(57)【要約】【課題】  発光層と、該発光層上に形成される電子注入電極との密着力を高め、素子特性を向上させる。【解決手段】  チャンバー１１内で発光層４を加熱処理しながら、又は加熱処理した後、該発光層４の表面に電子注入電極５を蒸着法で形成する。発光層４の加熱処理と、電子注入電極５の形成を同一チャンバー１１内で行うことにより、発光層４の表面に不純物が付着することを低減することができ、発光層４と電子注入電極５との密着力を高めることができる。さらに、素子特性を向上させることが可能となる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
塗布法によって有機層を形成する工程と、
チャンバー内で前記有機層を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、前記チャンバー内で真空蒸着法によって前記有機層上に電極を形成する工程と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項２】
前記電極を形成する工程は、前記チャンバー内を大気圧未満に減圧した状態で前記有機層を加熱処理することを特徴とする請求項１に記載の有機ＥＬ素子の製造方法。
【請求項３】
塗布法によって形成された有機層を加熱処理する加熱手段と、
真空蒸着法によって前記有機層上に電極を形成する蒸着手段と、
前記加熱手段及び前記蒸着手段が内部に配設される第１チャンバーと、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項４】
前記加熱手段により前記有機層を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、前記蒸着手段により前記電極を形成するように、前記加熱手段及び前記蒸着手段を制御する制御手段を更に備えたことを特徴とする請求項３に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項５】
前記有機層を形成するための塗布手段を更に備えたことを特徴とする請求項３から４のいずれか一項に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項６】
前記塗布手段が内部に配設される第２チャンバーを更に備えたことを特徴とする請求項５に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項７】
前記有機層が形成された被形成物を、前記第２チャンバーから前記第１チャンバー内へ、密閉された雰囲気を破ることなく搬送する搬送手段を更に備えたことを特徴とする請求項６に記載の有機ＥＬ素子の製造装置。
【請求項８】
塗布法によって形成される有機層と、
チャンバー内で前記有機層を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、前記チャンバー内で真空蒸着法によって前記有機層上に形成される電極と、
を備えたことを特徴とする有機ＥＬ素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、素子基板上に有機ＥＬ（Electroluminescence）膜及び電極膜が順
次積層されてなり、有機ＥＬ表示装置等に用いられる有機ＥＬ素子を製造する製造方法及び装置、並びにそのような製造方法により製造される有機ＥＬ素子の技術分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の有機ＥＬ素子の製造方法では、基板上に形成された電極膜上に、少なくとも一
層の有機化合物からなる有機薄膜たる発光層が成膜され、更にこの上に、他の電極膜が成膜される。
【０００３】
有機薄膜を構成する有機化合物の種類に関わらず、有機ＥＬ素子の特性に影響を及ぼす因子の一つとして、積層した膜同士の密着性が挙げられる。膜同士の密着性は有機薄膜と電極との接触性に影響を与え、有機ＥＬ素子の劣化との相関が見られる。有機ＥＬ素子の発光特性や寿命を向上させるためにも有機薄膜の成膜技術は重要な課題であり、様々な検討がなされている。
【０００４】
例えば、特許文献１に開示された有機ＥＬ素子の製造方法によれば、真空蒸着法を用いて低分子色素からなる有機層を成膜した後、この有機層を構成する材料の中で最も低いガラス転移温度から−２０℃〜＋２０℃の温度範囲で加熱処理することで、有機ＥＬ素子の長寿命化が可能になるとされている。
【０００５】
また、特許文献２に開示された有機ＥＬ素子の製造方法によれば、共役系高分子有機化合物の前駆体を含む有機ＥＬ素子用インク組成物をインクジェット方式により吐出・パターン形成し、加熱処理により高分子化させて発光層を形成している。
【０００６】
さらに、特許文献３に開示された技術によれば、基板上、又は基板上に形成された正孔注入／輸送層上に、有機発光材料と所定の溶媒とを含む有機ＥＬ素子用インク組成物を吐出し、真空中での加熱処理をしている。
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−４０３５２号公報
【特許文献２】特開平１１−４０３５８号公報
【特許文献３】特開２００３−２８２２４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、インクジェット方式の如き塗布法で作製する有機薄膜は、積層した膜同士の界面における密着性が高くないため、有機ＥＬ素子の特性に悪影響を及ぼすという問題がある。また、発光層の加熱処理と電極形成は別工程であることから、製造工程を簡略化することは困難である。
【０００９】
さらに、塗布法で形成された有機薄膜を大気中で加熱処理した後、その上に蒸着法によって膜形成した場合、加熱処理された有機薄膜の表面に水や酸素などの異物が付着し、該有機薄膜とその上に蒸着される膜との接着力を低下させてしまう問題がある。このような膜間の接着力の低下は、電流注入効率の低下などの素子特性の低下につながる。
【００１０】
そこで、本発明は、例えば、有機層とその上に積層される電極との密着力の向上と、有機ＥＬ素子の製造工程の簡略化による製造コストの低減を図ることを可能ならしめる、有機ＥＬ素子の製造方法及び装置、並びに有機ＥＬ素子を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法は上記課題を解決するために、塗布法によって有機層を形成する工程と、チャンバー内で前記有機層を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、前記チャンバー内で真空蒸着法によって前記有機層上に電極を形成する工程とを備える。
【００１２】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法によれば、例えば、基板上に電極が形成されてなる被形成物の上に、例えばスピンコート法やインクジェット法の如き、塗布法によって有機層が成膜される。該有機層としては、塗布法によっては高分子系の膜が好適に成膜されるが、低分子系が成膜されてもかまわない。また、有機層は、有機ＥＬ素子における、例えば発光層となる。続いて、チャンバー内で、この有機層を加熱処理しながら又は加熱処理した後に、真空蒸着法によって、この有機層上に電極を形成する。該電極としては、導電性の金属膜が好適に成膜される。また、電極は、有機ＥＬ素子における、例えば電子注入用の電極となる。係る加熱処理により、有機層に含まれる溶媒が気化されることで、有機層は安定し、更にこの加熱処理と同時に又は相前後して、該安定した有機膜上に、電極が成膜される。
【００１３】
ここで特に、チャンバー内においては、加熱処理された有機層の表面を外気に曝すことがないため、大気中で加熱処理された場合に有機層の表面に付着するような不純物は、本発明に係る有機層の表面にはほとんど付着しない。例えば、大気中に存在する水分、酸素等が、加熱処理された有機層の表面に殆ど付着しないことになる。したがって、有機層の清浄な表面に電極を蒸着することが可能となり、有機層と電極との密着力を高め、素子特性を向上させることが可能となる。また、有機層をチャンバー内で加熱処理した後、そのままその上に電極を形成すれば、チャンバーの外で有機層を加熱処理してから該有機層を含む積層体をチャンバー内に移動させて電極を形成する場合に比べて、例えば搬送工程等が無くて済む分だけ、製造工程を簡略化することができ、製造コストの低減にもつながる。
【００１４】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造方法の一態様では、前記電極を形成する前工程として、前記チャンバー内を大気圧未満に減圧した状態で前記有機層を加熱処理する。
【００１５】
この態様によれば、減圧されたチャンバー内では、有機層に含まれる溶媒が大気圧下に比べて低い温度で気化するうえ、短時間で気化する。したがって、有機層を安定化させるための加熱処理は、大気圧下で加熱処理する場合に比べて短時間で済むことになり、有機ＥＬ素子を製造するために要する期間が短縮され、量産性が向上することになる。もちろん、チャンバー内が真空になるまで十分に減圧してもよい。尚、減圧することなく、大気圧或いは常圧で、加熱処理を行なっても構わない。
【００１６】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置は上記課題を解決するために、塗布法によって形成された有機層を加熱処理する加熱手段と、真空蒸着法によって前記有機層上に電極を形成する蒸着手段と、前記加熱手段及び前記蒸着手段が内部に配設される第１チャンバーとを備える。
【００１７】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置によれば、先ず、塗布法によって有機層が形成された被形成物が用意される。次に、このような被形成物は、例えば搬送装置によって又は手動により、第１チャンバー内部へ収容される。続いて、第１チャンバー内に配設された加熱手段によって、第１チャンバー内で有機層が加熱処理される。これにより、有機層に含まれる溶媒が気化されることで、有機層は安定する。更にこの加熱処理と同時に又は相前後して、同じく第１チャンバー内に配設された蒸着手段によって、有機膜上に、電極が形成される。
【００１８】
従って、上述した本発明に係る製造方法の場合と同様に、大気中で加熱処理された場合に有機層の表面に付着するような不純物は、本発明に係る有機層の表面にはほとんど付着しない。これにより、有機層と電極との密着力が高められ、素子特性が向上される。また、同一チャンバー内で加熱処理及び真空蒸着を行なえるので、製造工程を簡略化することができ、製造コストの低減にもつながる。
【００１９】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の一態様では、前記加熱手段により前記有機層を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、前記蒸着手段により前記電極を形成するように、前記加熱手段及び前記蒸着手段を制御する制御手段を更に備える。
【００２０】
この態様によれば、制御手段による制御下で、第１チャンバー内で、加熱手段によって有機層が加熱処理され、更に、この加熱処理と同時に又は相前後して、蒸着手段によって有機膜上に電極が形成される。よって、高品質の有機ＥＬ素子を効率的に製造できる。
【００２１】
本発明に係る有機ＥＬ素子の製造装置の他の態様では、前記有機層を形成するための塗布手段を備える。
【００２２】
この態様によれば、塗布手段は、例えば、インクジェット方式、或いはスピンコート方式の如き塗布法によって基板上に有機層を形成する。そして、このように有機層が形成された被形成物を、例えば搬送装置等により第１チャンバー内に移動させることもできる。このように、有機層の塗布形成から加熱処理及び電極形成までの一連の製造工程を一つの装置で行うことによって、製造工程を簡略化することができる。
【００２３】
この塗布手段を備えた態様では、前記塗布手段が内部に配設される第２チャンバーを更に備えてもよい。
【００２４】
このように構成すれば、第２チャンバー内における密閉空間内で、塗布法を実行できるので、塗布される有機層に不純物が混入するのを、効果的に抑制できる。従って、より高品質の有機層を製造でき、最終的にもより高品質の有機ＥＬ素子を製造できる。
【００２５】
更に、このように第２チャンバー装置を備える場合には、前記有機層が形成された被形成物を、前記第２チャンバーから前記第１チャンバー内へ、密閉された雰囲気を破ることなく搬送する搬送手段を更に備えてもよい。
【００２６】
このように構成すれば、例えば、機械的或いは電気的な搬送機構を有する搬送手段によって、第１チャンバーから第２チャンバーへと、密閉された雰囲気を破ることなく、有機層が形成された被形成物が搬送されるので、搬送中に有機層の表面に不純物が付着するのを効果的に抑制できる。さらに、搬送手段により二つのチャンバー間を搬送することで、工程間で基板を移動させるための時間を短縮することができ、有機ＥＬ素子の製造時間を短縮することが可能となり、製造コストの低減につながる。
【００２７】
本発明に係る有機ＥＬ素子は上記課題を解決するために、塗布法によって形成される有機層と、チャンバー内で前記有機層を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、前記チャンバー内で真空蒸着法によって前記有機層上に形成される電極とを備える。
【００２８】
本発明に係る有機ＥＬ素子によれば、有機層と電極との密着力が高められているので、素子特性が高められた有機EL素子を得ることができる。尚、有機層は、例えば発光層であってもよい。このように構成すれば、発光層と電極との密着性を高めることが可能となり、電流注入効率の如き素子特性が高められた有機EL素子を得ることができる。
【００２９】
さらに、電極は電子注入電極であってもよい。このように構成すれば、電極からの電子注入効率が高められた有機EL素子を得ることができる。
【００３０】
本発明のこのような作用及び他の利得は次に説明する実施の形態から明らかにされる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３２】
（有機ＥＬ素子の構成）
図１において、本発明に係る有機ＥＬ素子の一実施形態について説明する。有機ＥＬ素子６は、基板１上に順次重ねて形成される正孔注入電極２、正孔注入/輸送層３、発光層４、及び電子注入電極５を備えて構成される。有機ＥＬ素子６は、正孔注入電極２から注入される正孔と電子注入電極５から注入される電子とが再結合することによって発光する発光素子である。
【００３３】
基板１は、本発明に係る「被形成物」の一例を構成する、光透過性を有する基板であり、例えばガラス基板が用いられる。また、基板１上に有機ＥＬ素子を駆動する等のための配線が形成されていてもよい。正孔注入電極２は、例えば、ＩＴＯ（Indium  Tin  Oxide）で形成された透明電極である。正孔注入/輸送層３は、発光層４と正孔注入電極２との間に設けられるバッファ層であり、発光層４と正孔注入電極２との接合性を高める。正孔注入/輸送層３は、正孔の注入効率を高めるとともに、注入された正孔の移動速度を高める機能を有する。正孔注入/輸送層３は、有機化合物を塗布して形成された有機層であり、インクジェット方式の如き塗布法によって形成されている。正孔注入/輸送層３を形成する有機化合物としては、例えば、ポリエチレンジオキシチオフェン等のポリチオフェン誘導体とポリスチレンスルホン酸等の混合物を用いることができる。
【００３４】
発光層４は、電子と正孔とが再結合して光が発生する層であり、発光材料とされる有機化合物を正孔注入/輸送層３上に塗布して形成された有機層である。発光層４を形成する際には、発光材料とされる有機化合物が溶解或いは分散された溶液をインクジェット方式やスピンコート法の如き塗布法によって塗布する。この溶液に含まれる溶媒は加熱処理によって気化し、発光層４が形成されることになる。
【００３５】
また、発光材料とされる有機化合物は、加熱処理される際に高分子化する材料であってもよい。このような高分子材料としては、例えば、共役系高分子有機化合物の前駆体であって、蛍光色素等とともに有機EL素子用組成物として正孔注入/輸送層上に形成された後、加熱硬化されることによって共役系高分子を生成し得るものをいう。このような高分子材料としては、例えば、前駆体がスルホニウム塩の場合、加熱処理されることによりスルホニウム基が脱離し、共役系高分子有機化合物となるものが挙げられる。このような共役系高分子有機化合物は固体で強い蛍光を有し、均質な固体超薄膜を形成することができる。さらに、このような化合物の前駆体は、硬化した後に強固な共役系高分子膜を形成することから、加熱硬化前においては前駆体溶液（エマルジョン）をインクジェットパターニングに適用可能な所望の粘度に調整することができ、簡便且つ短時間で最適な条件で膜形成することができる。
【００３６】
このような前駆体としては、例えばポリアリレンビニレン前駆体が好ましい。ポリアリレンビニレン前駆体は、水溶性或いは有機溶媒に可溶であり、ポリマー化が可能であるため、光学的にも高品質の薄膜を得ることができる。このようなポリアリレンビニレン前駆体としては、PPV(ポリ（パラーフェニレンビニレン）)前駆体、MO-PPV(ポリ（2，5-ジメトキシ-1，4-フェニレンビニレン）)前駆体、CN-PPV(ポリ（2，5-ビスヘキシルオキシ-1，4-フェニレン-(1-シアノビニレン)）)前駆体、MEH-PPV(ポリ[2-メトキシ-5-(2´-エチレンヘキシルオキシ)]-パラ-フェニレンビニレン)前駆体、等のPPV誘導体の前駆体、PTV(ポリ(2，5-チエニレンビニレン))前駆体等のポリ（アルキルチオフェン）前駆体、PFV(ポリ（2，5-フリレンビニレン）)前駆体、ポリ（パラフェニレン）前駆体、ポリアルキルフルオレン前駆体等が挙げられる。
【００３７】
PPV又はPPV誘導体の前駆体は水に可溶であり、成膜後の加熱により高分子化してPPV層を形成する。さらに、PPV又はPPV誘導体の前駆体は、強い蛍光を持ち、また二重結合のπ電子がポリマー鎖上で非局在化している導電性高分子でもあるため、高性能の有機EL素子を得ることができる。
【００３８】
発光層４を形成する有機化合物は、上述した前駆体を有するものでなくてもよい。発光層４を形成する際には、沸点が200℃以上である高沸点溶媒に有機化合物である発光材料を溶解してなる溶液を塗布してもよい。このような有機化合物は、ポリフルオレン系誘導体、ポリフェニレン誘導体、ポリビニルカルバゾール、ポリチオフェン誘導体、またはこれら高分子材料に、ベリレン色素、クマリン色素、ローダミン色素、例えば、ルブレン、ペリレン、9，10-ジフェニルアントラセン、テトラフェニルブタジエン、ナイルレッド、クマリン6、キナクリドン等をドープすることにより用いられる。そして、これらの有機化合物は、０．５〜１．５ｗｔ％の濃度で含有されていることが望ましい。なお、発光層４は高分子系材料、又は低分子系材料のいずれの有機化合物を用いても形成することができる。ここで、高分子系材料とは分子量が１万以上の有機物であり、低分子系材料とは分子量が数十〜数百程度の有機物である。
【００３９】
また、上記高沸点溶媒としては、例えば、沸点が大気圧下で200〜400℃であるものを用いることができ、高沸点溶媒は、単独、若しくは混合物として使用される。高沸点溶媒の具体例としては、ドデシルベンゼン（沸点331℃）、シクロヘキシルベンゼン(沸点240℃)、1，2，3，4−テトラメチルベンゼン（沸点203℃）、3−イソプロピルビフェニル（沸点290℃）、3−メチルビフェニル(沸点272℃)、4−メチルビフェニル（沸点267℃）、p−アニシルアルコール（沸点259℃）、1-メチルナフタレン(沸点240〜243℃)、1，2，3，4−テトラヒドロナフタレン(沸点207℃)、或いはこれらの誘導体等が挙げられる。このような高沸点溶媒に溶かされた有機化合物をインクジェット装置等で吐出した際、溶媒は完全に蒸発せず発光層４中に残っている。ここで、電子注入電極５の蒸着が行われるチャンバー内を大気圧未満に減圧することによって、上記高沸点溶媒の沸点（200〜400℃）を下げることができる。よって、大気圧下での沸点より低い温度で発光層４を加熱処理することができる。発光層４に含まれる溶媒を低い温度で気化させることによって、突沸によって発光層４に生じる凹凸や孔を低減するとともに、発光層４が安定する。したがって、表面の平滑性や膜同士の密着性に優れた発光層４を得ることが可能となる。
【００４０】
電子注入電極５は、発光層４上に蒸着法によって形成されている。電子注入電極５は、電子注入電極５の蒸着が行われるチャンバー内で発光層４を加熱処理しながら、又は加熱処理した後に、形成される。すなわち、発光層４の加熱処理から電子注入電極５までの一連の工程が同一チャンバー内で行われることになる。したがって、加熱処理された発光層４の表面がチャンバーの外の雰囲気に曝されることがなく、大気中に存在する水分や酸素等の不純物が発光層４の表面にほとんど付着しないことになる。このようにして加熱処理される発光層４の表面は不純物がほとんど付着していない清浄な面であり、発光層４の清浄な表面に電子注入電極５を蒸着することによって、発光層４と電子注入電極５との密着力が高められ、電子注入効率等の素子特性が向上することになる。
【００４１】
なお、本実施形態においては、基板上に、順次、正孔注入電極、正孔注入/輸送層、発光層、電子注入電極が重ねて形成された有機EL素子について説明したが、本発明に係る有機EL素子は上述した素子構造に限定されるものではなく、塗布法によって形成された有機層上に蒸着法で電極を形成することによって得られる有機EL素子であればいかなる素子構造を有するものでもよいことは勿論である。加えて、本実施形態においては便宜上、基板１上に単純な有機ＥＬ素子６が形成される場合について説明しているが、実際には、例えばこのような有機ＥＬ素子がバンクで区分けされてマトリクス状に多数設けられていてもよく、フルカラーの画像表示を行うための、マトリクス駆動が可能な多数の有機ＥＬ素子が基板上に形成されていてもよい。更に、このような有機ＥＬ素子をアクティブマトリクス駆動するためのスイッチング素子や、そのための配線が基板１上に設けられていてもよい。
【００４２】
（有機ＥＬ素子の製造方法）
次に、図１を参照して説明した有機EL素子６の製造方法について図２・図３を参照しながら説明する。ここで、図２・図３は、製造プロセスの各工程における図１に対応する断面の構成を、順を追って示す工程図である。
【００４３】
先ず、図２(a)に示すように、基板１を洗浄した後、基板１上に正孔注入電極２を形成する。正孔注入電極２の表面には、空気中のゴミ、或いは湿気などが残留しているので、これらを洗浄によって取り除く。正孔注入電極２の表面をウェットで洗浄し、最終的にドライ洗浄する。ドライ洗浄とは、UV（紫外線）オゾンをかけたり、酸素プラズマで処理することである。さらにその上に、インクジェット装置を用いて正孔注入/輸送層３を形成する組成物を吐出し、加熱、乾燥して正孔注入/輸送層３を形成する。
【００４４】
続いて、図２(b)に示すように、正孔注入/輸送層３上にインクジェット方式やスピンコート法の如き塗布法によって発光材料を塗布して発光層４１を形成する。発光層４１を形成する発光材料は有機化合物であり、所要の溶媒に溶解、或いは分散されて塗布される。発光層４１は未だ加熱処理されていないことから、溶媒は十分に気化していない。よって、加熱処理される前の発光層４１は溶媒を含んだままの不安定な有機層である。
【００４５】
続いて、図３(a)に示すように、発光層４１まで形成された積層体を基板１とともにチャンバー１１内に移動させ、図示しない減圧装置によってチャンバー１１内の気圧を大気圧未満に減圧し、発光層４１を加熱処理する。ヒーター１０は発光層４１を加熱する、本発明に係る「加熱手段」の一例であり、チャッキングされた基板１を介して発光層４１を加熱する。チャンバー１１内の気圧を該チャンバー１１の外側の大気圧未満に減圧することによって、発光層４１に含まれる溶媒の沸点が下がる。したがって、大気圧下で加熱処理する場合に比べて低い温度で溶媒を気化させることができ、より低い温度で且つ迅速に発光層４１に含まれる溶媒を取り除くことが可能となる。
【００４６】
ヒーター１０の温度制御は、本発明に係る「制御手段」の一例としての制御部１３によって行われる。また、制御部１３は、ヒーター１０の温度制御とともに、蒸着ユニット１２も制御する。制御部１３は、ヒーター１０の温度と蒸着ユニット１２の温度の如き蒸着条件等を制御することによって、最適な蒸着条件で電子注入電極５を形成する。
【００４７】
本実施形態に係る有機EL素子の製造方法によれば、チャンバー１１内を減圧して真空状態にすることによって溶媒の沸点を下げることができ、常温（20℃）〜150℃の如き低い温度範囲で発光層４１を加熱処理することもできる。大気圧下で加熱処理する場合に比べて短時間で発光層４１の加熱処理が完了することから、有機EL素子の製造時間を大幅に短縮することができ、有機EL素子の製造工程を簡略化することが可能となる。また、発光層４１を加熱処理する際の温度は、発光層４１に含まれる溶媒の沸点以下であることが好ましい。溶媒の沸点以下で加熱処理することによって溶媒が突沸することを抑制することができ、溶媒の突沸によって発光層４１の表面が荒れることを抑制することができる。塗布法によって形成される発光層４１は、蒸着法で形成される発光層に比べて均一な膜厚とすることができることから、塗布法によって均一な膜厚が得られる利点を生かしながら、発光層４１の表面の荒れを低減し、良好な膜質を有する発光層４を形成することができる。
【００４８】
発光層４１を形成する有機化合物のガラス転移温度から−15℃〜＋40℃で、且つ溶媒の沸点以下で発光層４１を加熱処理することがより好ましい。溶媒の沸点以下で加熱することにより、発光層４１中に残存する溶媒が突沸することを抑制することができ、緩やかに気化させることができる。よって、加熱処理によって発光層４の表面が荒れることがない。さらに好ましくは、ガラス転移温度付近で加熱処理することにより発光層４１を流動化し、表面を滑らかにするなどの膜質制御を行うことも可能であり、発光層４とその上に蒸着される電子注入電極５との密着性を高めることもできる。
【００４９】
塗布法によって形成された際に十分高分子化していない発光層４１を、減圧されたチャンバー１１内で加熱処理することによって、該発光層４１を高分子化させてもよい。このような発光材料としては、共役系高分子有機化合物の前駆体と、発光層の発光特性を変化させる蛍光物質を含むものを挙げることができる。
【００５０】
続いて、図３（b）に示すように、加熱処理された発光層４の表面に蒸着法によって電子注入電極５を形成する。電子注入電極５は、チャンバー１１内に配設された蒸着ユニット１２から気化する電極材料を発光層４の表面に蒸着することによって形成される。つまり、発光層４の加熱処理から電子注入電極５の蒸着までの一連の製造プロセスが同一のチャンバー１１の中で行われることになる。このような有機EL素子の製造方法によれば、一度加熱処理をした発光層４の表面を大気中に曝すことがないため、発光層４の表面に水分、酸素等の不純物が殆ど付着することがない。したがって、発光層４の清浄な表面に電子注入電極５を形成することができ、発光層４と電子注入電極５との密着力を高めることが可能となり、素子特性を向上させることができる。さらに、発光層が形成された積層体をチャンバー内に搬送した後に電子注入電極を蒸着する場合に比べて、例えば、搬送工程等がなくて済む分、製造工程を簡略化することができ、有機EL素子の製造コストの低減にもつながる。
【００５１】
なお、チャンバー１１内を減圧することなく、大気圧、或いは常圧で発光層４を加熱処理しても構わないし、空気以外のガスをチャンバー１１内に導入して加熱処理してもよい。密閉されたチャンバー１１内で加熱処理することにより、発光層４に余分な不純物が付着しなくなる。
【００５２】
また、発光層４を加熱処理した後に、電子注入電極５を形成する場合に限定されず、発光層４を加熱処理しながら電子注入電極５を形成してもよい。このように、発光層４を加熱処理しながら電子注入電極５を形成することによって、製造プロセスを短縮することができる。また、本実施形態の有機EL素子の製造方法は、発光層４の表面に直接電子注入電極５を形成する場合に限定されず、発光層４上に電子輸送層や他の層を蒸着させる場合にも好適な方法であり、これら層間の密着力を高めることができる。
【００５３】
以上の製造工程によって有機EL素子６を製造することができるが、さらに、電子注入電極５を形成した後、封止工程にて電子注入電極５の上側から封止して有機EL素子を完成する。
【００５４】
なお、本実施形態で説明した態様においては、有機EL素子を一素子製造する場合を説明しているが、本実施形態に係る有機EL素子の製造方法を応用すれば複数の素子を同時に形成することもでき、さらに異なる波長の光、すなわち異なるカラーの光を発光する有機EL素子を製造することもできる。例えば、発光層を形成する有機化合物をインクジェット方式によって塗り分ければ、一つの基板上に異なる発光波長を有するカラー表示用の有機ＥＬ素子を複数形成することが可能である。
【００５５】
(有機EL素子の製造装置)
次に、図４を参照しながら、本発明に係る有機EL素子の製造装置（以下、有機EL製造装置と称す。）の一実施形態を説明する。図４は、有機EL製造装置２０の構成図である。
【００５６】
図４において、本実施形態に係る有機EL製造装置２０は、（Ｉ）有機層である発光層を加熱処理するヒーター２７と、さらにその上に電子注入電極の如き電極を形成する蒸着ユニット２９と、ヒーター２７及び蒸着ユニット２９が内部に配設されるチャンバー３２とを備えた真空蒸着装置３１と、（ＩＩ）塗布法によって発光層を形成するインクジェット装置２２をチャンバー３５の内部に備える塗布装置２１とを備えて構成される。
【００５７】
塗布装置２１は、塗布手段の一例であるインクジェット装置２２を備えており、インクジェット装置２２は第２のチャンバーであるチャンバー３５の内部に配設されている。さらに、塗布装置２１は、発光層を形成する際に積層体２３aを固定するステージ３４、発光層を含む積層体２３ｂを搬送するコンベヤー２４及び２５を備えている。さらに、塗布装置２１は、チャンバー３５内の気圧や雰囲気を調整するための減圧装置３７及びガス導入装置３８を備えていてもよい。
【００５８】
インクジェット装置２２は、インクを吐出して積層体２３ａに発光層の如き有機層を形成する、本発明に係る「塗布手段」の一例である。発光層を構成するインクは、発光材料の如き有機化合物を含む。なお、積層体２３ａは、基板上に正孔注入電極、正孔注入/輸送層の如き薄膜を積層して形成されるが、図４中においては装置構成を説明するために、積層体２３ａ及び２３ｂの詳細な層構造については図示しない。また、塗布手段は、インクジェット装置２２に限定されず、例えば、スピンコーターの如き塗布装置であってもよく、さらに、その他の塗布装置であってもよい。また、積層体２３ｂの積層構造も、本実施形態の積層構造に限定されるものではないことは勿論である。
【００５９】
塗布装置２１を構成するチャンバー３５は、本発明に係る「第１のチャンバー」の一例であるチャンバー３２に対し、本発明に係る「第２のチャンバー」の一例である。チャンバー３５の内部は、酸素や水分の如き不純物が塗布形成後の発光層に付着しないようにクリーンな状態に維持される。
【００６０】
塗布装置２１は、チャンバー３５の内部を減圧するための減圧装置３７や、チャンバー３５の内部に所定種類のガスを導入するガス導入装置３８を備えていてもよい。減圧装置３７は、チャンバー３５の内部を減圧させてチャンバー３５の内部に存在する水分や酸素の如き不純物を排除する。ガス導入装置３８は、不活性ガス等をチャンバー３５内に導入することによって水分や酸素をチャンバー３５の外部に排出し、チャンバー３５の内部をクリーンな状態に維持する。減圧装置３７、ガス導入装置３８は、真空蒸着装置３１に設けられる減圧手段及びガス導入手段に対する他の減圧手段及びガス導入手段である。このように、クリーン状態を維持されたチャンバー３５内で発光層を塗布することによって、発光層に不純物が付着することを低減することもでき、素子特性や密着力を高めることができる。
【００６１】
有機EL製造装置２０は真空蒸着装置３１のみを備えていてもよく、真空蒸着装置３１から離れて配置される他の装置から、発光層が塗布された積層体２３ｂを真空蒸着装置３１に投入してもよい。有機EL製造装置２０は、後述するように塗布装置２１から真空蒸着装置３１までの積層体２３ｂの搬送を自動で行うことができ、別途塗布装置を設ける場合に比べてより効率良く積層体２３ｂを搬送することができる。よって、有機EL製造装置２０によれば、効率良く有機EL素子を製造することが可能となる。
【００６２】
コンベヤー２４及び２５は、被形成物である積層体２３ｂを塗布装置２１から真空蒸着装置３１に搬送するための、本発明に係る「搬送手段」の一例である。積層体２３ａ上に発光層が形成されてなる積層体２３ｂは、ステージ３４によってコンベヤー２４に受け渡される。コンベヤー２４は積層体２３ｂを上方向に搬送するとともに、搬送中、若しくは搬送の前後で積層体２３ｂを裏返し、積層体２３ｂの上面と下面とを反転させる。積層体２３ｂの上面と面とを反転させることにより、後述する真空蒸着装置３１で積層体２３ｂを反転させることなくそのまま電子注入電極を形成することができる。コンベヤー２５は、コンベヤー２４から積層体２３ｂを受け取り、真空蒸着装置３１に積層体２３ｂを搬送する。また、積層体２３ｂは、塗布装置２１と真空蒸着装置３１とを接続するゲートバルブ２６を介して真空蒸着装置３１に搬送される。ゲートバルブ２６は密閉性を有しており、ゲートバルブ２６を介して積層体２３ｂを搬送することによって、密閉空間とされるチャンバー３５内で発光層が形成された後、積層体２３ｂを外部の雰囲気に曝すことなく真空蒸着装置３１のチャンバー３２に搬送することができる。このように、密閉空間内で積層体２３ｂが搬送されることにより、塗布形成された発光層の表面に不純物が殆ど付着することがない。よって、清浄な表面が維持された状態で積層体２３ｂを真空蒸着装置３１に搬送することができ、発光層上に形成される電子注入層と該発光層との密着力を高めることができ、素子特性を向上させることもできる。なお、発光層が塗布形成された被形成物を手動で真空蒸着装置３１に搬送してもよく、発光層の加熱処理と電子注入電極の蒸着とを同一チャンバー内で行えればよい。
【００６３】
塗布装置２１は、発光層を加熱処理するための加熱手段を有していなくてもよい。積層体２３ｂは、真空蒸着装置３１に搬送された後に、チャンバー３２内で加熱処理されることになる。したがって、塗布装置２１に発光層を加熱処理するための加熱手段を設ける必要がなく、塗布装置２１の構成を簡略化することができる。
【００６４】
真空蒸着装置３１は、塗布法によって形成された発光層を加熱処理するヒーター２７と、真空蒸着法によって発光層上に電子注入電極を形成する蒸着手段２９と、ヒーター２７及び蒸着ユニット２９が内部に配設されるチャンバー３２を有する。
【００６５】
真空蒸着装置３１は、塗布装置２１から搬送されてきた積層体２３ｂを基板ホルダ２８で保持する。基板ホルダ２８は、電子注入電極を発光層の表面にパターニングするためのマスクと兼用することができる。基板ホルダ２８の下側は蒸着ユニット２９に臨み、電子注入電極は、該基板ホルダ２８の開口部から蒸着ユニット２９に臨む発光層の表面に形成される。
【００６６】
ヒーター２７は、発光層が形成された積層体２３ｂを加熱するために加熱手段の一例である。ヒーター２７は、発光層に含まれる溶媒の特性に応じた温度範囲で発光層を加熱処理することができる出力を有していればよく、例えば、少なくとも100℃から200℃まで積層体２３ｂを昇温することができる出力を有していればよい。真空蒸着装置３１によれば、チャンバー３２内を減圧することができ、発光層に残留する溶媒の沸点を下げることが可能であることから、ヒーター２７の出力範囲は大気圧下で発光層を加熱処理する場合に比べて小さくてもよい。
【００６７】
蒸着ユニット２９は、本発明に係る「蒸着手段」の一例である。蒸着ユニット２９は、チャンバー３２内の下方に配置されており、基板ホルダ２８に保持された積層体２３ｂの直下に位置する。蒸着ユニット２９は、例えば、蒸着材料が充填されたルツボ又はボート、及びこれらルツボやボートを加熱するヒーターから構成される。電子注入電極は、蒸着手段２９から気化した電極材料が発光層の表面に蒸着されることで形成される。
【００６８】
チャンバー３２には、減圧装置３３が設けられている。減圧装置３３によれば、チャンバー内を大気圧より減圧した状態で発光層の加熱処理や電子注入電極の蒸着を行うことができる。また、チャンバー３２には、ガス導入装置３６が設けられていてもよい。このようなガス導入装置によれば、チャンバー３２内に不活性ガス等を導入することによって、チャンバー３２の外部に水分や酸素の如き不純物を排出することもでき、清浄な表面を有する発光層に電子注入電極を形成することができる。また、真空蒸着装置３１は、減圧装置３３及びガス導入装置３６の少なくとも一方を備えていればよい。減圧装置３３及びガス導入装置３６の少なくとも一方でチャンバー３２内の雰囲気や気圧を調整することによって、素子特性に優れた有機EL素子を製造することができる。
【００６９】
ヒーター２７及び蒸着ユニット２９は、制御部３９によって制御される。制御部３９は、積層体２３ｂの発光層表面に電子注入電極を形成する際に、最適な条件で蒸着が行われるようにヒーター２７及び蒸着ユニット２９の加熱温度等を制御する。
【００７０】
さらに、真空蒸着装置３１は、膜厚モニターを備えていてもよい。水晶振動膜厚モニター３０は、例えば、水晶振動子を搭載した膜厚モニターであり、水晶振動子が蒸着源２９に臨むように下側に向けて設けられている。水晶振動子膜厚モニター３０は、水晶振動子に付着した蒸着材料の重量変化から膜厚を算出するモニターである。水晶振動子膜厚モニター３０は、計測された膜厚のデータに基づいて電子注入電極の成膜条件を精度良く制御することができる。
【００７１】
以上説明したように、本発明に係る有機EL素子の製造装置によれば、発光層の如き有機層の加熱処理と発光層への電極の形成とを同一チャンバー内で連続して行うことができ、有機ＥＬ素子の製造工程の簡略化による製造コストの低減を図ることが可能になる。
【００７２】
さらに、本発明に係る有機EL素子の製造装置によれば、発光層が形成された被形成物は、チャンバーの外部と隔絶されていることから、一旦加熱処理された発光層の表面に不純物が付着することが殆どなく、発光層の清浄な表面に電子注入電極を蒸着することができる。したがって、加熱処理された有機層の表面に水などの不純物が付着することによって該有機層とその上に蒸着される電極膜との接着力の低下を防止することができ、素子特性を向上させることができる。
【００７３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う素子、素子の製造方法、及び製造装置も本発明の技術的範囲に含まれるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施形態に係る有機EL素子の断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る有機EL素子の製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その１）である。
【図３】本発明の実施形態に係る有機EL素子の製造方法を、順を追って示す製造工程断面図（その２）である。
【図４】本発明の実施形態に係る有機EL素子の製造装置の構成図である。
【符号の説明】
【００７５】
発光層  ４、電子注入電極  ５、有機EL素子  ６、ヒーター  １０、チャンバー  １１，３２、蒸着ユニット１２，２９、制御部１３，３９、インクジェット装置  ２２、有機EL製造装置  ２０、塗布装置  ２１、真空蒸着装置  ３１、減圧装置  ３３，３７、ガス導入装置  ３６，３８
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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