JP2002158090A - 発光装置とその作製方法及び薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 上面出射方式の発光装置の作製方法及びそれ
に用いる薄膜形成装置を提供する。 【解決手段】 第１搬送室１０３に複数の成膜室が設け
られ、複数の成膜室には金属材料蒸着室１０７、ＥＬ層
成膜室１１４、スパッタリング室１０８、ＣＶＤ室１０
９及び封止室１１０が含まれる。このような薄膜形成装
置を用いることで、外気に触れることなく上面出射方式
のＥＬ素子を作製することができる。これにより信頼性
の高い発光装置の作製が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はＥＬ（エレクトロル
ミネッセンス）素子を有する表示装置（以下、発光装置
という）の作製に用いる薄膜形成装置及びそれを用いた
発光装置の作製方法と作製された発光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自発光型素子としてＥＬ素子を有
した発光装置の研究が活発化しており、特に、ＥＬ材料
として有機材料を用いた発光装置が注目されている。な
お、発光装置は有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ：Orga
nic EL Display）又は有機ライトエミッティングダイオ
ード（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）とも
呼ばれている。

【０００３】発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光
型であるため視野角の問題がないという特徴がある。即
ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディ
スプレイよりも適しており、様々な形での使用が提案さ
れている。

【０００４】ＥＬ素子は一対の電極間にＥＬ層が挟まれ
た構造となっているが、ＥＬ層は通常、積層構造となっ
ている。代表的には、イーストマン・コダック・カンパ
ニーのTangらが提案した「正孔輸送層／発光層／電子輸
送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に
発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光
装置は殆どこの構造を採用している。

【０００５】そして、上記構造からなるＥＬ層に一対の
電極から所定の電圧をかけ、それにより発光層において
キャリアの再結合が起こって発光する。これには、互い
に直交するように設けられた二種類のストライプ状電極
の間にＥＬ層を形成する方式（単純マトリクス方式）、
又はＴＦＴに接続されマトリクス状に配列された画素電
極と対向電極との間にＥＬ層を形成する方式（アクティ
ブマトリクス方式）、の二種類がある。

【０００６】ところで、ＥＬ素子は、通常ＥＬ素子から
見て、ＴＦＴが形成されている基板側に光を放出する
（本明細書中では、これを下面出射方式という）ように
素子が形成されるのが一般的である。

【０００７】なお、下面出射方式の場合には、石英やガ
ラスといった絶縁表面上にＴＦＴが形成された基板（以
下ＴＦＴ基板という）上に形成される画素電極は、陽極
であり、酸化インジウムと酸化スズの合金（ＩＴＯと呼
ばれる）や、酸化亜鉛といった透光性の導電膜で形成さ
れる。そして、画素電極上にＥＬ層が形成され、ＥＬ層
上には、陰極であり、仕事関数の小さい金属材料からな
る対向電極が形成される。また、画素電極の形成におい
ては、画素電極のパターニングが必要となるが、この場
合は、通常フォトリソグラフィーを用いたパターニング
が行われている。さらに、対向電極の形成には、ＥＬ層
へのダメージの少ない蒸着法が用いられている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ＥＬ素子に対して基板
側に光を放出する方式（以下、下面出射方式という）の
ＥＬ素子を有する発光装置は、その開口率において素子
構造上限界がある。そこで、ＥＬ素子に対して基板と反
対側に光を放出する方式（以下、上面出射方式という）
のＥＬ素子を形成することで、開口率を高めることが期
待できる。

【０００９】しかし、上面出射方式のＥＬ素子の形成に
おいては、その素子構成が逆になるだけでなく作製上の
相違点も生じる。まず、ＴＦＴ基板上に陰極である画素
電極を形成されるが、陽極を形成したときのようにフォ
トリソグラフィー法を用いたパターニングは使えない。
これは、陰極を形成する仕事関数の低い導電性の材料が
酸化膜を形成し、画素電極表面に絶縁性を有してしまう
という問題が生じるためである。

【００１０】なお、メタルマスクを用いた蒸着法を用い
る場合には、その微細なマスクパターンに対する位置合
わせの精度等に問題が生じる。そこで本発明では、メタ
ルマスクの位置合わせの精度を向上させることにより蒸
着法を用いた画素電極のパターニングを実現することが
要求されている。

【００１１】さらに、画素電極上にＥＬ層が形成される
が、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は極端に酸化に弱く、僅
かな水分の存在によっても容易に酸化が促進されて劣化
してしまう。そのため、ＥＬ材料の劣化を抑制すること
が要求されている。

【００１２】また、ＥＬ層上に対向電極として陽極が形
成されるが、この時形成される透光性導電膜は、スパッ
タリング法により形成されるため、成膜時にＥＬ層への
ダメージが問題となる。そこで、ＥＬ層にダメージを与
えることなく陽極を形成する方法が要求されている。

【００１３】本発明は、上記要求を満たすためになされ
たものであり、上面出射方式のＥＬ素子を作製する上で
最も好ましい薄膜形成装置を提供することを目的とす
る。また、そのような薄膜形成装置を用いることによっ
て信頼性の高い発光装置の作製方法を提供することを目
的とする。なお、本発明により得られた発光装置をその
表示部に用いた電気器具も本発明に含めるものとする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の主旨は、上面出
射方式のＥＬ素子の形成において要求される画素電極
（陰極）のパターニングを行う手段とＥＬ材料からなる
薄膜を形成するための手段と対向電極（陽極）を形成す
るための手段とを一体化したマルチチャンバー方式（ク
ラスターツール方式ともいう）又はインライン方式の薄
膜形成装置を用いて発光装置を作製する点にある。

【００１５】本発明では、ＥＬ素子の画素電極を蒸着法
により形成し、メタルマスクを用いて所望のパターンに
する。なお、メタルマスクを用いて微細なマスクパター
ンによる蒸着を行う際には、ＴＦＴ基板とメタルマスク
との位置合わせに関してより高い精度が要求される。さ
らに、ＴＦＴ基板とメタルマスクとの距離に関してもよ
り小さくすることが重要である。

【００１６】そこで、本発明においては、画素電極を成
膜する成膜室内にイメージセンサーとして知られている
ＣＣＤ(Charge Coupled Device)を備えておくことによ
り、ＴＦＴ基板とメタルマスクの位置合わせを高精度に
行い、また、両者の距離を最小限に制御することによ
り、微細なパターンを有する画素電極の蒸着による形成
を可能にする。

【００１７】また、画素電極を形成する金属膜表面が酸
化されると、酸化膜が形成され、これにより絶縁性が生
じる。そこで、画素電極形成後、ＴＦＴ基板を大気中に
曝すことなくＥＬ層を形成する。さらに、ＥＬ層を形成
するＥＬ材料も酸素に弱いことから、ＥＬ層を真空状態
で形成する。

【００１８】次に、ＥＬ層上には、対向電極として透光
性を有する導電性の膜からなる対向電極が形成される
が、対向電極形成時におけるＥＬ層へのダメージが問題
となる。そこで、本発明では、ＥＬ層上にパッシベーシ
ョン膜として透過率の高い金属薄膜を形成することによ
り、この問題を解決する。

【００１９】そして、パッシベーション膜で覆われた上
に陽極である対向電極を形成する。これらのパッシベー
ション膜及び対向電極も水分や酸素を含む環境に晒され
ないように形成することが望ましい。従って、これらを
形成する手段も同一の薄膜形成装置に搭載されることが
望ましいといえる。

【００２０】本発明は、上記要求をマルチチャンバー方
式の薄膜形成装置によって達成するものであり、そのよ
うな薄膜形成装置を用いて信頼性の高い発光装置を作製
するための技術である。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について、以
下に示す実施例により詳細な説明を行うこととする。

【００２２】

【実施例】〔実施例１〕本発明の薄膜形成装置について
図１を用いて説明する。図１に示したのは、ＴＦＴ基板
上に、画素電極（陰極）、補助電極、発光層を含むＥＬ
層、第１パッシベーション膜、対向電極（陽極）からな
るＥＬ素子を形成し、第２パッシベーション膜を形成
し、さらに封止構造まで完成させた発光装置を作製する
ための装置である。

【００２３】図１において、１０１は基板の搬入または
搬出を行うロード室であり、ロードロック室とも呼ばれ
る。ここに基板をセットしたキャリア１０２が配置され
る。なお、ロード室１０１は基板搬入用と基板搬出用と
区別されていても良い。１０６ａは、ゲートである。

【００２４】また、１０３は基板１０４を搬送する機構
（以下、第１搬送機構という）１０５を含む第１搬送室
である。基板のハンドリングを行うロボットアームなど
は第１搬送機構１０５の一種である。

【００２５】そして、第１搬送室１０３にはゲート１０
６ｂ〜１０６ｄを介して複数の成膜室（１０７〜１０９
で示される）が連結されており、ゲート１０６ｅを介し
て封止処理を行う処理室（封止室１１０）と連結されて
いる。さらに、第１搬送室１０３には、ゲート１０６ｆ
を介して第２搬送室１１１が連結されており、第２搬送
室１１１は、ゲート１０６ｇを介して第３搬送室１１２
と連結されている。なお、第３搬送室１１２には、第２
搬送機構１１３を有している。

【００２６】そして、第３搬送室１１２は、ＥＬ層を形
成するための複数の成膜室（１１５〜１１９）と、ゲー
ト（１０６ｈ〜１０６ｌ）で連結されている。これらの
複数の成膜室を本明細書中では、ＥＬ層成膜室１１４と
よぶことにする。

【００２７】図１の構成では、各成膜室、搬送室及び処
理室は、ゲート１０６a〜１０６ｌによって、それぞれ
完全に遮断されるため、それぞれ気密された密閉空間を
得られるようになっている。また、これらの内部は減圧
された真空雰囲気となっており、具体的には、１×１０
^-6〜１×１０^-5Ｔｏｒｒの減圧状態が保たれている。

【００２８】なお、各成膜室、搬送室及び処理室に排気
ポンプを設けることで、真空状態を維持することが可能
となる。排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニカ
ルブースターポンプ、ターボ分子ポンプもしくはクライ
オポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効
果的なクライオポンプが好ましい。

【００２９】１０７で示されるのは、金属材料を蒸着法
により成膜するための金属材料蒸着室である。なお、蒸
着法としては、抵抗加熱による方法(ＲＥ法:Resistivit
y Evaporation法)と電子ビームによる方法(ＥＢ法:Elec
tron Beam法)を用いることができるが、本実施例では、
ＲＥ法により蒸着を行う場合について説明する。そし
て、金属材料蒸着室１０７において、基板上のＴＦＴと
電気的に接続された画素電極が成膜される。なお、本実
施例において形成される画素電極は、陰極である。

【００３０】つまり、ここでは、画素電極を形成するの
に適した反射率が高く、シート抵抗の低い金属元素を用
いる。なお、本実施例では、アルミニウムを用いるが、
チタン、クロム及び酸化スズと酸化インジウムの合金で
あるＩＴＯ等の材料を用いることもできる。

【００３１】また、画素電極（陰極）の材料としては、
仕事関数の小さい材料が好ましいことから遷移金属であ
るＹｂも適した材料である。また、画素電極の成膜方法
としては、蒸着法及びスパッタリング法があるが、本実
施例では、蒸着法により成膜を行う。なお、金属材料蒸
着室１０７において蒸着を行う場合には、蒸着源（試料
ボート）を具備しておく必要がある。又、蒸着源は、複
数設けておいても良い。

【００３２】なお、本実施例では、画素電極が陰極であ
るため、一つのＥＬ素子を形成させる画素ごとに画素電
極を独立して形成させる必要がある。しかし、アルミニ
ウムやチタンは、材料の性質上、酸化膜を形成し易いた
め、フォトリソグラフィーを用いたパターニングによる
画素電極の作製は、適当ではない。そこで、本実施例で
は、金属材料蒸着室１０７において、メタルマスクを用
いた蒸着を行うことにより微細な構造の画素電極を形成
する。

【００３３】この時金属材料蒸着室１０７は、真空状態
になっており、具体的には、１×１０^-6〜１×１０^-5Ｔ
ｏｒｒで成膜処理が行われるように維持されている。成
膜処理中は、ゲート１０６ｂを用いて第１搬送室１０３
と完全に遮断して室内の圧力を制御すれば良い。

【００３４】また、メタルマスクを用いて、画素サイズ
で部分成膜を行う際、そのメタルマスクが１０〜１００
μｍ程の微細なパターンを有するメタルマスクである場
合には、ＴＦＴ基板との位置あわせが高精度に行われる
ことが必要である。

【００３５】そこで、本発明では、金属材料蒸着室１０
７において位置合わせのためのアライメント機能として
ＣＣＤを設けている。そして、ＣＣＤによりステージに
位置するＴＦＴ基板とメタルマスクのそれぞれに予め付
けられていたアライメントマークを直接観察し、両者の
アライメントマークが同じ位置に来るようにＸ軸、Ｙ軸
およびθ回転方向にステージを移動させることにより位
置合わせを行う。なお、本明細書中では、このようなス
テージのことをＸ−Ｙ−θステージとよぶことにする。

【００３６】さらに、金属材料蒸着室１０７において画
素電極上に金属材料からなる補助電極を形成する。通
常、陰極は、仕事関数の小さい材料を用いるが、本実施
例では、陰極材料にＡｌといった仕事関数の大きい材料
を用いた。そこで、その仕事関数を下げるために画素電
極上に補助電極を形成する。なお、補助電極の形成にお
いても画素電極の形成と同様にＣＣＤを用いた位置合わ
せを行う。

【００３７】なお、補助電極に用いる金属材料として
は、リチウム、ナトリウム、カリウム及びセシウムとい
った長周期型の元素の周期表における１族元素や、マグ
ネシウムといった２族元素、または、これらの元素の酸
化物やフッ化物などが適している。しかし、酸化物やフ
ッ化物は、絶縁性を有することからトンネル電流が生じ
る程度に、具体的には０．５〜２ｎｍ程度に成膜するの
が好ましい。

【００３８】その他の補助電極材料としては、リチウム
アセチルアセトネート（Ｌｉａｃａｃ）といった有機金
属膜を用いることもできる。これは、導電性を有してい
ることから５ｎｍ程度の膜厚まで形成しても、その抵抗
値に問題は生じない。

【００３９】以上のように、画素電極と補助電極を積層
させて、陰極とすることで、これらの仕事関数を２．５
〜４．０となるようにする。

【００４０】つまり、金属材料蒸着室１０７の試料ボー
トには、画素電極を形成する金属材料及び補助電極を形
成する金属材料をそれぞれ具備しておく必要がある。

【００４１】次に、先に説明したＥＬ層成膜室１１４に
おいてＥＬ層が形成される。ここでは、発光層の他に正
孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキン
グ層ともいう）、電子輸送層及び電子注入層からなる積
層構造を形成することも可能である。なお、本実施例で
は、発光層を形成する発光材料の他、正孔注入層、正孔
輸送層、正孔阻止層（ホールブロッキング層ともい
う）、電子輸送層及び電子注入層といった層を形成する
有機材料のことをＥＬ材料と呼ぶことにする。ここで
は、金属を有するトリス（８−キノリノラト）アルミニ
ウム錯体（以下、Ａｌｑ₃と示す）、ビス（ベンゾキノ
リノラト）ベリリウム錯体（以下、ＢｅＢｑ₂と示す）
の他、トリス（２−フェニルピリジン）イリジウム錯体
（以下、Ｉｒ（ｐｐｙ）₃と示す）等の公知の金属錯体
もＥＬ材料に含める。

【００４２】また、ＥＬ層成膜室１１４を構成する成膜
室のそれぞれには、ＥＬ材料の成膜の様子を装置の外側
から観察する手段として、成膜室の側面にそれぞれ窓が
取り付けられている（１０２ａ〜１０２ｅ）。この窓か
ら成膜時の様子を観察することができる。これにより、
正常に成膜が行われていることを確認することができ
る。又、各成膜室には、成膜源がそれぞれ設けられてお
り、一つの成膜室において、複数の層を形成することが
できるように蒸着源は複数設けられている。なお、具体
的には、１〜８種類設けるのが好ましい。

【００４３】なお、本実施例では、発光材料として低分
子化合物を用いる場合について説明する。低分子化合物
からなる発光材料は、蒸着により形成することが好まし
いためＥＬ層成膜室１１４には、蒸着装置が備えられ
る。なお、本実施例では、発光層以外のＥＬ層を形成す
る層も蒸着により形成する。

【００４４】本実施例では、赤色の発光を示すＥＬ層
（赤色ＥＬ層）、緑色の発光を示すＥＬ層（緑色ＥＬ
層）及び青色の発光を示すＥＬ層（青色ＥＬ層）をそれ
ぞれ別の成膜室で蒸着法により形成する場合について説
明する。

【００４５】第３搬送室１１２には、ゲート１０６ｈを
介して赤色ＥＬ層成膜室１１５が連結され、ゲート１０
６ｉを介して緑色ＥＬ層成膜室１１６が連結され、さら
にゲート１０６ｊを介して青色ＥＬ層成膜室１１７が連
結されている。なお、これらのＥＬ層成膜室では、それ
ぞれ積層膜を形成させるため、ＥＬ材料を備えておく試
料ボートは、複数個設けておく必要がある。具体的に
は、１〜８個備えておくのが好ましい。

【００４６】はじめに、赤色ＥＬ層の形成であるが、図
１の赤色ＥＬ層成膜室１１５において成膜が行われる。
なお、本実施例では、赤色ＥＬ層成膜室１１５におい
て、電子輸送層と発光層と正孔輸送層を形成させる場合
ついて説明する。

【００４７】はじめに、電子輸送層としてＡｌｑ₃を蒸
着により２０ｎｍの膜厚に形成する。次に発光層が形成
されるが、本実施例では、メタルマスクを用いて低分子
の赤色発光材料を成膜する。なお、メタルマスクは、赤
色ＥＬ層が形成される場所に部分的に赤色の発光層を形
成させることができるもの（赤色用メタルマスクとよ
ぶ）を用い、赤色の発光が得られる赤色発光材料として
Ａｌｑ₃にＤＣＭ−１をドーピングしたものを用いる。
なお、ここで形成される発光層の膜厚は、１０〜１００
ｎｍの膜厚で形成することが好ましいが、本実施例で
は、これらの発光層は、２０ｎｍの膜厚に形成する。成
膜する膜厚に関しては、必要に応じて適宜調節すればよ
い。

【００４８】そして、赤色の発光層の上に正孔輸送層と
してα−ＮＰＤを蒸着により形成する。なお、正孔輸送
層の膜厚は、２０〜８０ｎｍが好ましいが、本実施例で
は、４０ｎｍの膜厚となるように成膜して、ＥＬ層の積
層構造を完成させる。以上により赤色ＥＬ層を形成する
ことができる。

【００４９】次に、緑色ＥＬ層の形成であるが、図１の
緑色ＥＬ層成膜室１１６において成膜が行われる。ここ
では、赤色ＥＬ層の形成において用いたのと同様の材料
を用いて、電子輸送層を形成し、さらにＢＣＰを用いて
正孔阻止層を形成する。なお、正孔阻止層の膜厚として
は、２０ｎｍの膜厚で形成する。

【００５０】次に緑色の発光層が形成されるが、ここで
は、緑色ＥＬ層が形成される場所に部分的に緑色の発光
層を形成することができるメタルマスク（緑色用メタル
マスクとよぶ）を用いる。また、緑色の発光が得られる
緑色発光材料としては、ＣＢＰとＩｒ（ｐｐｙ）₃を用
い、共蒸着により形成する。なお、ここで形成される発
光層の膜厚は、１０〜１００ｎｍの膜厚で形成させるこ
とが好ましいが、本実施例では、これらの発光層は、２
０ｎｍの膜厚に形成する。成膜する膜厚に関しては、必
要に応じて適宜調節すればよい。

【００５１】そして、緑色発光層上に、赤色ＥＬ層の形
成に用いたのと同様の材料を用いて正孔輸送層を形成し
て、緑色ＥＬ層を形成することができる。

【００５２】次に、青色ＥＬ層の形成であるが、図１の
青色ＥＬ層成膜室１１７において成膜が行われる。な
お、本実施例では、赤色ＥＬ層の形成において用いたの
と同様のＥＬ材料を用いて、電子輸送層を形成する。

【００５３】次に青色の発光層が形成されるが、ここで
は、青色ＥＬ層が形成される場所に部分的に青色の発光
層を形成することができるメタルマスク（青色用メタル
マスクとよぶ）を用いる。また、青色の発光が得られる
青色の発光材料としてジスチリル誘導体であるＤＰＶＢ
ｉを用い、蒸着により形成する。なお、ここで形成され
る発光層の膜厚は、１０〜１００ｎｍの膜厚で形成する
ことが好ましいが、本実施例では、これらの発光層は、
２０ｎｍの膜厚に形成する。また、成膜する膜厚に関し
ては、必要に応じて適宜調節すればよい。

【００５４】そして、青色発光層上に、赤色ＥＬ層の形
成に用いたのと同様の材料を用いて正孔輸送層を形成し
て、青色ＥＬ層を形成することができる。

【００５５】以上により赤色、緑色及び青色ＥＬ層を有
するＥＬ素子を形成することができる。なお、本実施例
において形成されたＥＬ素子の素子構造を図７に示す。
図７（ａ）は基本の素子構造であり、（ｂ）には赤色Ｅ
Ｌ層を有するＥＬ素子の形成に用いた具体的な材料を示
し、（ｃ）には、緑色ＥＬ層を有するＥＬ素子の形成に
用いた具体的な材料を示し、（ｄ）には、青色ＥＬ層の
形成に用いた具体的な材料を示すが、本発明はこれに限
られることはなく、例えば図７（ｂ）の素子のＡｌｑ₃
＋ＤＣＭ−１の層を他の材料で形成することも可能であ
る。なお、この場合には、Ａｌｑ₃＋ＤＣＭ−１の層を
形成しなくてもＡｌｑ₃の単層構造とし、発光層とする
こともできる。

【００５６】なお、発光材料は水分に極めて弱いため、
ＥＬ層成膜中は、ＥＬ層成膜室１１４の圧力を常に真空
状態に保持しておく必要がある。成膜室への基板の出し
入れ以外は、通常、ゲート（１０６ｈ〜１０６ｊ）を用
いて共通室１１２と完全に遮断して、成膜室内の真空状
態を制御すると良い。なお、この時の成膜圧力は、１×
１０^-6〜１×１０^-5Ｔｏｒｒにしておく必要がある。

【００５７】なお、本発明において、発光材料は上記に
示したものだけではなく公知の材料を自由な組み合わせ
で単数又は複数用いることができる。また、三重項励起
エネルギーを発光に利用することができる有機化合物
（本明細書中では、これをトリプレット化合物という）
等も通常の発光材料と組み合わせて用いることができ
る。

【００５８】また、第３搬送室１１２には、ゲート１０
６ｋを介して予備室１（１１８）が連結され、ゲート１
０６ｌを介して予備室２（１１９）が連結されている
が、これらは、赤色、緑色及び青色のＥＬ層以外のＥＬ
層成膜室としても良いし、蒸着以外の方法でＥＬ材料を
成膜する成膜室として用いても良い。

【００５９】本実施例では、正孔輸送層と発光層と電子
輸送層を有する積層構造で形成したＥＬ層を示したが、
さらに正孔注入層や、電子注入層や、正孔阻止層（ホー
ルブロッキング層ともいう）といった層をさらに設けて
も良いし、又、発光層のみであってもよい。

【００６０】各ＥＬ層を形成した後で、ＴＦＴ基板を再
び金属材料蒸着室１０７に移動させる。そして、ＥＬ層
上に陽極を形成する際にＥＬ層に与えうるダメージを防
ぐ目的でＥＬ層と陽極との間に第１パッシベーション膜
を抵抗加熱による蒸着法で成膜する。

【００６１】なお、本実施例で用いる第１パッシベーシ
ョン膜の材料としては、ＥＬ層で生じた光が第１パッシ
ベーション膜の方向に放出されるため、透過率の高い金
属材料を用いる必要がある。さらに本実施例では、ＥＬ
層から見て陽極側に形成されることから仕事関数の大き
い材料を用いる必要がある。

【００６２】なお、第１パッシベーション膜を形成する
金属材料としては、具体的には、可視光の透過率が７０
〜１００％であり、なおかつ仕事関数が４．５〜５．５
の導電膜を用いる。なお、金属膜は、可視光に対して不
透明であることが多いため０．５〜２０ｎｍ（好ましく
は１０〜１５ｎｍ）の膜厚で形成する。また、本実施例
において用いる金属材料としては、金や銀の他、白金と
いった材料が好ましい。なお、第１パッシベーション膜
を形成する金属材料も金属材料蒸着室の試料ボートに具
備しておく必要がある。

【００６３】次に、１０８で示されるのは、スパッタリ
ング法（または、スパッタ法ともいう）により成膜を行
う成膜室であり、スパッタリング室とよぶ。本実施例に
おいては、スパッタリングにより陽極となる対向電極を
形成する。通常、対向電極の成膜には蒸着法又はスパッ
タリング法が用いられるが、すでにＥＬ層を形成してい
るＥＬ材料の耐熱性が１００℃程度であることから本実
施例では、スパッタリング法により成膜を行う。

【００６４】なお、成膜時の成膜室内は、アルゴン中に
酸素を添加した雰囲気にしておく。これにより成膜され
た膜中の酸素濃度を制御し、透過率の高い低抵抗な膜を
形成することができる。いずれにしてもゲート１０６ｃ
によって第１搬送室１０３と遮断されている。

【００６５】また、スパッタリング室１０８には、ＥＬ
層成膜室と同様に成膜時の様子を装置の外側から観察す
ることができる手段として、成膜室の側面に窓１２１が
取り付けられている。この窓１２１から成膜時の様子を
観察することができる。これにより、正常に成膜が行わ
れていることを確認することができる。

【００６６】対向電極（陽極）の材料としては、抵抗率
の低い透過率の高い透光性の導電膜を用いる。なお、抵
抗率が低いとは、シート抵抗が５０Ω／□以下であり、
透過率の高い透光性の導電膜とは、その膜の透過率が７
０％以上である膜のことをいう。また、具体的には、酸
化インジウムと酸化スズの合金であるＩＴＯや酸化イン
ジウムと酸化亜鉛からなる合金およびＩＤＩＸＯといっ
た材料が用いられる。

【００６７】また、この時スパッタリング室１０８は、
その他の成膜室と同様に１×１０^-6〜１×１０^-5Ｔｏｒ
ｒの真空状態にすることが可能である。ただし、成膜
は、１×１０^-3〜５×１０^-2Ｔｏｒｒの圧力下で行われ
る。成膜処理中は、ゲート１０６ｃを用いて第１搬送室
１０３と完全に遮断して室内の圧力を制御すれば良い。

【００６８】次に、第１搬送室１０３とゲート１０６ｄ
を介して連結されているのは、プラズマＣＶＤ法（また
は、化学的気相成長法ともいう）により成膜を行う成膜
室であり、ＣＶＤ室とよぶ。なお、本実施例において
は、ＣＶＤ法により対向電極まで形成させたＥＬ素子上
にダイヤモンドライクカーボン膜（以下ＤＬＣ膜とい
う）からなる第２パッシベーション膜を形成する。

【００６９】なお、ＩＴＯからなる対向電極とＤＬＣか
らなる第２パッシベーション膜との密着性を良くするた
めに、ＣＶＤ室１０９において、予め酸化珪素、窒化珪
素およびシリコン膜といった絶縁性の膜を形成しておく
とよい。

【００７０】本実施例において、ＥＬ素子を覆うように
設けられるＤＬＣ（Diamond Like Carbon）膜は、ダイ
ヤモンド結合（sp³結合）とグラファイト結合（sp²結
合）が混在した非晶質膜である。ＤＬＣ膜の性質は、１
５５０（ｃｍ^-1）あたりに非対称のピークを有し、１３
００（ｃｍ^-1）あたりに肩を持つラマンスペクトル分布
を有し、微小硬度計における測定で１５〜２５（ＧＰ
ａ）の硬度を示す。ＤＬＣ膜は、硬度が大きく、化学的
に不活性で、可視光から赤外光に対して透明であり、さ
らに電気抵抗が高いなど、ダイヤモンドに類似した性質
を多くもつため、このように称される。以上に示した性
質と緻密な構造から酸素や水分を透過しないためＤＬＣ
膜は、保護膜として適している。

【００７１】ＤＬＣ膜の成膜法としては、電極に負の自
己バイアスが印加されており、この負の自己バイアス電
圧により、加速された原料ガスをＥＬ素子の陽極に成膜
し、緻密なＤＬＣ膜を設けることができる。なお、原料
ガスとしては、炭化水素、例えばメタン、エタン、プロ
パン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン等の不飽和炭
化水素、もしくはベンゼン、トルエン等の芳香族系を用
いればよい。また、炭化水素分子のうち１個もしくは複
数個がＦ、Ｃｌ、Ｂｒ等のハロゲン系元素に置き換わっ
たハロゲン化炭化水素を用いてもよい。

【００７２】さらに、封止室１１０がゲート１０６ｅを
介して第１搬送室１０３に連結されている。封止室１１
０では、最終的にＥＬ素子を密閉空間に封入するための
処理が行われる。具体的にはＴＦＴ基板上に形成された
ＥＬ素子をシーリング材（ハウジング材ともいう）で機
械的に封入する、又は熱硬化性樹脂もしくは感光性樹脂
で封入するといった処理を行う。

【００７３】シーリング材としては、ガラス、セラミッ
クス、金属などの材料を用いることができるが、シーリ
ング材側に光を出射する場合は透光性でなければならな
い。また、シーリング材と上記全ての処理を終えた基板
とは熱硬化性樹脂又は感光性樹脂を用いて貼り合わせ、
熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密
閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウム等
の乾燥剤を設けることも可能である。

【００７４】また、シーリング材を用いずに、熱硬化性
樹脂もしくは感光性樹脂だけでＥＬ素子を封入すること
も可能である。この場合、全ての処理を終えた基板の少
なくとも側面を覆うようにして熱硬化性樹脂もしくは感
光性樹脂を設け、硬化させれば良い。これは膜界面から
水分が侵入するのを防ぐためである。

【００７５】なお、以上の各処理（排気、搬送、成膜処
理等）はタッチパネル及びシーケンサーによるコンピュ
ータを用いた全自動制御とすることができる。

【００７６】以上の構成でなる薄膜形成装置の最大の特
徴は、画素電極の形成時にＣＣＤによる位置合わせ機能
によりＴＦＴ基板上に蒸着法により高精度な画素電極を
形成させることができることであり、さらにＥＬ層の上
に第１パッシベーション膜を設けることで、ＥＬ層上に
スパッタリング法を用いて陽極を形成させる際に問題と
なるＥＬ層へのダメージを防ぐことができることであ
る。

【００７７】また、本発明においては、ＴＦＴ基板上に
形成される薄膜の成膜室がマルチチャンバー方式の薄膜
形成装置に全て搭載されている点にある。従って、ＴＦ
Ｔ基板上に画素電極を形成する工程から始まって、対向
電極を形成する工程まで、すなわちＥＬ素子の形成を一
度も外気に晒すことなく行うことが可能である。

【００７８】その結果、ＥＬ層からの光をＴＦＴ基板と
反対側に放出させる、すなわち上面出射方式のＥＬ素子
を有する発光装置を簡易な手段で形成することができる
という点にある。

【００７９】〔実施例２〕本実施例では、図１に示した
薄膜形成装置の一部を変更した例を図２に示す。具体的
には、第１搬送室１０３とＥＬ層成膜室２０３との間
に、真空排気用処理室２０１を設けて、ＥＬ層成膜室の
み常圧（大気圧）での処理を可能にした構成を示す。な
お、変更点以外の部分に関する説明は、実施例１を引用
することができる。また、ここでは、ＥＬ層成膜室を一
つしか設けていないが、必要に応じて複数設けても良
い。

【００８０】実施例１では、薄膜形成装置の内部は、全
て真空状態にあり、ＥＬ層の形成も真空下で行う例を示
したが、高分子材料を用いてＥＬ層を形成させる場合に
は、不活性ガスを満たした常圧で行うため、ＥＬ層成膜
室２０３に基板搬送を行うためには、ＥＬ成膜室とそれ
以外の薄膜形成装置内部における気圧差を克服しなけれ
ばならない。

【００８１】そこで本実施例では、まず真空排気用処理
室２０１を第１搬送室１０３と同じ圧力まで減圧してお
き、その状態でゲート１０６dを開けて基板を搬送す
る。そして、ゲート１０６dを閉めた後、真空排気用処
理室２０１内を不活性ガスでパージし、常圧に戻った時
点でゲート２０２を開けてＥＬ層成膜室２０３へと基板
を搬送する。ここでは、基板と一緒にステージごと搬送
しても良いし、専用の搬送手段で行っても良い。

【００８２】そして、ＥＬ層形成工程が終了したら、ゲ
ート２０２を開けて真空排気用処理室２０１へ基板を搬
送し、ゲート２０２及びゲート１０６dを閉めた状態で
真空排気を行う。こうして真空排気用処理室２０１が第
１搬送室１０３と同じ減圧状態にまで達したら、ゲート
１０６dを開けて基板を第１搬送室１０３へと搬送す
る。

【００８３】以上のような構成とすると、ＥＬ層成膜室
２０３以外は全て真空下で基板を扱うことが可能とな
る。

【００８４】〔実施例３〕本実施例では、本発明をイン
ライン方式の薄膜形成装置に適用した場合について図３
を用いて説明する。なお、基本的には図１のマルチチャ
ンバー方式の薄膜形成装置をインライン方式に変更した
場合に相当するので、各処理室の説明等は、実施例１を
引用すれば良い。

【００８５】図３において、３０１はＴＦＴ基板の搬入
が行われる第１搬送室であり、キャリア３０２が設置さ
れる。ロード室３０１はゲート３０３を介して第１搬送
室３０４に連結される。第１搬送室３０４には第１搬送
機構３０５が設けられている。また、第１搬送室にはゲ
ート３０６を介して金属材料蒸着室３０７が連結され、
さらにゲート３０８を介してＥＬ層成膜室３０９に連結
される。

【００８６】金属材料蒸着室３０７で画素電極を形成
し、ＥＬ層成膜室３０９でＥＬ層を形成したＴＦＴ基板
は、ゲート３１０を介して連結された第２搬送室３１１
に搬入される。この第２搬送室３１１にはゲート３１２
を介して第３搬送室３１３が連結される。第３搬送室３
１３には第２搬送機構３１４が設けられ、これにより第
３搬送室３１３から基板が搬出される。

【００８７】また、第３搬送室３１３にはゲート３１５
を介してスパッタリング室３１６が連結され、さらにゲ
ート３１７を介してＣＶＤ室３１８が連結されている。
そして、スパッタリング室３１６で、対向電極を形成
し、ＣＶＤ室３１８で処理を終えた基板は、ゲート３１
９を介して連結された第４搬送室３２０に搬入される。

【００８８】なお、ＣＶＤ室３１８では、スパッタリン
グ室３１６で対向電極まで形成させたＥＬ素子上にダイ
ヤモンドライクカーボン膜（以下ＤＬＣ膜という）を形
成する。なお、本実施例では、対向電極とＤＬＣ膜の密
着性を良くするために、対向電極上に窒化珪素膜や酸化
珪素膜といった珪素を含む絶縁膜を形成し、その上にＤ
ＬＣ膜を形成させた。

【００８９】次に、第４搬送室３２０にはゲート３２１
を介して第５搬送室３２２が連結される。第５搬送室３
２２には第３搬送機構３２３が設けられ、これにより第
４搬送室３２０から基板が搬出される。また、第５搬送
室３２２にはゲート３２４を介して封止室３２５が連結
されている。

【００９０】本実施例では、ＥＬ素子の保護膜として、
ＤＬＣ膜を形成したＴＦＴ基板を封止室３２５において
シーリング剤等を用いて封止を行った。

【００９１】さらに第５搬送室３２２には、ゲート３２
６を介して基板を搬出するアンロード室３２７が連結さ
れている。アンロード室３２７にはキャリア３２８が設
置される。なお、キャリア３２８には、薄膜形成装置に
おいて全ての処理を終えたＴＦＴ基板が収納される。

【００９２】以上のように本実施例では、複数の成膜室
と封止室を接続して一貫した処理を行い、ＥＬ素子の封
入までを行うインライン化された薄膜形成装置を示して
いる。

【００９３】〔実施例４〕本実施例では、本発明をイン
ライン方式の薄膜形成装置に適用した場合について、全
ての処理室が直列に接続され、それぞれの処理室間に搬
送室を設けない点で図３と異なる場合について図４を用
いて説明する。なお、基本的には図１のマルチチャンバ
ー方式の薄膜形成装置をインライン方式に変更した場合
に相当するので、各処理室の説明等は、実施例１を引用
すれば良い。

【００９４】図４（Ａ）において、４０１はＴＦＴ基板
の搬入が行われるロード室であり、キャリア４０２が設
置される。ロード室４０１はゲート４０３を介して金属
材料蒸着室１（４０４）が連結され、さらにゲート４０
５を介して金属材料蒸着室２（４０６）に連結される。

【００９５】金属材料蒸着室１（４０４）で画素電極を
形成し、金属材料蒸着室２（４０６）で補助電極を形成
したＴＦＴ基板は、ゲート４０７を介して緑色ＥＬ層成
膜室４０８が連結され、ゲート４０９を介して赤色ＥＬ
層成膜室４１０が連結され、さらにゲート４１１を介し
て青色ＥＬ層成膜室４１２が連結されている。なお、本
実施例では、緑色ＥＬ層成膜室４０８、赤色ＥＬ層成膜
室４１０及び青色ＥＬ層成膜室４１２を含めてＥＬ層成
膜室と呼ぶことにする。

【００９６】また、青色ＥＬ層成膜室４１２には、ゲー
ト４１３を介して金属材料蒸着室３（４１４）連結さ
れ、さらにゲート４１５を介してスパッタリング室４１
６が連結され、さらにゲート４１７を介してＣＶＤ室４
１８が連結されている。なお、図４（Ａ）では、紙面の
都合上、ＥＬ層成膜室４１２に連結されているゲート４
１３は、途中で切れているが、実際には、直線方向を維
持した状態で、さらに金属材料蒸着室３（４１４）に連
結されている。

【００９７】そして、ＣＶＤ室４１８で処理を終えた基
板は、ゲート４１９を介して連結された封止室４２０に
おいて処理された後、ゲート４２１を介して連結された
アンロード室４２２のキャリア４２３に搬入される。

【００９８】また、図４（Ｂ）には、図４（Ａ）で示し
た装置の断面構造を示している。なお、本実施例では、
各成膜室や処理室間の搬送に搬送室や搬送機構を設けて
いないため、ＴＦＴ基板は、ＴＦＴ基板が備えられてい
るステージ４２４ごと各処理室間を移動する構造となっ
ている。なお、図４（Ｂ）で示す記号は、図４（Ａ）で
示した記号と同じ記号を用いているので、適宜参照する
と良い。

【００９９】なお、本実施例で示した薄膜形成装置を用
いることにより、搬送室を設けずに複数の成膜室と封止
室を接続して一貫した処理を行うため、高いスループッ
トでＥＬ素子の封入までを行うことが可能となる。

【０１００】〔実施例５〕実施例１〜４では複数の処理
室として、金属材料蒸着室、ＥＬ層成膜室、スパッタリ
ング室、ＣＶＤ室及び封止室を設ける構成を例として挙
げているが、本発明はこのような組み合わせに限定され
るものではない。必要に応じてスパッタリング室を二つ
以上設けても良いし、その他の成膜室を複数設けても良
い。

【０１０１】また、ＥＬ素子を封止した後に、最終的な
パッシベーション膜として、実施例４で示したように絶
縁膜、好ましくは珪素を含む絶縁膜、又は、ＤＬＣ膜で
ＥＬ素子を覆って形成することも有効である。なお、珪
素を含む絶縁膜としては、酸素の含有量の少ない窒化珪
素膜もしくは窒化酸化珪素膜が好ましい。

【０１０２】以上のように、本発明は複数の成膜室の組
み合わせに限定されるものではなく、どのような機能の
成膜室を設けるかは、実施者が適宜決定すれば良い。な
お、これらの成膜室等に関する説明は、実施例１を引用
することができる。

【０１０３】〔実施例６〕本実施例では、アクティブマ
トリクス型の発光装置を作製するにあたって、本発明の
薄膜形成装置を用いた例を図５に示す。なお、本実施例
では、実施例１で説明した装置を例にとって説明する。
従って、各成膜室で行われる成膜の詳細は、実施例１の
説明を引用できる。

【０１０４】まず、図５（Ａ）に示すように、ガラス基
板５０１上には、ＴＦＴ５０２が形成されている。ま
た、画素５０３は、ＴＦＴ５０２の作製方法は公知のＴ
ＦＴの作製方法に従えば良い。勿論、トップゲート型Ｔ
ＦＴであってもボトムゲート型ＴＦＴであっても構わな
い。

【０１０５】はじめに図１に示した薄膜形成装置のロー
ド室１０１に図５（Ａ）に示したＴＦＴ基板をキャリア
１０２に入れて設置する。

【０１０６】そして、まず第１搬送機構１０５によって
ＴＦＴ基板を金属材料蒸着室１０７に搬送し、そこで画
素電極５０４の成膜を行う。なお本実施例では、真空排
気した成膜室内に備えられたＣＣＤにより、メタルマス
クとＴＦＴ基板の位置合わせを行い、アルミニウムを主
成分とする膜で画素電極５０４を形成すればよい。ま
た、本実施例では、ＥＬ素子から発した光がＴＦＴ基板
とは反対側（図５（Ａ）では上向き）に出射されるた
め、画素電極５０４は反射電極として機能することにな
る。そのため、できるだけ反射率の高い材料を用いるこ
とが好ましい。

【０１０７】これにより、図５（Ｂ）に示すようにＴＦ
Ｔ５０２と画素電極（陰極）５０４を有する画素５０３
が、マトリクス状に形成される。ＴＦＴ５０２は、画素
電極５０４に流れる電流を制御する。

【０１０８】さらに、金属材料蒸着室１０７において、
画素電極５０４の成膜と同様にメタルマスクを用いてＣ
ＣＤによりＴＦＴ基板との位置合わせを行った後で、選
択的に画素電極５０４上に補助電極５０５を蒸着により
形成する。なおここでは、補助電極材料としてリチウム
アセチルアセトネート（Ｌｉａｃａｃ）を用いる。

【０１０９】図５（Ｃ）の状態を得たら、ＴＦＴ基板を
第１搬送機構１０５により第２搬送室１１１に搬送し、
さらに第２搬送機構１１３により第３搬送室１１２を通
り、赤色ＥＬ層成膜室１１５に搬送して、メタルマスク
を用いた蒸着法により赤色発光層を形成する。

【０１１０】次に、ＴＦＴ基板を第２搬送機構１１３に
より、緑色ＥＬ層成膜室１１６に搬送して、メタルマス
クを用いた蒸着法により緑色発光層を形成する。

【０１１１】さらに、ＴＦＴ基板を第２搬送機構１１３
により、青色ＥＬ層成膜室１１７に搬送して、メタルマ
スクを用いた蒸着法により青色発光層を形成する。以上
により、赤色、緑色及び青色の発光層を形成することが
できる。なお、本実施例において形成されたＥＬ層５０
６は、発光層のみからなる単層構造とする（図５
（Ｄ））。

【０１１２】図５（Ｄ）の状態を得たら、ＴＦＴ基板を
再び金属材料蒸着室１０７に搬送して仕事関数の大きい
金属膜でなる第１パッシベーション膜５０７を蒸着法に
より形成する。本実施例では、金（Ａｕ）を５ｎｍの膜
厚で成膜した（図５（Ｅ））。

【０１１３】さらに、金属材料蒸着室１０７から第１パ
ッシベーション膜５０７を形成したＴＦＴ基板を搬送機
構１０５で取り出し、スパッタリング室１０８に搬送す
る。そこで、第１パッシベーション膜５０７の上に酸化
インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）も
しくは酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった材料
からなる透光性導電膜を用いて対向電極を形成する。

【０１１４】本実施例では酸化インジウムに１０〜１５
％の酸化亜鉛を混合した化合物を用いることにより対向
電極（陽極）５０８を形成する。こうして図５（Ｆ）の
状態を得る。

【０１１５】このあと、スパッタリング室１０８から対
向電極５０８を形成したＴＦＴ基板を搬送機構１０５で
取り出し、ＣＶＤ室１０９に搬送する。そこで、必要に
応じて窒化珪素膜や酸化珪素といった珪素を含む絶縁材
料からなる第２パッシベーション膜（図示せず）をプラ
ズマＣＶＤ法により形成させても良い。

【０１１６】さらに、ＣＶＤ室１０９から第２パッシベ
ーション膜を形成したＴＦＴ基板を搬送機構１０５で取
り出し、封止室１１０に搬送する。そこで、ガラス基板
やプラスチック基板といったシール材料を用いて封止を
行っても良い。

【０１１７】なお、本実施例はアクティブマトリクス型
の発光装置の作製にあたって本発明の薄膜形成装置を用
いる例を示したが、単純マトリクス型の発光装置の作製
に用いることも可能である。また、本実施の構成は、実
施例１〜実施例５のいずれの薄膜形成装置を用いて実施
してもよい。

【０１１８】〔実施例７〕本実施例では、アクティブマ
トリクス型の発光装置を作製するにあたって、本発明の
薄膜形成装置を用いた例を図６に示す。なお、本実施例
では、実施例２で説明した装置を例にとって説明する。
従って、各成膜室で行われる成膜の詳細は、実施例２の
説明を引用できる。

【０１１９】まず、図６（Ａ）に示すように、ガラス基
板６０１上にＴＦＴ６０２が形成されている。なお、本
実施例ではガラス基板を用いているが、基板としては如
何なる材料を用いても良い。また、ＴＦＴ６０２の作製
方法は公知のＴＦＴの作製方法に従えば良い。勿論、ト
ップゲート型ＴＦＴであってもボトムゲート型ＴＦＴで
あっても構わない。

【０１２０】はじめに、図２に示した薄膜形成装置のロ
ード室１０１に図６（Ａ）に示したＴＦＴ基板をキャリ
ア１０２に入れて設置する。

【０１２１】そして、搬送機構１０５によってＴＦＴ基
板を金属材料蒸着室１０７に搬送し、画素電極（陰極）
６０４を成膜する。なお、画素電極６０４はアルミニウ
ムを主成分とする膜で形成すれば良い。本実施例ではＥ
Ｌ素子から発した光がＴＦＴ基板とは反対側（図６
（Ａ）では上向き）に出射されるため、画素電極６０４
は反射電極として機能することになる。そこで、できる
だけ反射率の高い材料としてアルミニウム（Ａｌ）を６
０ｎｍの膜厚に形成させたものを用いた。

【０１２２】これにより、図６（Ｂ）に示すように、Ｔ
ＦＴ６０２と画素電極（陰極）６０４を有する画素６０
３が、マトリクス状に形成される。ＴＦＴ６０２は、画
素電極６０４に流れる電流を制御する。

【０１２３】さらに、金属材料蒸着室１０７において、
画素電極６０４の成膜と同様にメタルマスクを用いてＣ
ＣＤによりＴＦＴ基板との位置合わせを行った後で、蒸
着により選択的に画素電極６０４上に補助電極６０５を
形成させる。なお、本実施例において補助電極材料とし
ては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）を用い、０．５ｎｍの
膜厚で形成した。

【０１２４】図６（Ｃ）の状態を得たら、ＴＦＴ基板を
真空排気用処理室２０１に搬送し、ここで、ゲート１０
６ｄを閉じる。そして、真空排気用処理室２０１内の圧
力を常圧（大気圧）にした後で、ゲート２０２を開い
て、ＥＬ層成膜室２０３に搬送し、スピンコーティング
法により高分子系ＥＬ材料を含む溶液を塗布する。本実
施例では、はじめに正孔注入層として水にポリチオフェ
ン誘導体であるＰＥＤＯＴを溶解させた水溶液を用いて
３０ｎｍの膜厚に成膜する。次にジクロロメタンにポリ
フェニレンビニレン（ＰＰＶ）を溶解させた溶液を用い
て、８０ｎｍの膜厚に成膜する。勿論、他の高分子系Ｅ
Ｌ材料と有機溶媒の組み合わせでも良い（図６
（Ｄ））。

【０１２５】ＥＬ層６０６形成後、ＴＦＴ基板を再び真
空排気処理室２０１に搬送する。ゲート２０２を閉じた
後で、真空排気処理室２０１内を真空状態にする。そし
て、第１搬送室と真空排気処理室２０１内の圧力が同じ
になったらゲート１０６ｄを開けて、搬送機構１０５に
よりＴＦＴ基板を取り出す。

【０１２６】図６（Ｄ）の状態を得たら、ＴＦＴ基板を
金属材料蒸着室１０７に搬送して仕事関数の小さい金属
膜でなる第１パッシベーション膜６０７を蒸着により形
成する。本実施例では、金（Ａｕ）を用いることにより
形成した（図６（Ｅ））。

【０１２７】さらに、金属材料蒸着室１０７から第１パ
ッシベーション膜６０７を形成したＴＦＴ基板を搬送機
構１０５で取り出し、スパッタリング室１０８に搬送す
る。そこで、第１パッシベーション膜６０７の上に酸化
インジウムと酸化スズの化合物（ＩＴＯと呼ばれる）も
しくは酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった透光
性導電膜を用いて対向電極６０８を形成する。

【０１２８】本実施例では酸化インジウムに１０〜１５
％の酸化亜鉛を混合した化合物を用いることにより対向
電極（陽極）６０８を形成する。こうして図６（Ｆ）の
状態を得る。

【０１２９】このあと、スパッタリング室１０８から対
向電極６０８を形成したＴＦＴ基板を搬送機構１０５で
取り出し、ＣＶＤ室１０９に搬送する。そこで、必要に
応じて窒化珪素膜や酸化珪素といった珪素を含む絶縁材
料からなる第２パッシベーション膜（図示せず）をプラ
ズマＣＶＤ法により形成させても良い。

【０１３０】さらに、ＣＶＤ室１０９から第２パッシベ
ーション膜を形成したＴＦＴ基板を搬送機構１０５で取
り出し、封止室１１０に搬送する。そこで、ガラス基板
やプラスチック基板といったシール材料を用いて封止を
行っても良い。

【０１３１】なお、本実施例はアクティブマトリクス型
の発光装置の作製にあたって本発明の薄膜形成装置を用
いる例を示したが、単純マトリクス型の発光装置の作製
に用いることも可能である。また、本実施の構成は、実
施例１〜実施例５のいずれの薄膜形成装置を用いて実施
してもよい。

【０１３２】〔実施例８〕本実施例では、本発明である
成膜装置において、画素電極形成時に用いるメタルマス
クの作製方法について説明する。

【０１３３】メタルマスクを作成する技術としては、ス
テンレス等の金属板にレジストをパターニングして、適
切なエッチャント液で両面よりエッチングするエッチン
グ法がある。しかし、この方法では、厚さが１００μｍ
のステンレス基板に対して１００μｍの間隔のパターン
を形成させることが限界である。

【０１３４】そこで、本発明に用いるメタルマスクは、
電鋳法により作製したものを用いる。具体的には、母型
となる電着金属上に２５〜５０μｍの膜厚でレジストを
形成させる。そして、レジスト上にネガ型のパターンフ
ィルムを用いて焼き付けを行うことにより、パターンを
形成させる。さらにこれを現像することによりパターニ
ングされたレジストが形成される。

【０１３５】そして、パターニングされたレジスト上に
無電界メッキ法により１０μｍ程度にまで金属薄膜を成
長させることができる。その後にレジストを除去して、
さらに母型から金属薄膜を取り外すことにより微細なパ
ターンを有するメタルマスクを形成することができる。

【０１３６】また、成膜においてメタルマスクを用いる
際には、メタルマスクとＴＦＴ基板との距離を小さく保
つことが要求される。そこで、本発明において、ＴＦＴ
基板を備えるステージに磁石を備えておき、メタルマス
クとＴＦＴ基板を磁力により密着させて、成膜を行うと
メタルマスクの撓みや浮きやズレなどにより作製するパ
ターンの不良を防ぐことができる。

【０１３７】そのために、本実施例で形成されるメタル
マスクは、ステンレス、ニッケル及びクロムといった材
料を用いることが好ましい。つまりこのようにして形成
させたメタルマスクを用いることで、１０μｍ以下の蒸
着パターンをＴＦＴ基板上に形成させることができる。
また、本実施例の構成は、実施例１〜実施例５のいずれ
の構成とも自由に組み合わせて実施することが可能であ
る。

【０１３８】〔実施例９〕本発明により作製された発光
装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明る
い場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々
な電気器具の表示部に用いることができる。

【０１３９】本発明により作製した発光装置を用いた電
気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグ
ル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナ
ビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディ
オ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピ
ュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュ
ータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、
記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはデジタルビ
デオディスク（ＤＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画
像を表示しうる表示装置を備えた装置）などが挙げられ
る。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報
端末は、視野角の広さが重要視されるため、ＥＬ素子を
有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器
具の具体例を図８に示す。

【０１４０】図８（Ａ）は表示装置であり、筐体２００
１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２
００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明によ
り作製した発光装置は、表示部２００３に用いることが
できる。ＥＬ素子を有する発光装置は自発光型であるた
めバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表
示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン
用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示
用表示装置が含まれる。

【０１４１】図８（Ｂ）はデジタルスチルカメラであ
り、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、
操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッタ
ー２１０６等を含む。本発明により作製した発光装置は
表示部２１０２に用いることができる。

【０１４２】図８（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュ
ータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２
０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、
ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明により
作製した発光装置は表示部２２０３に用いることができ
る。

【０１４３】図８（Ｄ）はモバイルコンピュータであ
り、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０
３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含
む。本発明により作製した発光装置は表示部２３０２に
用いることができる。

【０１４４】図８（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画
像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体
２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ
２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、
操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表
示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ
２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明によ
り作製した発光装置はこれら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２
４０４に用いることができる。なお、記録媒体を備えた
画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。

【０１４５】図８（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘ
ッドマウントディスプレイ）であり、本体２５０１、表
示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明により
作製した発光装置は表示部２５０２に用いることができ
る。

【０１４６】図８（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２
６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、外部接続ポー
ト２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０
６、バッテリー２６０７、音声入力部２６０８、操作キ
ー２６０９、接眼部２６１０等を含む。本発明により作
製した発光装置は表示部２６０２に用いることができ
る。

【０１４７】ここで図８（Ｈ）は携帯電話であり、本体
２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部
２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外
部接続ポート２７０７、アンテナ２７０８等を含む。本
発明により作製した発光装置は、表示部２７０３に用い
ることができる。なお、表示部２７０３は黒色の背景に
白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑え
ることができる。

【０１４８】なお、将来的に有機材料の発光輝度が高く
なれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投
影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用
いることも可能となる。

【０１４９】また、上記電気器具はインターネットやＣ
ＡＴＶ（ケーブルテレビ）などの電子通信回線を通じて
配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情
報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速
度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。

【０１５０】また、発光装置は発光している部分が電力
を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報
を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特
に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする
表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景
として文字情報を発光部分で形成するように駆動するこ
とが好ましい。

【０１５１】以上の様に、本発明の作製方法を用いて作
製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分
野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施
例の電気器具は本発明を実施することにより作製された
発光装置をその表示部に用いることができる。

【０１５２】

【発明の効果】ＥＬ素子の画素電極の形成において、成
膜室に位置合わせ機能を設けることで、メタルマスクを
用いた蒸着による微細なパターンの成膜を可能にし、ま
た、ＥＬ層形成後に透過率の高い膜からなる第１パッシ
ベーション膜を設けることで、対向電極形成時のスパッ
タリングによるＥＬ層へのダメージを防ぐことができ
る。これにより上面出射方式の素子を有する発光装置を
作製する上で生じる問題を解決することができる。さら
に、これらの処理をマルチチャンバー方式もしくはイン
ライン方式等の一体化させた装置で行うことで、ＥＬ材
料を用いたＥＬ素子を、大気に曝すことなく作製するこ
とが可能となる。従って、ＥＬ材料を用いた発光装置の
信頼性を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。

【図２】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。

【図３】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。

【図４】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。

【図５】 アクティブマトリクス型の発光装置の作製
工程を示す図。

【図６】 アクティブマトリクス型の発光装置の作製
工程を示す図。

【図７】 本発明の発光装置の素子構造を説明する
図。

【図８】 電気器具の一例を示す図。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０５Ｂ 33/12 Ｈ０５Ｂ 33/12 Ｂ 33/14 33/14 Ａ Ｆターム(参考） 3K007 AB04 AB11 AB18 BA06 BB01 BB07 CB01 CB03 DA01 DB03 EA01 EB00 FA01 4K029 BA04 BA05 BA13 BA62 BB02 BC03 BC09 BD00 CA01 CA05 HA01 HA02 KA01 KA09 5G435 AA04 AA14 AA17 BB05 CC09 HH12 KK05 KK10

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１の導電膜を真空蒸着法において第１の
   マスクを用いることにより第１のパターンに形成する第
   １の成膜室と、 第２の導電膜を真空蒸着法において第２のマスクを用い
   ることにより第２のパターンに形成する第２の成膜室
   と、 有機膜を真空蒸着法において第３のマスクを用いること
   により第３のパターンに形成する第３の成膜室と、 透光性導電膜を形成する第４の成膜室とを有する薄膜形
   成装置であって、 前記第１乃至前記第４の成膜室は、搬送室とそれぞれ連
   結され、 前記搬送室は、基板を搬送する手段を有することを特徴
   とする薄膜形成装置。
2. 【請求項２】第１の導電膜を真空蒸着法において第１の
   マスクを用いることにより第１のパターンに形成する第
   １の成膜室と、 第２の導電膜を真空蒸着法において第２のマスクを用い
   ることにより第２のパターンに形成する第２の成膜室
   と、 有機膜を真空蒸着法において第３のマスクを用いること
   により第３のパターンに形成する第３の成膜室と、 透光性導電膜をスパッタリング法により形成する第４の
   成膜室とを有する薄膜形成装置であって、 前記第１乃至前記第４の成膜室は、それぞれゲートで仕
   切られ、かつ一方向に連結されていることを特徴とする
   薄膜形成装置。
3. 【請求項３】請求項１または請求項２において、 前記第３の成膜室は、複数設けられており、複数の前記
   第３の成膜室は、それぞれ異なる有機膜を形成すること
   を特徴とする薄膜形成装置。
4. 【請求項４】請求項１乃至請求項３のいずれか一におい
   て、 前記第１の成膜室及び前記第２の成膜室は、ＣＣＤとＸ
   −Ｙ−θステージによる位置合わせ機能をそれぞれ有す
   ることを特徴とする薄膜形成装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至請求項４のいずれか一におい
   て、 前記第２の導電膜を周期表の第１族または第２族の元素
   により形成することを特徴とする薄膜形成装置。
6. 【請求項６】請求項１乃至請求項５のいずれか一におい
   て、 前記マスクはメタルマスクであることを特徴とする薄膜
   形成装置。
7. 【請求項７】第１の導電膜を真空蒸着法により形成し、 前記第１の導電膜上に第２の導電膜を真空蒸着法により
   形成し、 前記第２の導電膜上に有機膜を真空蒸着法により形成
   し、 前記有機膜上にパッシベーション膜を真空蒸着法により
   形成し、 前記パッシベーション膜上に透光性導電膜をスパッタリ
   ング法により形成する発光装置の作製方法であって、 前記第１の導電膜、前記第２の導電膜及び前記有機膜
   は、マスクを用いてそれぞれ所定のパターンに形成され
   ることを特徴とする発光装置の作製方法。
8. 【請求項８】請求項７において、 前記マスクとしてメタルマスクを用いたことを特徴とす
   る発光装置の作製方法。
9. 【請求項９】第１の導電膜を真空蒸着法により形成し、 前記第１の導電膜上に第２の導電膜を真空蒸着法により
   形成し、 前記第２の導電膜上に有機膜を真空蒸着法により形成
   し、 前記有機膜上にパッシベーション膜を真空蒸着法により
   形成し、 前記パッシベーション膜上に透光性導電膜をスパッタリ
   ング法により形成する発光装置の作製方法であって、 前記第１の導電膜、前記第２の導電膜、前記有機膜、前
   記パッシベーション膜、及び前記透光性導電膜の形成
   は、減圧下で連続して処理されることを特徴とする発光
   装置の作製方法。
10. 【請求項１０】請求項７乃至請求項９のいずれか一にお
    いて、 前記第２の導電膜は、周期表の第１族または第２族の元
    素を用いて形成されることを特徴とする発光装置の作製
    方法。
11. 【請求項１１】請求項７乃至請求項１０のいずれか一に
    おいて、 前記パッシベーション膜は、透過率が７０％以上であ
    り、かつ仕事関数が４．５〜５．５である金属元素を用
    いて形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。
12. 【請求項１２】請求項７乃至請求項１１のいずれか一に
    おいて、 前記透光性導電膜は、シート抵抗が５０Ω／□以下であ
    り、かつ透過率が７０％以上である金属材料を用いて形
    成されることを特徴とする発光装置の作製方法。
13. 【請求項１３】基板上に形成されたＴＦＴと、 基板上に形成された第１の導電膜と、 前記第１の導電膜と接して形成された第２の導電膜と、 前記第２の導電膜と接して形成された有機膜と、 前記有機膜と接して形成されたパッシベーション膜と、 前記パッシベーション膜と接して形成された透光性導電
    膜を有することを特徴とする発光装置。
14. 【請求項１４】請求項１３において前記第２の導電膜
    は、周期表の第１族または第２族の元素からなることを
    特徴とする発光装置。
15. 【請求項１５】請求項１３または請求項１４において、 前記有機膜は、電子輸送層、発光層、及び正孔輸送層を
    含むことを特徴とする発光装置。
16. 【請求項１６】請求項１５において、 前記電子輸送層は、Ａｌｑ₃からなり、 前記発光層は、Ａｌｑ₃及びＤＣＭ−１とからなり、 前記正孔輸送層は、α−ＮＰＤからなることを特徴とす
    る発光装置。
17. 【請求項１７】請求項１３乃至請求項１６のいずれか一
    において、 前記パッシベーション膜は、透過率が７０％以上であ
    り、かつ仕事関数が４．５〜５．５である金属元素から
    なることを特徴とする発光装置。
18. 【請求項１８】請求項１７において、 前記パッシベーション膜は、金、銀または白金からなる
    ことを特徴とする発光装置。
19. 【請求項１９】請求項１３乃至請求項１８のいずれか一
    において、 前記透光性導電膜は、シート抵抗が５０Ω／□以下であ
    り、かつ透過率が７０％以上である金属材料からなるこ
    とを特徴とする発光装置。
20. 【請求項２０】請求項１３乃至請求項１９のいずれか一
    において、 前記発光装置は、表示装置、デジタルスチルカメラ、ノ
    ート型パーソナルコンピュータ、モバイルコンピュー
    タ、記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置、ゴーグル
    型ディスプレイ、ビデオカメラ、携帯電話から選ばれた
    一種であることを特徴とする発光装置。