(57)【要約】【課題】流水式の洗浄方法、有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルの製造方法、および、フルカラーディスプレイパネルを提供すること。【解決手段】（１）周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に供給し、基板の表面に付着した異物を除去することを特徴とする基板洗浄方法。（２）周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に供給する洗浄工程と、高純度のガスを、当該ガスの供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に吹き付ける乾燥工程とを含むことを特徴とする基板洗浄方法。【選択図】　　　　図３
2004041883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、当該洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に供給し、当該基板の表面に付着した異物を除去することを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
前記基板の被洗浄表面と前記洗浄液を供給する供給開口との距離は、当該供給開口の１．５倍以上に保たれていることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、当該洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に供給する洗浄工程と、高純度のガスを、当該ガスの供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた前記基板に連続的に吹き付ける乾燥工程とを含むことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項４】
周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、当該洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれたパターニング済みのＩＴＯガラス基板に連続的に供給する洗浄工程と、高純度のガスを、当該ガスの供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた前記ＩＴＯガラス基板に連続的に吹きつける乾燥工程と、Ｂ、Ｇ、Ｒの発光層を含む有機化合物薄膜を乾燥後の前記ＩＴＯガラス基板上に形成する有機化合物薄膜形成工程と、前記有機化合物薄膜上に金属電極を形成する金属電極形成工程と、封止膜を形成する封止膜形成工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の方法を用いて作製したことを特徴とする有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス基板や半導体基板（ウェハ）等の基板洗浄方法、有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルの製造方法および有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、無機エレクトロルミネッセンス素子に代わり、有機エレクトロルミネッセンス素子（以下、有機ＥＬ素子という）に関する研究開発が進んでいる。
【０００３】
有機ＥＬ素子は数Ｖ〜数十Ｖ程度の低電圧で発光が可能であり、面状自発光、薄型、完全固体素子、高速応答性等から注目を浴び、当該有機ＥＬ素子を発光素子として用いたフルカラーディスプレイ装置やプロジェクション装置等が数多く提案される状況に至っている。
【０００４】
有機ＥＬ素子は、一般に、蛍光性有機化合物を含む有機化合物からなる薄膜を陽極と陰極とで挟んだ構成を有し、前記薄膜に電子および正孔を注入し、再結合させて励起子を生成させ、この励起子が失活するときの光の放出を利用して発光する素子である。
【０００５】
また、有機ＥＬ素子、例えば、有機化合物薄膜を挟む電極の少なくとも一方の電極として、酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯという）等からなる透明電極をガラス等の透明基板上に設ける工程と、その上に、発光層を含む有機化合物薄膜を形成する工程と、もう一方の電極を前記薄膜の外側に形成する工程と、封止膜で封止する工程を含む所定の工程を経て製造される。
【０００６】
有機ＥＬ素子を発光素子（画素）とするフルカラーディスプレイパネルは、Ｂ、Ｇ、Ｒの各発光層を有する有機ＥＬ素子をマトリックス状に配置した有機ＥＬ素子の集合体であり、このようなパネルの製造においては、数μｍ以下の微小なゴミ（異物）の存在が不具合を引き起こす原因となる。
【０００７】
例えば、ガラス基板あるいはＩＴＯによる電極が形成された後のガラス基板に微少なゴミ（異物）が付着しており、その上に有機化合物からなる１μｍ以下の薄膜を積層しようとしても、均一な薄膜を形成することは困難であり、リーク電流を発生する原因となる。
【０００８】
リーク電流の発生は発光効率の低下を招来するのみならず有機化合物薄膜を破壊し、例えば、ディスプレイパネルとしての機能を著しく低下せしめる。
【０００９】
このような異物の付着は、有機ＥＬ素子の製造に係わる分野においてのみ問題視されるものではなく、半導体基板（シリコンウェハ）を取り扱う分野においても重要視される問題である。
【００１０】
このような問題解決のために、従来、多くの洗浄方法が提案されているが、代表的な洗浄方法としては、洗浄液を満たした洗浄槽内に基板を垂直に保持した後、当該洗浄槽の底壁または側壁に設けてある超音波振動子を振動させ、前記洗浄液を介して伝搬する超音波エネルギーで洗浄する超音波洗浄方法、直線移動する基板に洗浄液を供給するとともに、当該洗浄液に適宜の周波数の超音波を伝搬させて洗浄する流水式の超音波洗浄方法、あるいは、前記した流水式の超音波洗浄における洗浄液供給手段に加えて高圧液体を噴射する高圧洗浄ノズルを設けた組み合わせの洗浄方法等がある。
【００１１】
上記において、洗浄槽を要する超音波洗浄方法はバッチ式で基板洗浄ができるので効率が良く、一方、流水式の超音波洗浄方法は一枚一枚洗浄するので洗浄効率は悪いが、除去した異物の再付着を防止できる構成が採り入れやすいという利便性を有する。
【００１２】
洗浄槽を用いる超音波洗浄方法は、例えば、特開２００２−９３７６５公報で提案され、また、流水式の超音波洗浄方法は、例えば、特開平１０−３０９５４８号公報で提案され、更に流水式の超音波洗浄と高圧液体噴射とを組み合わせた洗浄方法は、例えば、特開平９−１７１９８６号公報で提案されている。
【００１３】
前述した特開平１０−３０９５４８号公報における洗浄方法は、それ以前の超音波洗浄方法に用いられていた１ＭＨｚ程度の超音波では、基板との界面における水の層を撹乱させる力が弱く、結果として、基板表面に付着している異物の除去が充分にできないという問題点に対処した洗浄方法を提供するものであり、また、除去した異物の再付着を防止できる洗浄方法を提供する。
【００１４】
具体的には、基板に対して流水と超音波を印加し、基板に漏洩弾性表面波等を励起させ、基板表面に流動力を発生せしめて異物の除去を行うとともに、前記基板を前記漏洩弾性表面波の進行方向とは逆方向に搬送することにより除去後の異物の再付着を抑制する洗浄方法である。
【００１５】
上記の洗浄方法は、異物の除去と同時に除去した異物の再付着を防止できる極めて有用な方法である。
【００１６】
ここで、洗浄時の超音波は、除去する異物の大きさが小さいほど周波数を高くする必要があり、有機ＥＬ素子においては数μｍ以下の異物を除去するために数百ｋＨｚ以上の周波数にする必要がある。
【００１７】
しかしながら、漏洩弾性波の周波数を上げるのは限界があるため、洗浄液に直接超音波を加えて洗浄液の衝撃力で異物を取り除かなければならない。
【００１８】
更に、異物が小さいほど異物の表面エネルギーが高いので、基板と洗浄液供給のためのヘッドとを略直角に配置し、衝撃力を高めてはいるものの、異物が再付着しやすい。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記のような点に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、特に有機ＥＬ素子のための基板洗浄に好適な、改良した流水式の洗浄方法を提供することにあり、また、他の目的は、上記の洗浄方法を取り込んだ有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルの製造方法、および、前記製造方法により作製した有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルを提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は下記の構成によって達成することができる。
【００２１】
（１）周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、当該洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に供給し、当該基板の表面に付着した異物を除去することを特徴とする基板洗浄方法。
【００２２】
（２）前記基板の被洗浄表面と前記洗浄液を供給する供給開口との距離は、当該供給開口の１．５倍以上に保たれていることを特徴とする前記（１）に記載の基板洗浄方法。
【００２３】
（３）周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、当該洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた基板に連続的に供給する洗浄工程と、高純度のガスを、当該ガスの供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた前記基板に連続的に吹き付ける乾燥工程とを含むことを特徴とする基板洗浄方法。
【００２４】
（４）周波数２００ｋＨｚ以上の超音波を印加した洗浄液を、当該洗浄液の供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれたパターニング済みのＩＴＯガラス基板に連続的に供給する洗浄工程と、高純度のガスを、当該ガスの供給方向となす角度が２０°乃至６０°に保たれた前記ＩＴＯガラス基板に連続的に吹きつける乾燥工程と、Ｂ、Ｇ、Ｒの発光層を含む有機化合物薄膜を乾燥後の前記ＩＴＯガラス基板上に形成する有機化合物薄膜形成工程と、前記有機化合物薄膜上に金属電極を形成する金属電極形成工程と、封止膜を形成する封止膜形成工程とを含むことを特徴とする有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネルの製造方法。
【００２５】
（５）前記（４）に記載の方法を用いて作製したことを特徴とする有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネル。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に本発明に係わる実施の形態の一例を図面に基づいて説明する。
【００２７】
図１は有機ＥＬ素子の構成の一例を模式的に示す断面図である。
図において、１は透明ガラスからなる基板、２はＩＴＯからなる透明電極（陽極）、３は発光層を含む有機化合物薄膜、４はアルミニウムからなる金属電極（陰極）、５は封止膜であり、前記電極に対して電圧を印加することにより矢示の方向に発光する。
【００２８】
上記のような構成を有する有機ＥＬ素子からなるフルカラーディスプレイパネル（有機ＥＬ素子を発光素子（画素）とするパネルの意）の製造を考慮したとき、前記透明電極２はスパッタリングにより基板１上に形成したＩＴＯ薄膜をフォトリソグラフィ法によりパターニングすることにより形成でき、有機化合物薄膜３、例えば、Ｂ、Ｇ、Ｒの発光層は、その発光層に対応したシャドーマスクを用いての真空蒸着法により形成することができ、また、発光層以外の有機化合物薄膜、例えば、電荷注入層や電荷輸送層なども真空蒸着法により形成せしめることができる。
【００２９】
また、金属電極４はスパッタリングあるいは電子ビーム蒸着法とシャドウマスクとの組み合わせにより形成でき、有機ＥＬ素子の劣化防止のための封止膜５は、例えば、紫外線硬化タイプの高分子樹脂を硬化させることによって得られる。
【００３０】
これら要素（層）を形成するために適宜の公知技術を用いることができる。
なお、上記工程の適宜のところで洗浄あるいは乾燥等の必要な処理が施されることはいうまでもない。
【００３１】
図２はフルカラーディスプレイパネルを説明するための部分的模式図である。図において、２０、２１、２２はＩＴＯからなる透明電極２を構成する電極列であり、電極列２０は参照符号２００、２０１等の電極で構成され、同様に、電極列２１および電極列２２も、それぞれが、複数の電極２１０、２１１等、あるいは、２２０、２２１等で構成されている。
【００３２】
各電極列を構成する電極間は、電極のパターニング処理により形成したＩＴＯからなる配線部（参照符号なし）で接続してある。
【００３３】
前記電極列２０、２１、２２は、パネルのできあがり状態において、それぞれＢ、Ｇ、Ｒの発光列となり、各電極列を形成するそれぞれの電極は、Ｇ、Ｂ、Ｒの発光素子（画素）として機能するように作製される。
【００３４】
本発明に係わる洗浄は、上記の如く透明電極２を形成した後であって、基板１上に有機化合物薄膜３を蒸着する前の段階で実施する超音波洗浄に係わるもので、適宜の大きさに切断された基板１に対して所定角度をもって超純水あるいは溶剤（中性洗剤）等の洗浄液を付与するとともに、当該洗浄液に超音波を印加することを特徴とする。
【００３５】
即ち、基板と洗浄液を供給するノズルとの関係を説明するための模式図である図３に示すように、透明電極２を有する面を上側に向け、水平面に対して所定の角度を以て適宜の支持手段で支持された基板１に対して、ノズル６０は水平面と垂直な方向から洗浄液Ｗを流出落下するように構成してある。
【００３６】
斯様に、洗浄液Ｗは基板１の表面に沿って自重落下方向に移動し、後続の洗浄液が、その前に基板に向けて流出し、異物を除去した洗浄液を強制的に下方に追いやる形で連続的に供給されるため、除去された異物が再度基板１に付着することはない。
【００３７】
本実施の形態においては、前記洗浄液Ｗの供給方向（落下方向）と前記基板１とのなす角度θ１を約３０°としたが、洗浄能力および除去後の異物の洗浄面に対する再付着を防止するためには、角度θ１は２０°〜６０°の範囲が好適であり、３０°〜５０°がより好ましい。
【００３８】
換言すれば、角度θ１は２０°以下だと、超音波を加えた洗浄液の衝撃力が弱くなるので好ましくなく、また、６０°を越えると除去した異物が再付着しやすくなるので好ましくない。
【００３９】
なお、前記基板１と前記ノズル６０との位置が固定である場合、当該基板１の上下方向における幅が大きいと洗浄に時間が掛かったり、時として洗浄ムラができる危惧があるので、その場合には、ノズル先端と前記基板１とが、所定の間隙を保った状態で相対的に移動する構成とすることが有効である。
【００４０】
その際、例えば、基板１が移動される形態であれば、未洗浄の基板面に新規な洗浄液が順次供給されるように、角度θ１を保ちながら図の右側上方に移動するように構成することが肝要である。
【００４１】
即ち、洗浄済みの基板面上に、その後の他の板面上を洗浄した洗浄液に浸されないようにすることが望ましい。
【００４２】
前記ノズル６０を先端に有するヘッド６内には、その内部構成を模式的に図４に示す如く、洗浄液Ｗに超音波を印加するための振動子６３が備えてあり、これにより、当該洗浄液を介して超音波の衝撃力が加わる。
【００４３】
上記構成を用いての超音波洗浄を、横幅１００ｍｍ×縦幅１００ｍｍのサイズの基板１に対して、超純水からなる洗浄液１８Ｌ／ｍｉｎを供給しながら、振動子６３を周波数２００ｋＨｚで作動させ、１μｍ以上のサイズの異物の除去率をみたが、洗浄液を基板の直角方向から供給した場合に比して除去率が高く、洗浄前に測定した異物付着の状態を１００としたとき、８５％〜８８％の除去率を確認することができた。
【００４４】
なお、カーテン状の洗浄液の流れを得るためのノズル６０は図の横幅方向（紙面の表裏方向）にのびたスリット（開口）を有する。
【００４５】
本実施の形態において、前記スリットの横幅方向に直交する方向の幅（以下、この幅をノズル口径という）は２ｍｍとした。
【００４６】
ノズルを含むヘッド、あるいは、洗浄装置としては、例えば、型式Ｗ−３５７Ｐ−５０（本多電子株式会社製）が使用できる。
【００４７】
なお、ノズル６０の先端と基板表面との間隔は、ノズル口径の０．５倍〜５倍位の範囲に設定することが好ましく、ノズル口径の１．５倍〜３．０倍がより好ましい。
【００４８】
０．５倍未満であると基板に当接した後の洗浄液がノズル方向に逆流する傾向を示し、また、５倍を越えると洗浄液の衝撃力が弱くなるので好ましくない。
【００４９】
前記構成において、振動子の発信周波数を４００ｋＨｚ、６００ｋＨｚ、８００ｋＨｚと振るとともに、洗浄液の供給量も前記よりも高めに振って除去率を確認したところ、周波数および供給量を上げたほうが若干良い結果を示した程度であった。
【００５０】
また、前記洗浄に続いて高純度ガス７０を基板表面に吹き付け、基板の乾燥と異物の除去の改良を図ったところ、洗浄液の痕跡もない良好な乾燥がなされ、かつ、異物の除去率も約９１％程度まで高めることができた。
【００５１】
このときの基板とガスの吹きつけ方向との関係は、洗浄のときと同様に（図３参照）、基板を水平面に対して所定角度傾けるとともに、高純度ガス７０の吹きつけ方向を水平面に対して垂直方向とした。
【００５２】
具体的には、高純度ガス７０の供給方向と基板とのなす角度（θ２）を所定の範囲で振り、また、高純度ガス７０の噴出圧力を０．５ｋｇ／ｃｍ２〜３ｋｇ／ｃｍ２の実際的な範囲で振って処理後の基板表面を観察したところ、角度は洗浄時と同じ２０°〜６０°の範囲が好ましく、ガス供給状態は余り結果に影響しないことがわかった。
【００５３】
角度（θ２）が２０°未満の場合、基板に加わるガスの噴出圧力が低下して好ましくなく、６０°を越えると、吹き付けたガスで飛散した洗浄液が基板上に残留しやすくなって好ましくない。
【００５４】
なお、高純度ガス７０としては窒素ガスを用いたが、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスが使用できる。
【００５５】
また、洗浄工程と乾燥工程での基板が上述の如くに同じであれば、基板の搬送機構も複雑化から解放される。
【００５６】
更に、基板が滞留するバッチ式と異なり、洗浄工程から乾燥工程まで連続して行えるので生産性も高くなる。
【００５７】
上述のように、超音波洗浄または超音波洗浄工程と、高純度ガス７０の吹きつけによる乾燥工程とを経た後の基板１上に、公知の技術を用いて、Ｂ、Ｇ、Ｒの発光層を含む有機化合物薄膜を真空蒸着で形成し、又、金属蒸着により金属電極（陰極）を設け、更に、封止工程で紫外線硬化タイプの高分子樹脂による封止膜で前記薄膜等を基板上に封止してフルカラーディスプレイパネルを製造し、通電状態における電流のリークを調べたが、漏洩電流は検知されなかった。
【００５８】
本実施の形態において、透明の基板としてガラスを用いたが、石英、透明樹脂フィルム等も使用でき、透明樹脂フィルムとしては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、ポリエーテルスルホン、ポリカーボネート、セルロースアセテート等がある。
【００５９】
また、透明電極としては、仕事関数の大きい（４ｅＶ以上）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物が電極物質として使用でき、実施の形態におけるＩＴＯの代わりに、例えば、Ａｕ等の金属、ＣｕＩ、ＳｎＯ、ＺｎＯ等の透明導電性材料が使用できる。
【００６０】
また、もう一方の電極（陰極）としては、仕事関数の小さい（４ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物で形成することができる。
【００６１】
具体的には、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、マグネシウムと銅、銀、アルミニウム、あるいは、インジュームの混合物等が使用できる。
【００６２】
また、発光層に使用される材料としては蛍光または燐光を発する有機化合物で、正孔輸送機能や電子輸送機能を併せ持っていてもよい。
【００６３】
なお、本発明に係わる洗浄方法は、基板１と洗浄液の供給方向との関係が保たれ、相対的移動において、洗浄液の供給方向と逆方向に前記基板が移動する態様である限り、洗浄液の供給方向が水平面に対して垂直方向であることに拘束されるものではない。
【００６４】
更に、本発明に係わるフルカラーディスプレイパネルの層構成にしても、実施の形態に限定されるものではない。
【００６５】
【発明の効果】
本発明に係わる請求項１乃至３に記載の洗浄方法によれば、超音波洗浄の有意性を維持しつつ、洗浄水の供給方向と基板の表面との間に所定の角度を設けた簡単な構成で洗浄効率を高めることができ、あるいは、除去した異物が再度基板に付着することを強制的に防止できる。
【００６６】
本発明に係わる請求項４に記載のフルカラーディスプレイパネルの製造方法によれば、発光層を含む有機化合物層がｎｍオーダの薄膜であっても、漏洩電流の発生のないフルカラーディスプレイパネルを得ることが期待できる。
【００６７】
本発明に係わる請求項５に記載のフルカラーディスプレイパネルは、発光時における漏洩電流の発生がないので発光効率の低下を招くことがなく、パネルとしての性能を長期にわたって発揮することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】有機ＥＬ素子の構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図２】フルカラーディスプレイパネルを説明するための部分的模式図である。
【図３】基板と洗浄液を供給するノズルとの関係を説明するための模式図である。
【図４】ヘッドの内部構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１　基板
２　透明電極
３　有機化合物薄膜
４　金属電極
５　封止膜
６　ヘッド
【図１】
2004041883.tif 000003
【図２】
2004041883.tif 000004
【図３】
2004041883.tif 000005
【図４】
2004041883.tif 000006