(57)【要約】      （修正有）【課題】異物が混入した場合に、有機ＥＬ発光装置の製造コストを低減させること、及び、製造された製造コストの低い有機ＥＬ発光装置を提供する。【解決手段】有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、下部電極３００を形成する工程と、有機ＥＬ膜３０６を形成する工程と、有機ＥＬ膜に下部電極と接触する導電性の異物が混入した場合、下部電極に負電圧を印加するとともに、異物の周囲を選択的にかつ異物を覆うように、スパッタ法により正に帯電した絶縁粒子を堆積して絶縁膜４０２を形成する工程と、有機ＥＬと電気的に接続する上部電極５０２を形成する工程と、を含む製造方法。【選択図】図５
2019160528.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部電極を形成する工程と、
有機ＥＬ膜を形成する工程と、
前記有機ＥＬ膜に前記下部電極と接触する導電性の異物が混入した場合、前記下部電極に負電圧を印加するとともに、前記異物の周囲を選択的にかつ前記異物を覆うように、スパッタ法により正に帯電した絶縁粒子を堆積して絶縁膜を形成する工程と、
前記有機ＥＬと電気的に接続する上部電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする有機ＥＬ発光装置の製造方法。
【請求項２】
前記絶縁粒子は、窒化ケイ素、窒化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムであることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
【請求項３】
基板と、
基板の上に形成された下部電極と、
下部電極の上に形成された有機ＥＬ膜と、
スパッタ法により絶縁粒子が堆積して形成された膜であって、前記有機ＥＬ膜に前記下部電極と接触して混入した導電性の異物の周囲を選択的にかつ前記異物を覆う絶縁膜と、
前記有機ＥＬと電気的に接続する上部電極と、
を有することを特徴とする有機ＥＬ発光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機ＥＬ発光装置及び有機ＥＬ発光装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、有機ＥＬ（Electro-luminescent）素子を用いた表示装置や照明等の有機ＥＬ発光装置が実用化されている。有機ＥＬ素子は、陰極電極、陽極電極、及び、陰極電極と陽極電極の間に形成される有機ＥＬ膜等を含んで構成される。陰極電極、陽極電極及び有機ＥＬ膜等は、それぞれスパッタや蒸着によって形成される。
【０００３】
しかし、有機ＥＬ膜を形成する際に、異物が混入する場合がある。この場合、異物によって有機ＥＬ膜に欠損が生じ、陰極電極と陽極電極がショートするおそれがある。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１は、分子を１層ずつ積み上げ、非常に薄い封止膜を等方的に形成するＡＬＤ（Atomic Layer Deposition）法を用いて、封止膜を形成する点を開示している。これにより、封止膜は、高い被覆率で異物を覆う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１７６７１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１が開示するＡＬＤ法は、封止膜を厚く形成することが困難である。従って、大きな異物が混入した場合、異物が被覆されない場合がある。また、厚い封止膜を形成するには多大な時間がかかる為、製造コストが増加する。
【０００７】
さらに、ＡＬＤ法により膜を形成するためには、陰極電極、陽極電極及び有機ＥＬ膜を形成するための装置とは異なる専用の装置が必要であり、製造コストが増加する。
【０００８】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、異物が混入した場合に、陰極電極または陽極電極の成膜に使用している装置を用いて異物を覆う膜を形成することにより、有機ＥＬ発光装置の製造コストを低減させること、及び、当該方法により製造された製造コストの低い有機ＥＬ発光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、有機ＥＬ発光装置の製造方法であって、下部電極を形成する工程と、有機ＥＬ膜を形成する工程と、前記有機ＥＬ膜に前記下部電極と接触する導電性の異物が混入した場合、前記下部電極に負電圧を印加するとともに、前記異物の周囲を選択的にかつ前記異物を覆うように、スパッタ法により正に帯電した絶縁粒子を堆積して絶縁膜を形成する工程と、前記有機ＥＬと電気的に接続する上部電極を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
【００１０】
本発明の他の一態様は、有機ＥＬ発光装置であって、基板と、基板の上に形成された下部電極と、下部電極の上に形成された有機ＥＬ膜と、スパッタ法により絶縁粒子が堆積して形成された膜であって、前記有機ＥＬ膜に前記下部電極と接触して混入した導電性の異物の周囲を選択的にかつ前記異物を覆う絶縁膜と、前記有機ＥＬと電気的に接続する上部電極と、を有することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係るスパッタ法について説明する為の図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機ＥＬ発光装置の製造方法を示すフローチャートである。
【図３】有機ＥＬ発光装置の製造工程を示す図である。
【図４】有機ＥＬ発光装置の製造工程を示す図である。
【図５】有機ＥＬ発光装置の製造工程を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に評される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して詳細な説明を適宜省略することがある。
【００１３】
図１は、本発明にかかる有機ＥＬ発光装置５００の製造過程におけるスパッタ法について説明する為の図である。図１に示すように、スパッタ装置１００は、ターゲット１０２と、シールドリング１０４と、磁石１０６と、放電用電源１０８と、成膜用電源１２４と、を有する。また、スパッタ装置１００は、内部が真空であるチャンバ（図示なし）を有し、ターゲット１０２、シールドリング１０４、磁石１０６、及び膜１２２を形成する基板１２０は、チャンバ内に配置される。
【００１４】
ターゲット１０２は、基板１２０上に形成する膜１２２の材料である。具体的には、例えば、ターゲット１０２は、陰極電極の材料であるマグネシウム銀（ＭｇＡｇ）である。また、ターゲット１０２は、陽極電極の材料であるスズドープ酸化インジウム(ＩＴＯ：Indium Tin Oxide)である。また、ターゲット１０２は、後述する絶縁膜４０２の材料である窒化ケイ素、窒化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムである。
【００１５】
なお、ターゲット１０２は、対向して配置されたターゲットホルダ（図示なし）によって、向かい合うように固定される。また、スパッタ装置１００は、チャンバ内に複数のターゲット１０２を設置できる多元式のスパッタ装置１００、または、複数のチャンバを有するスパッタ装置１００であることが望ましい。この場合、スパッタ装置１００は、複数のターゲットホルダを有し、各ターゲットホルダには、下部電極３００、絶縁膜４０２及び上部電極５０２の材料であるターゲット１０２が固定される。
【００１６】
シールドリング１０４は、ターゲット１０２の周囲に配置される。具体的には、シールドリング１０４は、導電性の材料でリング状に形成される。図１のように、シールドリング１０４は、一部が欠けたリング状であってもよい。シールドリング１０４は、ターゲット１０２と接触しないように、かつ、ターゲット１０２の周囲に配置される。シールドリング１０４は、アース接地されることにより、対向するシールドリング１０４との間の領域にプラズマ１１６を閉じ込める。これにより、スパッタ粒子１１８がターゲット１０２から飛び出した後に、基板１２０以外の領域に付着する量を少なくすることができる。
【００１７】
磁石１０６は、対向して配置されたターゲット１０２の背後に、異なる極性が向かい合うように配置される。具体的には、例えば、磁石１０６は、円筒状の永久磁石１０６である。磁石１０６は、上側のターゲットホルダの背後（図１の上側）に、下側がＳ極となるように配置される。また、対向する磁石１０６は、下側のターゲットホルダの背後（図１の下側）に、上側がＮ極となるように配置される。磁石１０６は、ターゲット１０２の周囲を磁束で取り囲む磁場１１０を生成する。
【００１８】
放電用電源１０８は、シールドリング１０４とターゲット１０２間に電圧を印加する。具体的には、放電用電源１０８は、直流または交流の電圧を発生させる電圧源である。放電用電源１０８は、陽極側にアース接地されたシールドリング１０４が接続され、陰極側にターゲットホルダを介してターゲット１０２に接続される。放電用電源１０８は、例えばＡｒガス等の不活性ガスがチャンバ内部に少量充填された状態で、シールドリング１０４とターゲット１０２間に電圧を印加する。放電用電源１０８からターゲット１０２に供給された電子１１２は、上下に配置されたターゲット１０２間を往復運動する。このターゲット１０２間を往復運動する電子１１２は、チャンバ内に導入されたＡｒガスと衝突することでＡｒ粒子１１４を発生する。これにより、対向して配置されたターゲット１０２の間の空間に、プラズマ１１６が生成される。プラズマ１１６内のＡｒ粒子１１４は加速されて、ターゲット１０２に衝突する。Ａｒ粒子１１４がターゲット１０２に衝突することにより、正に帯電したターゲット１０２の粒子がはじき出され、プラズマ１１６の横に配置された基板１２０上に堆積する。これにより、基板１２０上にスパッタ粒子１１８で薄膜１２２が形成される。
【００１９】
成膜用電源１２４は、基板１２０上に形成された膜１２２に負電圧を印加する。具体的には、例えば、成膜用電源１２４は、直流電圧を発生させる電圧源であって、アース接地されたシールドリング１０４の電圧よりも低い電圧を基板１２０上に形成された膜１２２に印加する。基板１２０上に複数の膜１２２が形成されている場合には、成膜用電源１２４は、所定の膜１２２に対して負電圧を印加できる。例えば、基板１２０上に形成された所定の膜１２２に対してＦＰＣ等で形成される引き出し配線を設けてもよい。成膜用電源１２４は、当該引き出し配線に負電圧を印加することにより、所定の膜１２２に対して負電圧を印加できる。なお、図１では、成膜用電源１２４は、基板１２０と基板１２０上に形成された膜１２２の間に電圧を印加しているが、基板１２０と膜１２２は絶縁されているものとする。
【００２０】
なお、図１は、対向ターゲット式スパッタ装置１００を示しているが、本発明にかかるスパッタ法を実現するスパッタ装置は、ＤＣスパッタ装置、ＲＦスパッタ装置またはイオンビームスパッタ装置等の他の方式のスパッタ装置であってもよい。
【００２１】
続いて、有機ＥＬ発光装置５００の製造方法について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る有機ＥＬ発光装置５００の製造方法を示すフローチャートである。
【００２２】
まず、基板１２０を洗浄し、前処理を行う（Ｓ２０２）。具体的には、例えば、基板１２０に付着した異物３０４等を洗い流す為に、超音波洗浄等の洗浄が行われる。また、後述する下部電極３００乃至封止膜５０４以外に、絶縁性のバッファ層や、その他有機ＥＬ発光装置５００として機能するために必要な膜が形成される。
【００２３】
次に、基板１２０がチャンバ内に設置され、下部電極３００及び隔壁３０２が形成される（Ｓ２０４）。具体的には、洗浄、前処理がなされた基板１２０が、スパッタ装置１００のチャンバ内に設置される。チャンバの内部は、予め真空状態とされた後で、Ａｒガスが導入される。基板１２０がチャンバに設置された状態で、放電用電源１０８は、シールドリング１０４とターゲット１０２間に電圧を印加する。ここで、下部電極３００を形成する際に用いられるターゲット１０２は、陰極電極の材料であるマグネシウム銀である。放電用電源１０８がターゲット１０２に電圧を印加することにより、マグネシウム銀の粒子がバッファ層等を挟んで基板１２０上に堆積し、マグネシウム銀の薄膜が基板１２０上に形成される。なお、下部電極３００は、メタルマスクや、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の形状で形成される。また、図３では、下部電極３００と基板１２０の間に形成されるバッファ層を省略しているが、当該バッファ層等により、下部電極３００と基板１２０は絶縁されているものとする。隔壁３０２は、光を透過しない材料で形成され、有機ＥＬ発光装置５００の発光領域の外縁を定める。隔壁３０２は、スパッタ法または蒸着法のいずれによって形成されてもよい。
【００２４】
次に、有機ＥＬ膜３０６を形成する（Ｓ２０６）。具体的には、有機ＥＬ膜３０６は、下部電極３００の上に、蒸着法によって形成される。また、有機ＥＬ膜３０６は、印刷によって形成されてもよい。有機ＥＬ膜３０６は、ホール注入層、ホール輸送層、発光層、電子輸送層、及び、電子注入層が積層されることによって形成される。発光層は、下部電極３００から注入されたホールまたは電子の一方と、上部電極５０２から注入された他方とが再結合することにより発光する。ホール注入層、ホール輸送層、電子輸送層、及び、電子注入層については従来技術と同様である為説明を省略する。なお、有機ＥＬ膜３０６を形成する過程で、導電性の異物３０４が混入する場合がある。以下、有機ＥＬ膜３０６に、下部電極３００と接する異物３０４が混入したものとして説明する。
【００２５】
次に、成膜用電源１２４は、下部電極３００に負電圧を印加する（Ｓ２０８）。具体的には、基板１２０は、再度スパッタ装置１００のチャンバ内に配置される。チャンバの内部は、予め真空状態とされる。図３に示すように、成膜用電源１２４は、基板１２０を基準電圧として、基板１２０に負電圧を印加する。基準電圧は、シールドリング１０４の電圧と同じである。ここで、上記のように、導電性の異物３０４は、下部電極３００と電気的に接している。従って、導電性の異物３０４は、下部電極３００と同じ負電圧が印加される。
【００２６】
次に、異物３０４の周囲を選択的にかつ異物３０４を覆うように、スパッタ法により正に帯電した絶縁粒子を堆積して絶縁膜４０２を形成する（Ｓ２１０）。具体的には、チャンバの内部を真空状態にした後、チャンバの内部にＡｒガスが導入される。さらに、下部電極３００に負電圧が印加された状態で、放電用電源１０８は、基板１２０とターゲット１０２間に電圧を印加する。絶縁膜４０２を形成する際に用いられるターゲット１０２は、絶縁膜４０２の材料である窒化ケイ素、窒化チタン、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化ジルコニウムまたはチタン酸バリウムである。放電用電源１０８がターゲット１０２に電圧を印加することにより、上記材料の粒子である絶縁粒子が基板１２０上に堆積し、絶縁膜４０２が形成される。ここで、絶縁粒子は、正に帯電している。一方、有機ＥＬ膜３０６は帯電していない。そのため、正に帯電した絶縁粒子は、異物３０４の周囲に選択的に堆積し、異物３０４が混入にていない領域の有機ＥＬ膜３０６の上には堆積しない。従って、図４に示すように、絶縁膜４０２は、異物３０４の周囲を選択的にかつ異物３０４を覆うように形成される。
【００２７】
次に、有機ＥＬ膜３０６と電気的に接続する上部電極５０２を形成する（Ｓ２１２）。具体的には、基板１２０は、絶縁膜４０２が形成されたチャンバと同じチャンバ内に配置された状態で、上部電極５０２が形成される。ここで、上部電極５０２を形成する際に用いられるターゲット１０２は、陽極電極の材料であるスズドープ酸化インジウムである。放電用電源１０８がターゲット１０２に電圧を印加することにより、スズドープ酸化インジウムの粒子が基板１２０上に堆積し、スズドープ酸化インジウムの薄膜が有機ＥＬ膜３０６及び絶縁膜４０２の上に形成される。なお、上部電極５０２は、メタルマスクや、フォトリソグラフィ法を用いて、所定の形状で形成されてもよいし、基板１２０全体を覆うように形成されてもよい。
【００２８】
次に、封止膜５０４を形成する（Ｓ２１４）。具体的には、例えば、基板１２０は、スパッタ装置１００から取り出された後で、封止膜５０４が上部電極５０２の上に形成される。封止膜５０４は、下層バリア膜と、封止平坦化膜と、上層バリア膜を含んで構成される。封止膜５０４を形成する方法は従来技術と同様であるため、詳細な説明は省略する。封止膜５０４は、水分等の有機ＥＬ膜３０６が劣化する原因となる不純物が有機ＥＬ膜３０６に進入することを防止する。これにより、有機ＥＬ発光装置５００の寿命及び信頼性が向上する。以上の工程により、図５に示すように、有機ＥＬ発光装置５００は完成する。
【００２９】
なお、本発明は、有機ＥＬ発光装置５００は、画像を表示する有機ＥＬ表示装置の一部として形成されてもよい。具体的には、図５に示した有機ＥＬ発光装置５００は、有機ＥＬ表示装置の一画素に相当し、各画素がマトリクス状に配置されるようにしてもよい。各画素に相当する有機ＥＬ表示装置が、映像信号に基づいて異なる輝度及び色度で発光することにより、有機ＥＬ表示装置は画像を表示する。
【００３０】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００３１】
１００  スパッタ装置、１０２  ターゲット、１０４  シールドリング、１０６  磁石、１０８  放電用電源、１１０  磁場、１１２  電子、１１４  Ａｒ粒子、１１６  プラズマ、１１８  スパッタ粒子、１２０  基板、１２２  膜、１２４  成膜用電源、３００  下部電極、３０２  隔壁、３０４  異物、３０６  有機ＥＬ膜、４０２  絶縁膜、５０２  上部電極、５０４  封止膜。
【図１】
2019160528.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2019160528.tif 000006
【図５】
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