(57)【要約】【課題】転写プロセス全体のタクトタイムを短くし、高スループットで高性能な有機電界発光素子を形成する。【解決手段】真空蒸着により有機ドナー層１３が蒸着レート１ｎｍ／ｓｅｃ以上で形成されたドナー基板３と、第一電極１７が形成された被成膜基板５とを用意する。ドナー基板３と被成膜基板５とを重ねた状態で、ドナー基板３側から輻射線を照射して有機ドナー層１３を被成膜基板５の第一電極１７上に昇華転写して有機層２５を形成した後、有機層２５上に第二電極２９を形成して有機電界発光素子１を得る。【選択図】図１
2010287388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
真空蒸着により有機ドナー層が蒸着レート１ｎｍ／ｓｅｃ以上で形成されたドナー基板と、第一電極が形成された被成膜基板とを用意し、
上記ドナー基板と被成膜基板とを重ねた状態で、上記ドナー基板側から輻射線を照射して上記有機ドナー層を上記被成膜基板の第一電極上に昇華転写して有機層を形成した後、該有機層上に第二電極を形成して有機電界発光素子を得ることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の有機電界発光素子の製造方法において、
上記有機ドナー層が１又は２以上の低分子材料であることを特徴とする有機電界発光素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、有機電界発光素子の製造方法の改良に関し、特に、製造サイクルの短縮化対策に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
有機材料のエレクトロルミネッセンス（Electroluminescence）を利用した有機電界発光素子は、第一電極と第二電極との間に、正孔注入層、正孔輸送層、電子ブロッキング層、発光層、正孔ブロッキング層、電子輸送層及び電子注入層等を積層させた有機層を設けてなり、低電圧直流駆動による高輝度発光が可能な発光素子として注目されている。
【０００３】
このような有機電界発光素子を用いたフルカラーの表示装置は、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の各色の有機電界発光素子を基板上に配列形成してなる。このような表示装置の製造においては、少なくとも各色に発光する有機発光材料からなる発光層を発光素子毎にパターン形成する必要があり、真空蒸着法、インクジェット法又はレーザー転写法等によって形成されている。
【０００４】
因みに、レーザー転写法は、光熱変換層及び有機ドナー層が形成されたドナー基板と、第一電極及び画素等が形成された被成膜基板とを用いる方法であり、その転写要領は、まず、ドナー基板の有機ドナー層と被成膜基板の電極等を向かい合わせて配置する。次いで、ドナー基板の光熱変換層へレーザー光を照射して、光熱変換層に吸収された光エネルギーを熱に変換する。この際、レーザー光を所望の領域で走査させる。これにより、所定領域の有機ドナー層が気化し、パターン化した有機層が被成膜基板上に転写形成される。したがって、第一電極上の所定領域のみに発光層を選択的に転写することができる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３７８９９９１号公報（段落００１７欄）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記の各手法は、以下の欠点を有している。
【０００７】
（真空蒸着法）
・シャドーマスク（開口マスク）の撓みや伸びによって位置精度の高いパターン形成、高精細化が困難である。
【０００８】
・大型化に伴い、シャドーマスクを保持するフレームが巨大化、超重量化するため、それを取り扱う装置の巨大化や複雑化を招くだけでなく、製造工程における取扱いの安全性の問題も発生する。そのために、大型のシャドーマスクを利用した大型基板へのパターン化が極めて困難である。
【０００９】
・一般に、ルツボから固体粉末状の有機材料を気化させて対向する基板に有機材料を堆積させる手法であるため、高速蒸着レートで成膜すると、形成される膜は、低速蒸着レートで形成される膜に比べて低密度になり、これを用いた有機電界発光素子の性能が低い。よって、通常は、０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の低速蒸着レートで高密度に成膜することが行われる。
【００１０】
・有機電界発光素子において、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等の有機層の密度は、例えば１．１０ｇ／ｃｍ３〜１．５０ｇ／ｃｍ３の範囲に調整することにより、良好な発光特性を得ることができる。このため、通常、真空蒸着法では蒸着レートを低く設定せざるを得ないため、タクトタイムが長くなってしまう。
【００１１】
（インクジェット法）
・微細化に伴って隣の画素への混色等が起こり、着液位置制御等のパターニング精度に限界がある。
【００１２】
・一般に、高分子からなる有機発光材料が使われるが、高分子発光材料は、材料開発が難しい点があり、現状では低分子発光材料に比べて発光特性、寿命が劣っているという問題点がある。
【００１３】
・さらに、インクジェット法を用いた場合、上層となる材料の溶媒に対して、下地層が溶解しないように工夫しなければならないため、任意の下地層を用いることができないという制約がある。
【００１４】
・大型基板へのパターン形成に対しては、吐出液滴数の増加や吐出範囲の拡大により、多くのタクトタイムが必要となる。
【００１５】
・吐出液の溶媒がどのように乾燥するかによって、膜厚や膜の平坦性が大きく変わるため、それらのバラツキにより表示装置に表示ムラが発生し易い。
【００１６】
（レーザー転写法）
・先に有機ドナー層が成膜されたドナー基板を予め用意する必要がある。そのため、ドナー基板の作製に掛かる時間及び転写工程に掛かる時間が必要になる。すなわち、有機材料の原材料の粉末からパターン化有機層を形成するまでの全工程では、タクトタイムが長く、スループットが低いという問題がある。
【００１７】
この発明はかかる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、転写工程全体のタクトタイムを短くし、量産プロセスに適した高スループットで高性能な有機電界発光素子を製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記の目的を達成するため、この発明は、高速蒸着レートで形成した有機ドナー層を利用することを特徴とする。
【００１９】
具体的には、この発明は、次のような解決手段を講じた。
【００２０】
すなわち、第１の発明は、真空蒸着により有機ドナー層が蒸着レート１ｎｍ／ｓｅｃ以上で形成されたドナー基板と、第一電極が形成された被成膜基板とを用意し、上記ドナー基板と被成膜基板とを重ねた状態で、上記ドナー基板側から輻射線を照射して上記有機ドナー層を上記被成膜基板の第一電極上に昇華転写して有機層を形成した後、該有機層上に第二電極を形成して有機電界発光素子を得ることを特徴とする。
【００２１】
第２の発明は、第１の発明において、上記有機ドナー層が１又は２以上の低分子材料であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
第１，２の発明によれば、真空蒸着法で昇華転写用の有機ドナー層を形成する際の蒸着レートを、従来の０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下に比べて高速な１ｎｍ／ｓｅｃ以上にすることで、有機ドナー層形成工程のタクトタイムを短くできる。
【００２３】
これにより、転写工程全体のタクトタイムを短くし、量産プロセスに適した高スループットで有機電界発光素子を形成できる。
【００２４】
なお、有機材料の粉末から１ｎｍ／ｓｅｃ以上の高速蒸着レートで蒸着された有機ドナー層の密度は低いが、これを昇華転写することによって得られる被成膜基板上の有機層は密度が高くなっているため、高性能な有機電界発光素子を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】実施形態１に係る有機電界発光素子の製造工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は有機ドナー層の形成工程図、（ｂ）は支持基板上に第一電極、エッジカバー及びスペーサーを形成した段階の被成膜基板の断面図、（ｃ）は正孔注入層兼正孔輸送層を形成した被成膜基板の断面図、（ｄ）は有機ドナー層の昇華転写工程図、（ｅ）は有機電界発光素子の形成工程図をそれぞれ示す。
【図２】スペーサーの配置図である。
【図３】実施形態２に係る有機電界発光素子の製造工程のうち、有機ドナー層の形成工程図を模式的に示す断面図である。
【図４】実施形態３に係る有機電界発光素子の製造工程を模式的に示す断面図であり、（ａ）は有機ドナー層の形成工程図、（ｂ）は有機ドナー層の昇華転写工程図、（ｃ）は有機電界発光素子の形成工程図をそれぞれ示す。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、この発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
【００２７】
なお、以下の各実施形態は本質的に好ましい例示であって、その記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２８】
（実施形態１）
図１は実施形態１に係る有機電界発光素子１の製造方法を模式的に示す製造工程図であり、この図１に基づき実施形態１に係る製造方法を説明する。
【００２９】
まず、ドナー基板３及び被成膜基板５を用意する（図１（ａ）及び図１（ｃ）参照）。
【００３０】
実施形態１で使用するドナー基板３は、図１（ａ）に示すように、支持基板７上に、光熱変換層９、保護層１１及び有機ドナー層１３が支持基板７側からこの順に積層された構造をしている。
【００３１】
実施形態１で使用する被成膜基板５は、図１（ｃ）に示すように、支持基板１５上に、第一電極１７、エッジカバー１９、スペーサー２１及び正孔注入層兼正孔輸送層２３が支持基板１５側からこの順に積層及びパターニングされた構造をしている。各々の製造要領を各構成要素の具体例と共に以下に説明する。
【００３２】
＜ドナー基板３の製造方法＞
支持基板７としては、絶縁性の表面を有するものが好ましく、また、照射される特定波長領域の輻射線を透過することができるものであり、例えば、ガラスや石英等の無機材料から形成される基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックから形成される基板等を広く用いることができる。また、支持基板７としては、熱により膨張し難いものが望ましい。実施形態１では支持基板７としてガラスを用いた。
【００３３】
光熱変換層９は、上記輻射線を熱に変換する効率（光熱変換効率）が高く、かつ融点の高い材料又はその混合材料が好ましく、例えば、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）等の低光反射率な高融点金属を、スパッタ蒸着、電子ビーム蒸着、抵抗加熱蒸着又は印刷方式等で、上記支持基板７上に例えば厚み１００ｎｍに成膜する（図１（ａ）参照）。なお、光熱変換層９は上述の金属に限らず、カーボンブラックや有機色素顔料等を含有する材料からなる膜であってもよい。光熱変換層９のパターニングは、フォトリソグラフィプロセス等により可能であり、また、各種印刷方式等で直接に光熱変換層９を形成することも可能である。実施形態１では光熱変換層９としてチタンを用いた。ただし、加熱プレートや発熱体等により有機ドナー層１３を加熱して昇華する場合は、支持基板７の輻射線の透過及び光熱変換層９の形成は必ずしも必要でない。
【００３４】
保護層１１は、上記光熱変換層９が酸化や洗浄、加熱による衝撃等により剥離すること等から保護するために設けられるものであり、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）や窒化シリコン（ＳｉＮｘ）等の無機材料を、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法やスパッタ法等で、上記光熱変換層９上に例えば厚み１００ｎｍに成膜する（図１（ａ）参照）。実施形態１では保護層１１として窒化シリコンを用いた。
【００３５】
有機ドナー層１３は、電界発光性の有機材料（発光性低分子）、正孔輸送性の有機材料（正孔輸送性低分子）、及び電子輸送性の有機材料（電子輸送性低分子）で形成される。具体的には、４，４′−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（α−ＮＰＤ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム(III)（Ａｌｑ）、４，４′−ビス［Ｎ−（９，９−ジ（６）メチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（ＤＦＬＤＰＢｉ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム(III)（ＢＡｌｑ）、ＬＧ１０１（ＬＧ化学社製）、ＬＧ２０１（ＬＧ化学社製）、ＴＲ−Ｅ３１４（東レ社製）、ＮＨＴ−５（ノバレッド社製）、ＮＥＴ−５（ノバレッド社製）等の他に、４，４′−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル（ＣＢＰ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９−［４−（９−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（ＣｚＰＡ）、４，４′−ビス（２，２′−ジフェニルビニル）−ビフェニル（ＤＰＶＢｉ）等の芳香族ジメチリデェン化合物、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等のオキサジアゾール化合物、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）等のトリアゾ−ル誘導体、１，４−ビス（２−メチルスチリル）ベンゼン等のスチリルベンゼン化合物、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等の蛍光性有機材料、アゾメチン亜鉛錯体等、及び燐光性化合物、具体的には、（アセチルアセトナート）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム(III)（Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４′，６′−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２′］イリジウム(III)ピコリナート（ＦＩｒｐｉｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム(III)（Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム(III)アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム(III)アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム(III)（Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム(III)アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２′−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３′］イリジウム(III)アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２′）イリジウム(III)アセチルアセトナート（Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナート）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム(III)（Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金(II)（ＰｔＯＥＰ）等、及び蛍光性���合物、具体的にはペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（ＴＢＰ）、４，４′−ビス［２−（Ｎ−エチルカルバゾール−３−イル）ビニル］ビフェニル（ＢＣｚＶＢｉ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、Ｎ，Ｎ′−ジメチルキナクリドン（ＤＭＱｄ）、Ｎ，Ｎ′−ジフェニルキナクリドン（ＤＰＱｄ）、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（ＤＣＪＴＩ）、ルブレン、クマリン６、クマリン３０等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。実施形態１では、有機ドナー層１３の有機材料として発光層を形成する発光性低分子のＡｌｑを用いた。
【００３６】
この有機ドナー層１３は、以下のようにして形成される（図１（ａ）参照）。
【００３７】
上記光熱変換層９及び保護層１１が形成された支持基板７を真空チャンバー１０１内に配置する。一方、発光性低分子のＡｌｑ粉末を容積５ｃｍ３のルツボ１０３に５ｇ入れ、これを真空チャンバー１０１内に上記支持基板７との距離が１ｃｍ〜１ｍの範囲になるように対向配置して１００℃〜４００℃の範囲で加熱する。これにより、Ａｌｑが気化して支持基板７（保護層１１）に堆積し、有機ドナー層１３が成膜されたドナー基板３が得られる。この際、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃと２０ｎｍ／ｓｅｃとに設定してそれぞれドナー基板３を作製した。このようにして得られたドナー基板３の有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．２９ｇ／ｃｍ３であり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．１８ｇ／ｃｍ３であった。蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度の約９１％であった。このことは、実験データは省略するが、１ｎｍ／ｓｅｃ以上の高速蒸着レートで有機ドナー層１３を成膜する場合にも同様のことが言える。
【００３８】
＜被成膜基板５の製造方法＞
支持基板１５としては、絶縁性の表面を有するものが好ましく、例えば、ガラスや石英等の無機材料から形成される基板、ポリエチレンテレフタレート等のプラスチックから形成される基板、アルミナ等のセラミックスから形成される基板、アルミニウムや鉄等の金属基板にＳｉＯ２や有機絶縁材料等の絶縁物をコートした基板、金属基板の表面に陽極酸化法等の方法により絶縁化処理を施した基板等を用いることができる。また、その基板上にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の回路が形成されていてもよい。実施形態１ではガラス製の支持基板１５上にＴＦＴが形成されたものを用いた。
【００３９】
まず、支持基板１５上に第一電極１７を形成する（図１（ｂ）参照）。第一電極１７は、ここで作製する表示装置の駆動方式によって適する形状にパターニングされていることとする。例えば、この表示装置の駆動方式が単純マトリックス方式である場合には、この第一電極１７は例えばストライプ状に形成される。また、表示装置の駆動方式が画素毎にＴＦＴを備えたアクティブマトリックス方式である場合には、第一電極１７は複数配列された各画素に対応させてパターン形成され、同様に各画素に設けられたＴＦＴにそれぞれが接続される状態、または、これらのＴＦＴを覆う層間絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してそれぞれが接続される状態で形成されることとする。実施形態１においては、ＴＦＴ、層間絶縁膜、及び第一電極１７とＴＦＴとを接続するコンタクトホールについては、図示省略している。
【００４０】
また、第一電極１７には、ここで作製する表示装置の光取出し方式によってそれぞれ適する材質が選択して用いられることとする。すなわち、この表示装置が被成膜基板５の支持基板１５と反対側から光を取り出す上面発光型（トップエミッション型）である場合には、高反射性材料で第一電極１７を構成する。一方、この表示装置が、被成膜基板５の支持基板１５側から光を取り出す下面発光型（ボトムエミッション型）、又は両面発光型である場合には、光透明性材料で第一電極１７を構成する。
【００４１】
例えば、表示装置が上面発光型であり、第一電極１７を陽極として用いる場合、第一電極１７は、銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、プラチナ（Ｐｔ）、さらには金（Ａｕ）のように、光反射率の高い導電性材料、及びその合金、またはそれらと金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等の仕事関数が高い金属や、ＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)やＩＺＯ（Inidium-Zinc-Oxide）、ＩＤＩＸＯ（酸化インジウム−インジウム亜鉛酸化物；Ｉｎ２Ｏ３（ＺｎＯ）ｎ）、ＳｎＯ２等の透明導電材料等のような透過率の高い導電性材料との積層構造で構成される。
【００４２】
なお、表示装置が上面発光型であるが、第一電極１７を陰極として用いる場合には、第一電極１７は仕事関数が小さな導電性材料を用いて構成される。このような導電性材料としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）等の活性な金属と、Ａｇ、Ａｌ、インジウム（Ｉｎ）等の金属との合金、あるいはこれらを積層した構造を用いることができる。また、第一電極１７とその上層に形成される後述する有機層２５との間に例えば、Ｌｉ、Ｍｇ、Ｃａ等の活性な金属と、フッ素、臭素等のハロゲンや酸素等との化合物層を薄く挿入した構造としてもよい。
【００４３】
これに対して、表示装置が下面発光型又は両面発光型であり、第一電極１７を陽極として用いる場合には、ＩＴＯやＩＺＯ、ＩＤＩＸＯ、ＳｎＯ２等の透明導電材料で第一電極１７を構成する。
【００４４】
また、第一電極１７は、フォトリソグラフィプロセス及びエッチングにより、所望の形状及び大きさにパターニングされる。実施形態１では、下面発光型とし、第一電極１７としてＩＴＯを用いた。
【００４５】
次いで、第一電極１７形成後に支持基板１５上にエッジカバー１９及びスペーサー２１を形成する（図１（ｂ）参照）。エッジカバー１９及びスペーサー２１は、例えばポリイミドやアクリル樹脂、フォトレジスト等の感光性有機絶縁材料や酸化シリコンのような無機絶縁材料を用いて、第一電極１７の周縁を覆う状態にフォトリソグラフィプロセス等を用いてパターン形成される。
【００４６】
これにより、エッジカバー１９で形成された窓から第一電極１７を露出させた部分を、各有機電界発光素子が設けられる画素領域とする（図２参照）。
【００４７】
実施形態１では、エッジカバー１９及びスペーサー２１として感光性アクリル樹脂を用いた。ポジ型の感光性アクリル樹脂を略２μｍの厚さに塗布した後、露光、現像及び焼成を行って、エッジカバー１９及びスペーサー２１を形成した。この際、二重露光を行ってスペーサー２１とエッジカバー１９の高さが異なるようにした。具体的には、最初にエッジカバー１９のパターンを露光した後、スペーサー２１としたい領域以外の部分全てに再度露光を行ってから現像した。露光はそれぞれ１回目を２００ｍＪ／ｃｍ２、２回目を４０ｍＪ／ｃｍ２とした。この処理により、エッジカバー１９の高さは略１μｍ、スペーサー２１の高さは略２μｍとなった。さらにスペーサー２１は、図２のように、各画素について四方に配置されている。
【００４８】
また、実施形態１においては、スペーサー２１をエッジカバー１９と同時に形成したが、これに限らず、エッジカバー１９を形成した後、スペーサー２１を別途形成することもできる。さらにはスペーサー２１とエッジカバー１９の材料を異なるものとすることもできる。
【００４９】
エッジカバー１９及びスペーサー２１を形成した後に第一電極１７の表面を洗浄する。洗浄方法としては、例えば、アセトン、イソプロピルアルコール（Isopropyl Alcohol；ＩＰＡ）等を用いて、超音波洗浄を１０分間行った後、紫外線（ＵＶ）−オゾン洗浄を３０分間行う方法等が挙げられる。
【００５０】
第一電極１７の表面を洗浄した後、一般には、正孔注入層及び正孔輸送層を形成する（図１（ｃ）参照）。その形成手法として、正孔注入層を形成した後、その上に数十ｎｍの正孔輸送層を形成して積層構造とする手法がある。
【００５１】
正孔注入層としては、一例として、ＣｕＰｃ（銅フタロシアニン）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、３，４−ポリエチレンジオキシチオフェン／ポリスチレンサルフォネイト（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ〔4,4,4 -tris(３-methylphenylphenylamino)triphenylamine〕等が挙げられる。
【００５２】
正孔輸送層は、一般的な正孔輸送材料を用いて構成され、一例として、Ｎ，Ｎ’−ビス−（３‐メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ビス−（フェニル）−ベンジジン（ＴＰＤ）、Ｎ，Ｎ’−ジ（ナフタレン‐１‐イル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ベンジジン（α−ＮＰＤ）等の芳香族第三級アミン化合物、ポルフィリン化合物、ヒドラゾン化合物、キナクリドン化合物、スチリルアミン化合物等の低分子材料、ポリ［トリフェニルアミン誘導体］（Ｐｏｌｙ−ＴＰＤ）、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＣｚ）等の高分子材料、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＰＶ）、ポリ（ｐ−ナフタレンビニレン）前駆体（Ｐｒｅ−ＰＮＶ）等の高分子材料前駆体等や、無機ｐ型半導体材料等を用いることができる。
【００５３】
実施形態１では、上記手法によらず、正孔輸送層が正孔注入層も兼ねるようにした。つまり、正孔注入層兼正孔輸送層２３とし、真空蒸着法を用いてα−ＮＰＤを膜厚３０ｎｍに成膜した。
【００５４】
このようにしてそれぞれ作製したドナー基板３及び被成膜基板５を用いて、ドナー基板３上の有機ドナー層１３を被成膜基板５に昇華転写し、その後、有機電界発光素子１を作製する。
【００５５】
＜転写工程＞
まず、ドナー基板３と被成膜基板５とを有機ドナー層１３と正孔注入層兼正孔輸送層２３とが向き合うように対向配置する（図１（ｄ）参照）。このとき、正孔注入層兼正孔輸送層２３と有機ドナー層１３との距離はスペーサー２１により基板面内で一律的に規定される。また、その距離はエッジカバー１９及びスペーサー２１の高さによって変更できる。エッジカバー１９及びスペーサー２１はフォトリソグラフィプロセスを用いて形成されるため、数十ｎｍから１０μｍの厚みで変更することが可能である。また、実施形態１では、図２に示すように、四方に配置されたスペーサー２１の間に隙間Ｓを有している。これにより、各画素が密閉されないため、常に各画素間の圧力は均一となる。
【００５６】
次いで、真空排気は大気圧から１Ｐａ程度をオイルフリーのドライポンプで、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプ、複合分子ポンプ又はクライオポンプにより、具体的には、１×１０-３Ｐａ程度の範囲まで真空排気する。
【００５７】
また、クランピングフレームにより、両基板３，５の周囲を封入し、両基板３，５間を密閉した後、両基板３，５の外部側の気圧を上げることで、ドナー基板３と被成膜基板５とが均一に外気圧で押し付け、密着する方法も利用できる。これにより、ドナー基板３と被成膜基板５との距離を全画素で均一とすることができ、ドナー基板３から転写された膜のパターン精度及び膜厚均一性を高くすることが可能である。
【００５８】
また、真空排気することにより、有機材料の気化開始温度が下がり、より低エネルギーで転写が可能になるとともに、輻射線の照射や熱的な悪影響による劣化を防ぐことが可能である。
【００５９】
その後、この状態で、ドナー基板３の支持基板７側から輻射線Ｌを照射する（図１（ｄ）参照）。ここで、輻射線Ｌとして、レーザー光、ハロゲンランプやフラッシュランプ等のランプ光等を用いることができる。例えば、ＣＷレーザーダイオード（浜松ホトニクス社製、型番Ｌ９３９９）を用いて、波長８０８ｎｍのレーザー光を照射することで、光熱変換層９にレーザー光を吸収させ、光熱変換層９が光エネルギーを熱エネルギーに変換する。この変換された熱エネルギーにより有機ドナー層１３が加熱され、有機材料の気化開始温度に達したとき気化する。気化した有機材料は結果的に被成膜基板５上の画素領域に転写・堆積して有機層２５となる（図１（ｅ）参照）。
【００６０】
ここで、レーザー光を基板全面に均一かつ平均的に照射することで、レーザー光源の安定性、機械的な走査によるブレや焦点距離の変動等の原因によるビームプロファイルの不均一性の問題を抑制することができ、その問題により発生する膜厚の不均一に起因する表示装置の表示ムラを防ぐことができる。また、レーザー光としては面発光レーザー等を用いることで、均一かつタクトタイムの短い転写を行うことができる。つまり、レーザー転写法では、画素ライン数だけレーザーを走査しなければならないので多くのタクトタイムが必要となるが、面光源を利用してマスクを介した一括転写を用いれば転写工程におけるタクトタイムを短くすることが可能である。
【００６１】
このようにして得られた転写後の有機層２５の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．３０ｇ／ｃｍ３であり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．２９ｇ／ｃｍ３であった。つまり、２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで有機層２５を成膜すると、その密度は、０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機層２５の密度の約９９％であった。有機層２５の膜厚及び密度はＸ線反射率測定法を用いて、極低角度の反射率及び全反射臨界角から求めることができる。
【００６２】
＜有機電界発光素子１の作製工程＞
上述の如く被成膜基板５上に有機層２５を転写形成した後、ドナー基板３を被成膜基板５から取り外し、昇華転写された有機層２５上に電子注入層２７を成膜する。電子注入層２７は一般的な電子注入材料を用いて構成され、実施形態１では一例として、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を真空蒸着法により１ｎｍの膜厚に真空蒸着で成膜した。
【００６３】
次いで、電子注入層２７上に第二電極２９を真空蒸着法により形成する。第二電極２９は、第一電極１７が陽極である場合には陰極として用いられ、第一電極１７が陰極である場合には陽極として用いられる。また、ここで作製する表示装置が単純マトリックス方式である場合には、例えば第一電極１７のストライプと交差するストライプ状に第二電極２９が形成され、第一電極１７と第二電極２９の交差部が有機電界発光素子１となる。また、この表示装置が、アクティブマトリックス方式である場合には、この第二電極２９は、デバイス基板上を覆う状態で成膜され、各画素に共通の電極として用いられ、パターンされた第一電極１７と第二電極２９の交差部において、有機電界発光素子１が形成される。
【００６４】
また、この第二電極２９は、作製する表示装置の光取出し方式によってそれぞれ適する材質が選択して用いられることとする。すなわち、この表示装置が上面発光型または両面発光型である場合には、光透過性材料または半透過性材料で第二電極２９を構成する。一方、表示装置が下面発光型である場合には、高反射性材料で第二電極２９を構成する。実施形態１では、第二電極２９としてＡｌを膜厚１００ｎｍに成膜した。
【００６５】
最後に、ＵＶ硬化樹脂を用いて、支持基板１５に封止用ガラス（図示せず）を貼り合わせる。なお、さらに水分等が有機電界発光素子１に損傷を与えることを防ぐため、乾燥材を封入することもできる。
【００６６】
これらの工程により、実施形態１に係る有機電界発光素子１を作製した。０．２ｎｍ／ｓｅｃの蒸着レートで作製したドナー基板３を用いた有機電界発光素子１（以下、「転写素子Ａ」という）と、２０ｎｍ／ｓｅｃの蒸着レートで作製したドナー基板３を用いた有機電界発光素子１（以下、「転写素子Ｂ」という）との定電流１０ｍＡ／ｃｍ２における電流効率をそれぞれ測定した。その結果は、転写素子Ａでは３．３ｃｄ／Ａであり、転写素子Ｂでは３．２ｃｄ／Ａであった。すなわち、Ａｌｑの蒸着レートを変えて成膜した昇華転写用の有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが速いほど低いが、転写後の有機層２５の密度及び転写素子の電流効率は有機ドナー層の蒸着レートに依存せず、良好な特性が得られた。
【００６７】
このような手法に辿り着いたのは、以下のことに着目したからである。
【００６８】
つまり、一般に、真空蒸着法では、例えば１ｎｍ／ｓｅｃ以上の高速蒸着レートで成膜すると、形成される膜は、例えば０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の低速蒸着レートで形成される膜に比べて低密度になり、この有機層２５をそのまま有機電界発光素子１の機能層として用いた場合には、有機電界発光素子１の性能が低いことが知られている。よって、通常、０．２ｎｍ／ｓｅｃ以下の蒸着レートで高密度に成膜される必要がある。有機電界発光素子１において、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、正孔阻止層、電子輸送層、電子注入層等の有機層２５の密度は例えば１．１０ｇ／ｃｍ３〜１．５０ｇ／ｃｍ３の範囲に調整することにより、良好な発光特性を得ることができる。これらの理由から、真空蒸着法では蒸着レートを低く設定せざるを得ないため、タクトタイムが長くなってしまう。
【００６９】
実施形態１では、上述の如く２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで有機ドナー層１３を成膜すると、その密度は、０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度の約９１％であった。しかし、この高速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３を、上記の昇華転写工程を行うことで、転写されて形成された有機層２５は、低速蒸着レートで成膜された有機ドナー層１３と同等の高密度であり、これを機能層として用いた有機電界発光素子１の性能は低速蒸着レートで成膜して機能層として用いた有機電界発光素子１の性能と同等で、良好であることを見出したことによるものである。
【００７０】
すなわち、高速蒸着レートで有機ドナー層１３を低密度に成膜することで、有機ドナー層１３の形成工程にかかるタクトタイムを大幅に削減することができ、これを昇華転写して形成した有機層２５を用いることで、高スループットで高性能な有機電界発光素子１を作製することが可能となったのである。
【００７１】
このことは、固体粉末から高速で堆積させた膜のモルフォロジーと、一旦成膜した薄膜から高速で再堆積させたときとでは、形成された膜のモルフォロジーが大きく異なるためと考えられる。例えば、固体粉末から高速で堆積させる場合、有機分子がある程度集まったクラスター状態で対向する基板に堆積することが知られている。このクラスター状態の薄膜を再度加熱して昇華転写し、このような段階を経ることで、被成膜基板上には孤立分子状態で高密度に堆積すると考察できる。
【００７２】
（実施形態２）
実施形態１との違いは、発光層の有機ドナー層１３としてＣＢＰ（4,4'-N,N'-dicarbazole-biphenyl）をホスト材料とし、かつイリジウム錯体Ｉｒ（ｐｐｙ）３をドーパント材料としたものとしている点である。その他は実施形態１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７３】
実施形態２における有機ドナー層１３は、図３に示すように、ＣＢＰ粉末を入れたルツボ１０３及びＩｒ（ｐｐｙ）３粉末を入れたルツボ１０３のそれぞれの加熱温度を調整すること、及びルツボ１０３とドナー基板３との間の距離を調整することにより、ホスト１０３とドーパントを合わせた共蒸着の蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃと２０ｎｍ／ｓｅｃとに設定して、それぞれドナー基板３を作製した。
【００７４】
また、図示しないが、有機層の転写後、Ａｌｑを真空蒸着で成膜し、電子輸送層とした。それ以外は、実施形態１と同様の方法によって第二電極等を形成し、最終的に有機電界発光素子（転写素子Ａ，Ｂ）を作製した。
【００７５】
その結果、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃであるドナー基板３の有機ドナー層１３の密度は、１．１５ｇ／ｃｍ３であり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃであるドナー基板３の有機ドナー層１３の密度は、１．０６ｇ／ｃｍ３であった。つまり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度の約９２％であった。また、転写後の有機層２５の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．１５ｇ／ｃｍ３であり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの場合も同様に、１．１５ｇ／ｃｍ３であった。つまり、２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで有機層２５を成膜すると、その密度は、０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機層２５の密度の１００％であった。さらに、これらを用いて作製した有機電界発光素子１の定電流２．５ｍＡ／ｃｍ２における電流効果、つまり、０．２ｎｍ／ｓｅｃの蒸着レートで作製したドナー基板３を用いた転写素子Ａでは、１１．５ｃｄ／Ａであり、２０ｎｍ／ｓｅｃの蒸着レートで作製したドナー基板３を用いた転写素子Ｂでは１１．６ｃｄ／Ａであった。すなわち、リン光発光性材料を用いて蒸着レートを変えて成膜した昇華転写用の有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが速いほど低いが、転写後の有機層の密度及び転写素子の電流効率は有機ドナー層１３の蒸着レートに依存せず、良好な特性が得られた。
【００７６】
（実施形態３）
実施形態１との違いは、正孔輸送層兼発光層２３をドナー基板３から転写で被成膜基板５上に形成している点である。その他は実施形態１と同様であるので、その詳細な説明は省略する。
【００７７】
実施形態３では、有機ドナー層１３の有機材料として正孔輸送性低分子のα−ＮＰＤを用いた。
【００７８】
実施形態３における有機ドナー層１３は、α−ＮＰＤ粉末を入れたルツボ１０３の加熱温度を調整すること、及びルツボ１０３とドナー基板３との間の距離を調整することにより、蒸着レートを０．２ｎｍ／ｓｅｃと２０ｎｍ／ｓｅｃとに設定して、それぞれドナー基板３を作製した。
【００７９】
また、正孔輸送層兼発光層２３の転写後、Ａｌｑを発光層２５として真空蒸着で成膜した。それ以外は、実施形態１と同様の方法によって、図４のように第二電極２９等を形成し、最終的に有機電界発光素子１（転写素子Ａ，Ｂ）を作製した。
【００８０】
その結果、α−ＮＰＤの蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃであるドナー基板３の有機層２５の密度は、１．１２ｇ／ｃｍ３であり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃであるドナー基板３の有機ドナー層１３の密度は、１．０３ｇ／ｃｍ３であった。つまり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機ドナー層１３の密度の約９２％であった。また、転写後の有機層２５の密度は、蒸着レートが０．２ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．１２ｇ／ｃｍ３であり、蒸着レートが２０ｎｍ／ｓｅｃの場合には１．１１ｇ／ｃｍ３であった。つまり、２０ｎｍ／ｓｅｃの高速蒸着レートで有機層２５を成膜すると、その密度は、０．２ｎｍ／ｓｅｃの低速蒸着レートで成膜した有機層２５の密度の約９９％であった。さらに、これらを用いて作製した有機電界発光素子１の定電流１０ｍＡ／ｃｍ２における電流効果、つまり、０．２ｎｍ／ｓｅｃの蒸着レートで作製したドナー基板３を用いた転写素子Ａでは、３．４ｃｄ／Ａであり、２０ｎｍ／ｓｅｃの蒸着レートで作製したドナー基板３を用いた転写素子Ｂでは３．４ｃｄ／Ａであった。すなわち、正孔輸送性材料のα−ＮＰＤの蒸着レートを変えて成膜した昇華転写用の有機ドナー層１３の密度は、蒸着レートが速いほど低いが、転写後の有機層２５の密度および転写素子の電流効率は有機ドナー層の蒸着レートに依存せず、良好な特性が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００８１】
この発明は、大型有機ＥＬＴＶ等の生産性向上に寄与し得る有機電界発光素子の製造方法として有用である。
【符号の説明】
【００８２】
１    有機電界発光素子
３    ドナー基板
５    被成膜基板
１３  有機ドナー層
１７  第一電極
２３  正孔輸送層兼発光層
２５  有機層
２９  第二電極
３１  電子輸送層
Ｌ    輻射線
【図１】
2010287388.tif 000003
【図２】
2010287388.tif 000004
【図３】
2010287388.tif 000005
【図４】
2010287388.tif 000006