有機発光層に、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾールなどの高分子中に低分子の発光色素を溶解させたものや、ポリフェニレンビニレン誘導体（以下、ＰＰＶと略す）、ポリアルキルフルオレン誘導体（以下、ＰＡＦと略す）などの高分子蛍光体、希土類金属系などの高分子燐光体が用いられている。

これら高分子系材料は一般に、溶剤に溶解または分散され、塗布や印刷などの湿式法（ウエットプロセス）を用いて、１〜１００ｎｍ程度の厚みで成膜されている。
湿式法を用いた場合、真空蒸着法などの真空中の乾式法を用いた場合に比べて、大気中で成膜が可能である、設備が安価である、大型化が容易である、短時間に効率よく成膜可能である、などといった利点がある。
また、高分子系材料を用いて成膜した有機薄膜は結晶化や凝集が起こりにくく、さらには他層のピンホールや異物を被覆するため、短絡やダークスポットなどの不良を防ぐことができるという利点もある。

一方、無機材料としては、キャリア輸送層に、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｅ、およびＦｒなどのアルカリ金属元素や、Ｍｇ、Ｃａ、ＳｒおよびＢａなどのアルカリ土類金属元素、Ｌａ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｄｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕなどのランタノイド系元素、Ｔｈなどのアクチノイド系元素、Ｓｃ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｙ、Ａｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｒｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｃｄ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔ、Ａｕ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｌ、Ｐｂ、およびＢｉなどの金属元素、Ｂ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｔｅなどの半金属元素、更にはこれらの合金系、酸化物、炭化物、窒化物、硼化物、硫化物、ハロゲン化物などの無機化合物が用いられている。

無機材料は、有機材料より密着性や熱安定性が高いものが多く、リーク電流による誤発光現象の抑制やダークスポットと称される非発光領域発生の低減、発光特性や寿命向上などが期待される。また、無機材料は有機材料に比べ比較的安価で大型のディスプレイや、量産品への応用を考えた場合、コストの低減の点で重要な役割を果たす。
この特徴を利用して有機発光層と正孔注入電極である陽極との間に無機材料を用いた無機正孔注入層を設ける構成が知られている（例えば、特許文献１から特許文献４参照）。

また、有機発光層と電子注入電極である陰極の間に無機材料を用いた無機電子注入層を設ける構成が知られている（例えば、特許文献２、特許文献３、特許文献５、特許文献６参照）。
電子注入層および電子輸送層に用いられる無機材料には、仕事関数の小さいアルカリ金属やアルカリ土類金属の単体或いは化合物を選択することが提案されている。これらの材料を設けることで、陰極電極から有機発光層を見た場合の電子対する障壁が低下し、電子の注入効率が向上することが知られている。

また、有機ＥＬパネルにおいて、使用される発光体材料の発光輝度を高めることなどを目的として、多重元素の薄膜発光体組成物の堆積中に蒸発する大気中から望ましくない不純物を除去するために、発光体膜組成物の堆積直前及び堆積中に、堆積チャンバ内で１又は２以上のゲッター種を蒸発させることにより、大気中の不純物が、生成される発光体膜中に含まれてしまうことを回避するようにした方法も提案されている（例えば、特許文献７参照）。

特開平１１−３０７２５９号公報 特開平５−４１２８５号公報 特開２０００−６８０６５号公報 特開２００６−１５５９７８号公報 特開２００２−３６７７８４号公報 特願平１１−１９１４９０号公報 特表２００７−５２９６２３号公報

上述のように、電子注入層および電子輸送層として無機材料を用いた場合には、アルカリ金属やアルカリ土類金属の単体或いは化合物を、チャンバ内で有機発光層上に堆積させることにより、電子注入層および電子輸送層を形成している。
しかしながら、アルカリ金属やアルカリ土類金属の単体或いは化合物を、チャンバ内で有機発光層上に堆積させる際に、チャンバ内に水や、酸素などの劣化要因因子が存在すると、この劣化要因因子がアルカリ金属やアルカリ土類金属の単体或いは化合物と反応し、劣化要因因子との反応膜が形成されてしまい、電子注入層および電子輸送層としての機能を充分発揮することができず、結果的に、有機ＥＬパネルの発光効率や発光輝度、寿命等の特性の低下につながるという問題がある。
そこで、この発明は、上記従来の未解決の問題に着目してなされたものであり、有機ＥＬパネルの発光効率や発光輝度を向上させるとともに、長寿命化を図ることの可能な有機ＥＬ素子の製造方法及び有機ＥＬパネルの製造方法を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するために、請求項１にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、第１電極層が形成された基板上に、有機発光層と第２電極層とがこの順に積層されてなり、且つ前記第１電極層の上に前記有機発光層を積層した後、前記第２電極層を堆積チャンバ内で前記有機発光層の上に堆積させるようにした有機ＥＬ素子の製造方法であって、前記基板を、前記第１電極層側を下にして前記堆積チャンバ内の中央上方部に水平に配置し、前記堆積チャンバ内の、防着板で前記基板から隔てられた位置に１又は２以上のゲッター材を配置し、前記防着板を、その上端部が前記基板の下面よりも上に位置し且つ全体が前記基板全体よりも前記堆積チャンバの内壁側に位置するように立てた状態で配置することで、前記堆積チャンバの、前記防着板により区切られた前記基板が配置された領域よりも、前記ゲッター材が配置された領域の方が狭くなるようにし、前記第２電極層を前記堆積チャンバ内で堆積させる際に、当該堆積を行なう前及び／又は堆積中に前記堆積チャンバ内で、前記ゲッター材を前記基板に付着しないように蒸発させることを特徴としている。

また、請求項２にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、前記第２電極層は、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも何れか一方と、陰極層との積層構造で形成され、前記有機発光層と前記陰極層との間に、前記電子輸送層及び電子注入層の少なくとも何れか一方が配置されることを特徴としている。
また、請求項３にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、前記ゲッター材は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属の単体、または、化合物、又は合金系の何れかであることを特徴としている。
また、請求項４にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、前記有機発光層は、凸版印刷法により形成されることを特徴としている。

さらに、請求項５にかかる有機ＥＬ素子の製造方法は、前記第１電極層は、正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも何れか一方と、陽極層との積層構造で形成され、前記有機発光層と前記陽極層との間に、前記正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも何れか一方が配置されることを特徴としている。
また、本発明の請求項６にかかる有機ＥＬパネルの製造方法は、表示素子として有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬパネルの製造方法であって、前記有機ＥＬ素子を、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を用いて作製することを特徴としている。

本発明によれば、第１電極層が形成された基板上に有機発光層が堆積されており、チャンバ内で前記有機発光層上に第２電極層を形成する際に、当該堆積を行う前及び／又は堆積中に基板上に堆積しないように１又は２以上のゲッター材を蒸発させることで、チャンバ内に存在し、かつ第２電極層に影響を及ぼす劣化要因因子を除去或いは最小限にし、良好な膜が形成されることで高発光効率、高輝度、長寿命化を可能にできる。

本発明の実施の形態にかかる有機ＥＬパネルの概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかるＴＦＴ付き基板の概略断面図である。 本発明の実施の形態にかかる凸版印刷装置の概略図である。 本発明の実施の形態にかかる真空チャンバの概略図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。
ここでは、本発明を、アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置の有機エレクトロルミネッセンスパネル（有機ＥＬパネル）に適用した場合について説明する。ただし、本発明はアクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置に限定されるものではなく、パッシブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置に適用することも可能である。

有機ＥＬパネルは、図１に示すように、少なくとも薄膜トランジスタＴＦＴ（図示せず）を備えたＴＦＴ基板１０１と、画素ごとに設けられる、前記薄膜トランジスタＴＦＴと陽極層１０５と陽極層１０５の上に形成された正孔輸送層（又は正孔注入層）１０６とから成る第１電極層１０２（陽極側）と、第１電極層１０２の端部を覆うように形成された隔壁となる絶縁層１０３と、第１電極層１０２の上に形成された有機発光層１０４と、有機発光層１０４の上に形成された電子注入層(又は電子輸送層)１０８及びこの電子注入層１０８の上に形成された陰極層１０９とから成る第２電極層１０７（陰極側）と、を備える。なお、ここでは、正孔輸送層１０６（又は正孔注入層）のみを設けているが、正孔輸送層１０６及び正孔注入層の両方を設けることも可能である。同様に、電子注入層１０８（又は電子輸送層）のみを設けているが、電子注入層１０８及び電子輸送層の両方を設けることも可能である。

アクティブマトリクス駆動型有機ＥＬ表示装置（以後、有機ＥＬ表示装置ともいう）に適用される前記ＴＦＴ基板(バックプレーン)１０１の上面には、図２に示すように、薄膜トランジスタＴＦＴと有機ＥＬ表示装置の陽極層２０１（図１の陽極層１０５に対応）とが設けられており、かつ、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極２０６と陽極層２０１とが電気的に接続されている。

薄膜トランジスタＴＦＴや、その上に構成される有機ＥＬパネルは支持体２０２で支持される。支持体２０２としては機械的強度、絶縁性を有し寸法安定性に優れていれば、如何なる材料も使用することができる。例えば、ガラスや石英、ポリプロピレン、ポリエーテルサルフォン、ポリカーボネート、シクロオレフィンポリマー、ポリアリレート、ポリアミド、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のプラスチックフィルムやシート、または、これらプラスチックフィルムやシートに酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物や、弗化アルミニウム、弗化マグネシウム等の金属弗化物、窒化珪素、窒化アルミニウムなどの金属窒化物、酸窒化珪素などの金属酸窒化物、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリエステル樹脂などの高分子樹脂膜を単層もしくは積層させた透光性基材や、アルミニウムやステンレスなどの金属箔、シート、板や、前記プラスチックフィルムやシートにアルミニウム、銅、ニッケル、ステンレスなどの金属膜を積層させた非透光性基材などを用いることができる。光取出しをどちらの面から行うかに応じて支持体２０２の透光性を選択すればよい。

これらの材料からなる支持体２０２は、有機ＥＬ表示装置内への水分の侵入を避けるために、無機膜を形成したり、フッ素樹脂を塗布したりして、防湿処理や疎水性処理を施してあることが好ましい。特に、有機発光層への水分の侵入を避けるために、支持体２０２における含水率およびガス透過係数を小さくすることが好ましい。
支持体２０２上に設ける薄膜トランジスタＴＦＴは、公知の薄膜トランジスタを用いることができる。具体的には、主として、ソース／ドレイン領域及びチャネル領域が形成される活性層２０３、ゲート絶縁膜２０４及びゲート電極２０５から構成される薄膜トランジスタが挙げられる。薄膜トランジスタの構造としては、特に限定されるものではなく、例えば、スタガ型、逆スタガ型、トップゲート型、コプレーナ型等が挙げられる。

活性層２０３は、特に限定されるものではなく、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又はチオフエンオリゴマー、ポリ（ｐ−フェリレンビニレン）等の有機半導体材料により形成することができる。これらの活性層２０３は、例えば、アモルファスシリコンをプラズマＣＶＤ法により積層し、イオンドーピングする方法；ＳｉＨ_４ガスを用いてＬＰＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、固相成長法によりアモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法；Ｓｉ_２Ｈ_６ガスを用いてＬＰＣＶＤ法により、またＳｉＨ_４ガスを用いてＰＥＣＶＤ法によりアモルファスシリコンを形成し、エキシマレーザー等のレーザーによりアニールし、アモルファスシリコンを結晶化してポリシリコンを得た後、イオンドーピング法によりイオンドーピングする方法（低温プロセス）；減圧ＣＶＤ法又はＬＰＣＶＤ法によりポリシリコンを積層し、１０００℃以上で熱酸化してゲート絶縁膜２０４を形成し、その上にｎ＋ポリシリコンのゲート電極２０５を形成し、その後、イオン打ち込み法によりイオンドーピングする方法（高温プロセス）等が挙げられる。

ゲート絶縁膜２０４としては、ゲート絶縁膜として通常使用されているものを用いることができ、例えば、ＰＥＣＶＤ法、ＬＰＣＶＤ法等により形成されたＳｉＯ_２；ポリシリコン膜を熱酸化して得られるＳｉＯ_２等を用いることができる。
ゲート電極２０５としては、ゲート電極として通常使用されているものを用いることができ、例えば、アルミ、銅等の金属；チタン、タンタル、タングステン等の高融点金属；ポリシリコン；高融点金属のシリサイド；ポリサイド；等が挙げられる。

薄膜トランジスタＴＦＴは、シングルゲート構造、ダブルゲート構造、ゲート電極２０５が３つ以上のマルチゲート構造であってもよい。また、ＬＤＤ構造、オフセット構造を有していてもよい。さらに、１つの画素中に２つ以上の薄膜トランジスタが配置されていてもよい。
本発明の有機ＥＬ表示装置は、薄膜トランジスタＴＦＴが、有機ＥＬパネルのスイッチング素子として機能するように接続されている必要があり、薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極２０６と有機ＥＬパネルの画素電極(陽極層２０１)とが電気的に接続されている。
なお、図２において、２０７は薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極、２０８は走査線、２０９は層間絶縁膜、２１０は画素間を区切る隔壁となる絶縁層（図１の絶縁層１０３に対応）である。

次に、図１の陽極層１０５の成形方法について説明する。
ＴＦＴ基板１０１の上に陽極層１０５を成膜し、形成されるべき画素に応じてパターニングを行う。パターニングされた陽極層１０５は、後述のように絶縁層１０３によって区画され、各画素に対応した陽極層１０５となる。
陽極層１０５の材料としては、ＩＴＯ（インジウムスズ複合酸化物）やインジウム亜鉛複合酸化物、亜鉛アルミニウム複合酸化物などの金属複合酸化物や、金、白金などの金属材料や、これら金属酸化物や金属材料の微粒子をエポキシ樹脂やアクリル樹脂などに分散した微粒子分散膜を、単層もしくは積層したものをいずれも使用することができる。

陽極層１０５を陽極とする場合にはＩＴＯなど仕事関数の高い材料を選択することが好ましい。下方から光を取り出す、いわゆるボトムエミッション構造の場合は透光性のある材料を選択する必要がある。必要に応じて、陽極層１０５の配線抵抗を低くするために、銅やアルミニウムなどの金属材料を補助電極として併設してもよい。
陽極層１０５の形成方法としては、陽極層１０５の材料に応じて、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法などの乾式成膜法や、グラビア印刷法、スクリーン印刷法などの湿式成膜法などを用いることができる。

陽極層１０５のパターニング方法としては、材料や成膜方法に応じて、マスク蒸着法、フォトリソグラフィー法、ウェットエッチング法、ドライエッチング法などの既存のパターニング法を用いることができる。
なお、ＴＦＴ基板１０１として薄膜トランジスタＴＦＴが形成されている基板を用いる場合には、下層の画素に対応して導通を図ることができるように形成する。

隔壁となる絶縁層１０３は、画素に対応した発光領域を区画するように形成する。図１に示すように、陽極層１０５の端部を覆うように形成するのが好ましい。陽極層１０５の端部が露出していると、端部に電場が集中し、素子の短絡などの性能劣化が生じるおそれがあるが、隔壁としての絶縁層１０３で、電極である陽極層１０５端部を覆うことによりこれを抑制することができる。

一般的にアクティブマトリクス駆動型の表示装置は各画素に対して陽極層１０５が形成され、それぞれの画素ができるだけ広い面積を占有しようとする。そのため、画素電極となる陽極層１０５の端部を覆うように形成される隔壁としての絶縁層１０３の最も好ましい形状は、画素電極つまり陽極層１０５を最短距離で区切る格子状を基本とする。
隔壁としての絶縁層１０３の形成方法としては、従来と同様、ＴＦＴ基板１０１上に無機膜を一様に形成し、レジストでマスキングした後、ドライエッチングを行う方法や、ＴＦＴ基板１０１上に感光性樹脂を積層し、フォトリソ法により所定のパターンとする方法が挙げられる。必要に応じて撥水剤を添加したり、また、プラズマやＵＶを照射することにより、後の有機発光層を生成する工程における有機発光層形成用のインクに対する撥液性を付与したりすることもできる。

隔壁としての絶縁層１０３の好ましい高さは０．１μｍ〜１０μｍであり、より好ましくは０．５μｍ〜２μｍ程度である。絶縁層１０３が高すぎると第２電極層１０７の形成及び封止を妨げ、低すぎると画素電極としての陽極層１０５（２０１）端部を覆い切れない、あるいは有機発光層形成時に隣接する画素とショートしたり混色したりしてしまうからである。

次に、正孔輸送層１０６の形成方法について説明する。
隔壁１０３を形成した後、正孔輸送層１０６を形成する。正孔輸送層１０６を形成する正孔輸送材料としてはポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）誘導体、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ＰＥＤＯＴ）などが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷方法を用いて形成される。

また正孔輸送材料として無機材料を用いる場合、無機材料としては、Ｃｕ_２Ｏ，Ｃｒ_２Ｏ_３，Ｍｎ_２Ｏ_３，ＦｅＯｘ（ｘ≧０．１），ＮｉＯ，ＣｏＯ，Ｐｒ_２Ｏ_３，Ａｇ_２Ｏ，ＭｏＯ_２，Ｂｉ_２Ｏ_３、ＺｎＯ，ＴｉＯ_２，ＳｎＯ_２，ＴｈＯ_２，Ｖ_２Ｏ_５，Ｎｂ_２Ｏ_５，Ｔａ_２Ｏ_５，ＭｏＯ_３，ＷＯ_３，ＭｎＯ_２などが用いられ、蒸着法にて形成される。ただし材料はこれらに限定されるものではない。

正孔輸送層１０６を形成した後、正孔輸送層１０６の、陽極層１０５と対向する直上の位置に、インターレイヤー層（図示せず）を形成する。インターレイヤー層に用いる材料として、ポリビニルカルバゾール若しくはその誘導体、側鎖若しくは主鎖に芳香族アミンを有するポリアリーレン誘導体、アリールアミン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体などの、芳香族アミンを含むポリマーなどが挙げられる。これらの材料は溶媒に溶解または分散させ、スピンコーター等を用いた各種塗布方法や凸版印刷法、フレキソ印刷法等の公知の印刷方法といった湿式法を用いて形成される。

インターレイヤー層形成後、有機発光層１０４を形成する。有機発光層１０４は電流を通すことにより発光する層である。
有機発光層１０４を形成する有機発光材料は、例えばクマリン系、ペリレン系、ピラン系、アンスロン系、ポルフィレン系、キナクリドン系、Ｎ，Ｎ‘−ジアルキル置換キナクリドン系、ナフタルイミド系、Ｎ，Ｎ’−ジアリール置換ピロロピロール系、イリジウム錯体系などの発光性色素をポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルカルバゾール等の高分子中に分散させたものや、ポリアリーレン系、ポリアリーレンビニレン系やポリフルオレン系の高分子材料が挙げられる。これら材料もインターレイヤー層同様の湿式法を用いて形成される。

これらの有機発光材料は溶媒に溶解または安定に分散させ、有機発光インキとする。有機発光材料を溶解または分散する溶媒としては、トルエン、キシレン、アセトン、アニソール、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどの単独またはこれらの混合溶媒が上げられる。中でもトルエン、キシレン、アニソールといった芳香族有機溶媒が有機発光材料の溶解性の面から好適である。また、有機発光インキには必要に応じて、界面活性剤、酸化防止剤、粘度調整剤、紫外線吸収剤等が添加されてもよい。
有機発光インキの塗布法として、凸版印刷法を用いた凸版印刷装置の一例を図３に示す。

凸版印刷法は、塗布液の粘性特性が良好な粘度範囲で、基材を傷つけることなく印刷することができ、塗布液材料の利用効率が良い点から有機ＥＬパネルの製造に適している。
図３に示す、凸版印刷法による凸版印刷装置は、インキタンク３０１と、インキチャンバー３０２と、アニロックスロール３０３と、画線部が凸形状に形成された凸版からなる版３０５がマウントされた版銅３０６とを有している。インキタンク３０１には、溶剤で希釈された前記有機発光インキが収容されており、インキチャンバー３０２にはインキタンク３０１より有機発光インキが送り込まれるようになっている。アニロックスロール３０３はインキチャンバー３０１のインキ供給部に接して回転可能に支持されている。

アニロックスロール３０３の回転に伴い、インキチャンバー３０２によりアニロックスロール３０３の表面に供給された有機発光インキのインキ層３０４は均一な膜厚に形成される。このインキ層３０４のインキはアニロックスロール３０３に近接して回転駆動される版胴３０６にマウントされた版３０５の凸状部に転移する。
前記版３０５には、予めＴＦＴ基板１０１に形成された画素電極としての陽極層１０５のパターンに応じて画線部となる凸状部を形成しておく。

一方、平台３０８には、陽極層１０５、インターレイヤー層及び正孔輸送層１０６が形成されたＴＦＴ基板１０１が被印刷基板３０７として載置されている。そして、被印刷基板３０７と版３０５との位置合わせ等が行われた後、版３０５の凸状部の頂部面のインキが被印刷基板３０７に対して印刷されることにより、有機発光インキが被印刷基板３０７に転写され、必要に応じて乾燥工程を経ることにより、被印刷基板３０７上に有機発光層が形成される。これによって、被印刷基板３０７であるＴＦＴ基板１０１の絶縁層１０３間の正孔輸送層１０６上に有機発光インキからなる有機発光層１０４が形成される。

次に、図１に示す電子注入層（或いは電子輸送層）１０８と陰極層１０９とを含む第２電極層１０７の形成方法について説明する。
電子注入層（或いは電子輸送層）１０８には無機材料を用い、電子注入効率と安定性とを両立させることのできる、仕事関数の小さいアルカリ金属やアルカリ土類金属の単体或いは化合物、合金系を選択し、これを、有機発光層を含む全面に数ｎｍ形成させる。また、陰極層１０９には、仕事関数の低い無機材料をＭｇ，Ａｌ，Ｙｂ等の金属単体を用いたり、電子注入効率と安定性とを両立させるため、仕事関数が低いＬｉ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｅｒ，Ｅｕ，Ｓｃ，Ｙ，Ｙｂ等の金属１種以上と、安定なＡｇ，Ａｌ，Ｃｕ等の金属元素との合金系を用いる。具体的にはＭｇＡｇ，ＡｌＬｉ，ＣｕＬｉ等の合金系が使用できる。

第２電極層１０７の形成方法としては、材料に応じてチャンバ内で、抵抗加熱蒸着法、電子ビーム蒸着法、反応性蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法を用いて形成することができる。
ここで、本発明による、チャンバ内で第２電極層１０７を構成する陰極層材料及び電子注入層材料を堆積する方法には、チャンバ内に存在する水、酸素等の劣化要因因子との反応を最小限及び除去する工程を含む。前記工程は、陰極層材料の堆積直前又は堆積中に劣化要因因子を除去できるゲッター材を蒸着法又はスパッタリング法で蒸発又は気化させる方法である。それ故、堆積する陰極層材料において劣化要因因子と反応しない或いは最小限にとどまることで良好な膜が形成される。

ゲッター材を蒸発又は気化させる工程は、基板をチャンバ内に導入してから陰極層を堆積するまでの間、あるいは陰極層を堆積させる間に行うことが好ましく、これらを連続して行ってもよい。さらに、基板をチャンバ内に導入する前に行うようにしてもよい。
ゲッター材としては、アルカリ金属及びアルカリ土類金属、チタニウムやモリブデンといった遷移金属の単体或いは化合物、合金系でゲッター作用のある材料を選択する。劣化要因因子には、酸素、水、一酸化炭素、二酸化炭素、水素含有分子などが上げられるが、これらに限定されるものではない。したがって、劣化要因因子としては、除去したい劣化要因因子に対してゲッター作用のあるゲッター材を用いる。

第２電極層１０７の堆積装置として、蒸着チャンバの一例を図４に示す。
蒸着チャンバの、真空チャンバ内に電子注入層１０８を形成するための電子注入材料（電子輸送層を形成する際には電子輸送材料）及び陰極層１０９を形成するための抵抗加熱用蒸発源としての電極堆積用蒸発源４０１を２つ設置した。この２つの電極堆積用蒸発源４０１の上方となる位置に基板ホルダー部４０２を設けた。この基板ホルダー部４０２に、有機発光層１０４まで形成されたＴＦＴ基板１０１をセッティングする。さらに電極堆積用蒸発源４０１の周辺にゲッター材を蒸発させるためのゲッター材用蒸発源４０４を１又は２以上設ける。但し、蒸発したゲッター材がＴＦＴ基板１０１上に堆積しないように、ゲッター材用蒸発源４０４とＴＦＴ基板１０１との間に防着板４０５を配置する。なお、ここでは抵抗加熱蒸着法を用いた装置について説明しているが、第２電極材料またはゲッター材を蒸発させるのにイオンプレーティング法やスパッタリング法を用いることも可能である。
真空チャンバには、チャンバ内の酸素、水等の分圧を測定するために分圧測定器４０６を取り付ける。分圧測定器４０６には、四重極計質量分析計（Ｑ−ＭＡＳＳ）や分圧真空計を用いる。

次に、封止体について説明する。
有機ＥＬ表示装置としては電極間に発光材料を挟み、電流を流すことで発光させることが可能であるが、有機発光材料は大気中の水分や酸素によって容易に劣化してしまうため通常は外部と遮断するための封止体（図示せず）を設ける。封止体は例えば封止材上に樹脂層を設けて作製することができる。

封止材としては、水分や酸素の透過性が低い基材である必要がある。また、材料の一例として、アルミナ、窒化ケイ素、窒化ホウ素等のセラミックス、無アルカリガラス、アルカリガラス等のガラス、石英、耐湿性フィルムなどを挙げることができる。耐湿性フィルムの例として、プラスチック基材の両面にＳｉＯｘをＣＶＤ法で形成したフィルムや、透過性の小さいフィルムと吸水性のあるフィルムまたは吸水剤を塗布した重合体フィルムなどがあり、耐湿性フィルムの水蒸気透過率は、１０^−６ｇ／ｍ^２／ｄａｙ以下であることが好ましい。

樹脂層の材料の一例として、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコン樹脂などからなる光硬化型接着性樹脂、熱硬化型接着性樹脂、２液硬化型接着性樹脂や、エチレンエチルアクリレート（ＥＥＡ）ポリマー等のアクリル系樹脂、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）等のビニル系樹脂、ポリアミド、合成ゴム等の熱可塑性樹脂や、ポリエチレンやポリプロピレンの酸変性物などの熱可塑性接着性樹脂を挙げることができる。樹脂層を封止材の上に形成する方法の一例として、溶剤溶液法、押出ラミ法、溶融・ホットメルト法、カレンダー法、ノズル塗布法、スクリーン印刷法、真空ラミネート法、熱ロールラミネート法などを挙げることができる。必要に応じて吸湿性や吸酸素性を有する材料を含有させることもできる。封止材上に形成する樹脂層の厚みは、封止する有機ＥＬパネルの大きさや形状により任意に決定されるが、５〜５００μｍ程度が望ましい。なお、ここでは封止材上に樹脂層として形成したが直接有機ＥＬパネル側に形成することもできる。

最後に、有機ＥＬパネルと封止体との貼り合わせを封止室で行う。封止体を、封止材と樹脂層の２層構造とし、樹脂層に熱可塑性樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着のみ行うことが好ましい。熱硬化型接着樹脂を使用した場合は、加熱したロールで圧着した後、さらに硬化温度で加熱硬化を行うことが好ましい。光硬化性接着樹脂を使用した場合は、ロールで圧着した後、さらに光を照射することで硬化を行うことができる。

上記手順で生成された有機ＥＬパネルは、第１電極層１０２が形成されたＴＦＴ基板１０１上に有機発光層１０４が堆積されており、チャンバ内で前記有機発光層１０４上に第２電極層１０７を形成する際に、堆積直前及び堆積中に基板上に堆積しないように１又は２以上のゲッター材を蒸発させて生成している。このため、チャンバ内に存在し、かつ第２電極層１０７に影響を及ぼす劣化要因因子を除去或いは最小限にすることができ、第２電極層１０７として良好な層を形成することができる。したがって、第２電極層１０７が不純物を含むことに起因して発光効率や輝度の低下或いは寿命が短くなることを回避することができ、高発光効率、高輝度、長寿命化を実現することができる。

以下に本発明の実施例及び比較例を示す。
（実施例）
図１に示すＴＦＴ基板１０１として、支持体２０２上に設けられたスイッチング素子として機能する薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス基板を用いた。基板のサイズは２００ｍｍ×２００ｍｍでその中に対角５インチのディスプレイが中央に設置されており、このＴＦＴ基板１０１の上に陽極層１０５を形成させた。
その形成方法は、まず、スパッタ法を用いてＩＴＯ膜を厚さ１００ｎｍし、そのＩＴＯ膜を、フォトリソグラフィー法と酸溶液によるエッチングで幅２５μｍとなるようにパターニングして、陽極層（画素電極）１０５を形成した。画素数は３２０×２４０とした。

次に、陽極層１０５を形成したＴＦＴ基板１０１上に、隔壁となる絶縁層１０３を形成する。
すなわちまず、アクリル系のフォトレジスト材料を全面にスピンコートした。このとき、スピンコートの条件を、１５０ｒｐｍで５秒間回転させた後、５００ｒｐｍで２０秒間回転させ、高さ１．５μｍの塗膜を得た。その後、フォトリソ法により、電極間にライン状の絶縁層１０３を形成した。

次に、正孔輸送層１０６として陽極層１０５及び絶縁層１０３上に、厚さ２０ｎｍの酸化モリブデン（ＭｏＯｘ）を、真空蒸着法により積層させた。電極堆積用蒸発源４０１とＴＦＴ基板１０１との距離は３００ｍｍ、前記基板表面中心から前記蒸着源方向と前記基板表面の法線方向とのなす角度が０度となる位置に設置した。
次に、インターレイヤー材料であるポリビニルカルバゾール誘導体を濃度０．５％になるようにトルエンに溶解させたインキを用い、ＴＦＴ基板１０１を、図３の凸版印刷装置の被印刷基板３０７として平台３０８上にセッティングし、隔壁としての絶縁層１０３に挟まれた陽極層１０５の真上にそのラインパターンに合わせてインターレイヤー層を凸版印刷法により印刷した。印刷及び乾燥後のインターレイヤー層の膜厚は１０ｎｍとなった。

次に、有機発光材料であるポリフェニレンピニレン誘導体を濃度１％になるようにトルエンに溶解させた有機発光インキを用い、インターレイヤー層形成後のＴＦＴ基板１０１を被印刷基板３０７として凸版印刷装置にセッティングし、隔壁としての絶縁層１０３に挟まれた陽極層１０５のラインパターンに合わせて、狙い膜厚を８０ｎｍとして、凸版印刷法により印刷を行った。

次に、図４に示す真空蒸着法を用いた蒸着チャンバにより第２電極層１０７を堆積させる。材料の選択は電子注入材料としてＢａ、陰極材料としてＡｌ、ゲッター材としてＭｏを用いた。
一方の電極堆積用蒸発源４０１を作動させ、電子注入材料のＢａを、メタルマスクを用いて膜厚４ｎｍで堆積した後、他方の電極堆積用蒸発源４０１を作動させ、陰極材料のＡｌを、メタルマスクを用いて膜厚１５０ｎｍで堆積した。なお、第２電極層１０７の堆積直前及び堆積中は、ゲッター材としてのＬｉをゲッター材用蒸発源４０４により蒸発させ、ゲッター材により、チャンバ内に存在する水、酸素等の劣化要因因子の除去または低減を図った。
その結果、水分圧が１．０×１０^−６、酸素分圧が６×１０^−７という高真空環境を実現することができ、電子注入層１０８及び陰極層１０９の作製環境を向上させることができ、第２電極層１０７として良好な膜を形成することができた。

次に、キャップ型封止ガラスと接着剤とを、発光領域をカバーするように載せ、約９０℃で１時間接着剤を熱硬化して密閉封止し、アクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルを製作した。
このような製造方法を用いて作製したアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルは、第２電極層１０７の特性に影響を及ぼす劣化要因因子と第２電極層１０７との反応を抑制したことで良好な第２電極層１０７を形成することができ、かつ電子の注入効率を向上させ、尚且つ印加電圧が７Ｖで輝度が６００ｃｄ／ｍ２、初期輝度５００ｃｄ／ｍ２における輝度半減時間は２８０時間というように、高発光効率、高発光輝度、長寿命を得られた。

（比較例１）
実施例に対する比較例として、実施例とは異なる手順で有機ＥＬパネルを作製した。具体的には、第２電極層１０７の堆積直前及び堆積中にゲッター材を蒸発させず、他の工程については上記実施例と同様の条件で有機ＥＬパネルを作製した。
その結果、蒸着チャンバ内の劣化要因因子を除去することができず、水分圧が１．０×１０^−４、酸素分圧が９×１０^−５と真空度の悪い環境下で第２電極層が作製された。
選択した材料、膜厚は実施例と同様にした。また、その他工程は、実施例と同じとした。

そして、このように、蒸着チャンバ内に存在する酸素、水等と反応し劣化した第２電極層１０７が形成されたＴＦＴ基板１０１を用いて有機ＥＬパネルを作製した。
このような製造方法で作製した比較例のアクティブマトリックス駆動型有機ＥＬパネルは、実施例に対して電子の注入効率が悪くなり、尚且つ印加電圧が７Ｖで輝度２００ｃｄ／ｍ２、初期輝度５００ｃｄ／ｍ２における輝度半減時間は９０時間となり、発光効率及び寿命が低下した。

このように、第２電極層１０７の堆積直前及び堆積中にゲッター材を蒸発させることで、良好な第２電極層１０７を形成することができ、高発光効率、高発光輝度、長寿命の有機ＥＬパネルを得ることができた。
なお、上記実施の形態においては、本発明を、有機ＥＬ表示装置の有機ＥＬパネルに適用した場合について説明したが、これに限るものではなく、例えば、照明用の発光パネルに適用することも可能である。

１０１ ＴＦＴ基板
１０２ 第１電極層
１０３、２１０ 絶縁層
１０４ 有機発光層
１０５、２０１ 陽極層
１０６ 正孔輸送層
１０７ 第２電極層
１０８ 電子注入層（或いは電子輸送層）
１０９ 陰極層
２０２ 支持体
２０３ 活性層
２０４ ゲート絶縁膜
２０５ ゲート電極
２０６ ソース電極
２０７ ドレイン電極
２０８ 走査線
３０１ インキタンク
３０２ インキチャンバー
３０３ アニロックスロール
３０５ 版
３０６ 版胴
３０７ 被印刷基板
４０１ 電極堆積用蒸発源
４０２ 基板ホルダー
４０４ ゲッター材用蒸発源
４０５ 防着板
４０６ 分圧測定器

Claims (6)

1. 第１電極層が形成された基板上に、有機発光層と第２電極層とがこの順に積層されてなり、且つ前記第１電極層の上に前記有機発光層を積層した後、前記第２電極層を堆積チャンバ内で前記有機発光層の上に堆積させるようにした有機ＥＬ素子の製造方法であって、
   前記基板を、前記第１電極層側を下にして前記堆積チャンバ内の中央上方部に水平に配置し、
   前記堆積チャンバ内の、防着板で前記基板から隔てられた位置に１又は２以上のゲッター材を配置し、
   前記防着板を、その上端部が前記基板の下面よりも上に位置し且つ全体が前記基板全体よりも前記堆積チャンバの内壁側に位置するように立てた状態で配置することで、前記堆積チャンバの、前記防着板により区切られた前記基板が配置された領域よりも、前記ゲッター材が配置された領域の方が狭くなるようにし、
   前記第２電極層を前記堆積チャンバ内で堆積させる際に、当該堆積を行なう前及び／又は堆積中に前記堆積チャンバ内で、前記ゲッター材を前記基板に付着しないように蒸発させることを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
2. 前記第２電極層は、電子輸送層及び電子注入層の少なくとも何れか一方と、陰極層との積層構造で形成され、前記有機発光層と前記陰極層との間に、前記電子輸送層及び電子注入層の少なくとも何れか一方が配置されることを特徴とする請求項１記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
3. 前記ゲッター材は、アルカリ金属、アルカリ土類金属、及び遷移金属の単体、または、化合物、又は合金系の何れかであることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
4. 前記有機発光層は、凸版印刷法により形成されることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
5. 前記第１電極層は、正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも何れか一方と、陽極層との積層構造で形成され、前記有機発光層と前記陽極層との間に、前記正孔輸送層及び正孔注入層の少なくとも何れか一方が配置されることを特徴とする請求項１から請求項４の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
6. 表示素子として有機ＥＬ素子を備えた有機ＥＬパネルの製造方法であって、
   前記有機ＥＬ素子を、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の有機ＥＬ素子の製造方法を用いて作製することを特徴とする有機ＥＬパネルの製造方法。

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