JP2004071222A - 材料の配置方法、膜形成装置、電子装置及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】ノズルの吐出不良を迅速に検出し、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる材料の配置方法、膜形成装置、電気光学装置及びその製造方法、電子装置、並びに電子機器を提供する。
【解決手段】真空チャンバ（処理室）１１内の圧力を低圧制御する圧力制御系１２と、基体（部材）１４上に材料を配置する少なくとも１つのノズル１５と、基体１４を保持する基体ステージ１３とを備えてなり、ノズル１５又は基体ステージ１３の位置を相対的に移動させる駆動系（移動手段）１７と、基体１４上に配置された前記材料を検査する検出系（検査手段）１９とを備える。
【選択図】 図１
【解決手段】真空チャンバ（処理室）１１内の圧力を低圧制御する圧力制御系１２と、基体（部材）１４上に材料を配置する少なくとも１つのノズル１５と、基体１４を保持する基体ステージ１３とを備えてなり、ノズル１５又は基体ステージ１３の位置を相対的に移動させる駆動系（移動手段）１７と、基体１４上に配置された前記材料を検査する検出系（検査手段）１９とを備える。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料の配置方法、膜形成装置、電子装置及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイや表示光源などとして用いられる電気光学装置や、さらに、半導体装置などの電子装置の開発が日々加速している。この電気光学装置や電子装置の製造過程においては、特に、基体上の所定位置に材料を配置する成膜技術や配線技術は欠かせない技術であり、精度や品質、又は製造コストなどの各種製造条件を満たすための技術が望まれている。
材料の配置技術としては、マスク蒸着法、材料吐出法（インクジェット法）、又は印刷法などが挙げられるが、近年では、基体上に形成される膜に特定の機能を持たせるために、基体上に配置する材料の多様化が進む傾向にあり、更に材料の選択自由度が高い材料の配置技術の開発が進められている。
【０００３】
例えば、特願２００１−２７７１０２号明細書には、材料の配置方法、膜形成装置、電気光学装置及びその製造方法、電子装置、並びに電子機器が記載されている。特に、該明細書の材料の配置方法は、ノズルから供給される材料を基体上の所定の位置に配置する方法であって、前記基体が配置される処理室内を前記ノズル内よりも低い圧力に制御し、該圧力制御された処理室内で前記ノズルから前記基体に向けて前記材料を放出することを特徴としている。
【０００４】
上記の材料の配置方法によれば、基体が配置される処理室内をノズル内よりも低い圧力に制御し、その圧力制御された処理室内でノズルから基体に向けて材料を放出するので、圧力差を利用して、処理室内に供給された材料の移動を促し、基体上に材料を配置することが可能となる。
また、処理室内の圧力を真空圧に低下させることにより、大気圧中では固体の材料を、処理室内で液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。したがって、材料の選択自由度が高く、例えば、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基板上に配置することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の材料の配置方法においては、ノズルが偶発的、もしくは該ノズル内で材料の焦げ付きや結晶化などによって、材料の吐出が不可能となる場合があり、この場合、迅速にノズルの交換、もしくはクリーニングなどの作業により、生産工程を正常に復帰させる必要がある。その際に、発生した不良基板は、従来、全て廃棄されるか、もしくは、多面取りの基板であれば、部分的に破棄されることになる。
【０００６】
さらに、近年では、生産の効率化のために、基板の大型化が進んでおり、例えば、形状が７３０ｍｍ×９２０ｍｍの基板や、一辺が１ｍを超える基板からの複数枚取りが主流になりつつあることを考慮すると、前記基板における製品基板形状の１枚目の領域で材料の不吐出などの異常が発生した場合、多くの不良品が生じる可能性がある。即ち、欠陥を有する電気光学装置、もしくは電子装置の製造による歩留まりの低下により、上述の材料の配置方法によるコストメリットを充分に生かすことができないという問題があった。
【０００７】
また、上記のように、ノズルが材料の不吐出を起さないまでも、材料の吐出をある時間休止させた後に再び吐出を開始した場合、吐出開始の直後においては、吐出される材料の量が不安定となるという問題があった。例えば、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと表記する。）素子の製造において発光層を形成させた場合、不均一な発光層が形成され、発光ムラが生じる可能性があり、さらに、薄膜トランジスタの製造において各種配線を形成させた場合、所望の高精細な幅を有する配線を形成することができず、断線が生じる可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ノズルの吐出不良を迅速に検出し、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる材料の配置方法、膜形成装置、電子装置及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の材料の配置方法は、基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、前記吐出ステップの開始前に、前記真空雰囲気中で前記ノズルの吐出不良を検出する検出ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記の方法によれば、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出することにより、ノズル内と基体が設置されている雰囲気の圧力差を利用して材料の移動を促し、基体上に材料を配置することが可能となる。また、基体を設置する場所を真空雰囲気中とすることにより、大気圧中では固体の材料を、基体への配置時には液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。そのため、この材料の配置方法では、材料の選択自由度が高く、例えば、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基板上に配置することが可能となる。
【００１１】
また、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる上に、溶剤の使用を避けるか、あるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、真空雰囲気の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。さらに、材料を分子状に放出することによって、複数の材料を同時放出して混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に形成することが可能となる。
【００１２】
さらに、この材料の配置方法では、吐出ステップの開始前に、真空雰囲気中でノズルの吐出不良を検出するので、ノズルの吐出不良を迅速に検出することが可能となり、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良の検出を行うことにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１３】
また、上記の材料の配置方法では、前記真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−１Ｐａ）以下の真空度とすることが好ましく、さらには、１０−５ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−３Ｐａ）とするのがより好ましい。
真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ以下にすれば、大気中ではノズルから吐出しにくい材料であっても、ノズルから容易に吐出することが可能となり、１０−５ｔｏｒｒ以下にすれば、さらに多くの種類の材料を吐出可能とすることができるとともに、吐出する材料を気化させて吐出しやすくすることが可能となる。
【００１４】
また、上記の材料の配置方法では、前記検出ステップは、前記所定領域以外の予備吐出領域に前記材料の吐出を行い、該吐出の結果に基づいて、前記ノズルの吐出不良を検出する動作を含むことを特徴としており、さらには、前記所定領域に予備部材を設置し、該予備部材に備えた予備吐出領域に前記材料の吐出を行い、該吐出の結果に基づいて、前記ノズルの吐出不良を検出する動作を含んでも良い。
この方法によれば、予備吐出領域に材料の吐出を行って、その吐出の結果に基づいてノズルの吐出不良を検出するので、基体の所定領域に配置される材料の吐出状況を事前に確実に再現することができ、より正確に吐出不良を検出することが可能となる。
【００１５】
また、上記の材料の配置方法では、前記ノズルの吐出不良の検出は、前記予備吐出領域に吐出された前記材料の光の反射率を検出するか、もしくは、光の透過率を検出するなど分光学的手段により行うことができる。
このようにすれば、予備吐出領域に吐出された材料の配置形状に影響されることがなく、また、検出時間を問題とすることなく、正確にノズルの吐出不良を検出することが可能となる。
【００１６】
さらに、上記の材料の配置方法では、前記検出ステップは、前記吐出ステップにおける前記材料の変更時に行うことが好ましい。
このようにすれば、材料の変更に起因するノズルの吐出不良も、所定領域への材料の吐出前に、事前に検出することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の材料の配置方法は、基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、前記吐出ステップの開始前に、前記所定領域以外の前記基体上の領域に向けて、前記ノズルから前記材料を予備吐出する予備吐出ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出することにより、ノズル内と基体が設置されている雰囲気の圧力差を利用して材料の移動を促し、基体上に材料を配置することが可能となる。また、基体を設置する場所を真空雰囲気中とすることにより、大気圧中では固体の材料を、基体への配置時には液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。そのため、この材料の配置方法では、材料の選択自由度が高く、例えば、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基板上に配置することが可能となる。
【００１９】
また、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる上に、溶剤の使用を避けるか、あるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、真空雰囲気の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。さらに、材料を分子状に放出することによって、複数の材料を同時放出して混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に形成することが可能となる。
【００２０】
さらに、この材料の配置方法では、吐出ステップの開始前に、所定領域以外の基体上の領域に向けて、ノズルから材料を予備吐出するので、常に、所定領域への材料の吐出量を安定させることができる。即ち、例えば、材料を連続して吐出している状態では、各ノズルからの材料吐出量が安定しているものの、一旦材料の吐出を休止させる等の動作に起因して、ノズル内で材料の固着等等の影響で吐出を再開させたときの材料の吐出量が安定しない場合があるが、予備吐出により、このようなことが発生しない。
【００２１】
また、上記の材料の配置方法では、前記真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−１Ｐａ）以下の真空度とすることが好ましく、さらには、１０−５ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−３Ｐａ）とするのがより好ましい。
真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ以下にすれば、大気中ではノズルから吐出しにくい材料であっても、ノズルから容易に吐出することが可能となり、１０−５ｔｏｒｒ以下にすれば、さらに多くの種類の材料を吐出可能とすることができるとともに、吐出する材料を気化させて吐出しやすくすることが可能となる。
【００２２】
また、上記の材料の配置方法では、前記予備吐出ステップは、前記吐出ステップに連続する前工程で前記ノズルの予備吐出を行うことが好ましい。
このようにすれば、予備吐出後に、すぐに本吐出に移ることができるので、予備吐出後のノズルの吐出安定性を高度に維持したまま材料の配置が可能となる。
【００２３】
また、上記の材料の配置方法では、前記予備吐出ステップは、前記吐出ステップにおける前記材料の変更時に行うことを特徴としている。
このようにすれば、材料の変更に起因する材料の吐出量の不安定性を、材料の吐出前に、事前に解消させることが可能となる。
【００２４】
さらに、上記の材料の配置方法では、前記予備吐出ステップの直後に、予備吐出で配置された前記材料の配置位置と、予備吐出で前記材料を配置させる目標位置とを検出し、前記配置位置と前記目標位置とに位置ズレが生じた場合に、前記ノズルの位置補正を行う位置補正ステップを更に備えることを特徴としている。上記の方法によれば、予備吐出ステップの直後に、予備吐出で配置された材料の配置位置と、予備吐出で材料を配置させる目標位置とを検出して、配置位置と目標位置とに位置ズレが生じた場合に、ノズルの位置補正を行うので、位置ズレが生じても、材料の配置工程における工程時間を増加させることなく位置補正を行うことができ、従って、安定した材料の配置を行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の電子装置の製造方法では、上記の材料の配置方法を用いて、電子装置を構成する要素の少なくとも一部を形成することを特徴としている。
この電子装置の製造方法では、上述した材料の配置方法を用いることから、材料の選択自由度が高く、構造の最適化を図りやすい。しかも溶剤の残留による不都合がなく、電子装置の高寿命化が図られる。また、より純度の高い材料膜や特定の機能膜を形成することにより、高品質あるいは高機能のトランジスタやメモリ素子を製造することができる。さらに、材料の吐出が安定化されることにより、低コストの電子装置を製造することが可能となる。
【００２６】
また、上記の電子装置の製造方法では、材料としてトランジスタまたはメモリ素子を構成する導電層、半導体層、絶縁層のうちの少なくとも一つの形成材料を配置し、導電層、半導体層、または絶縁層を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、導電層、半導体層、絶縁層の形成材料を高い自由度で選択することができ、また溶媒を使用しないでこれら導電層、半導体層、あるいは絶縁層を形成するので、得られる素子の寿命向上化を図ることが可能となる。
【００２７】
また、上記の電子装置の製造方法では、前記基体上に予め配線間を隔てるパターンを形成しておき、該パターン内に前記形成材料を配置して、導電層を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、形成材料を吐出した際、その着弾位置に少々バラツキがあっても、パターン内に着弾すれば所望の位置に導電層を形成することができ、従って、導電層等からなる配線をそれぞれ所望位置に形成することにより、回路の特性を高めることが可能となる。
【００２８】
本発明の電気光学装置の製造方法では、上記の材料の配置方法を用いて、電気光学装置を構成する要素の少なくとも一部を形成することを特徴としている。
この電気光学装置の製造方法では、上述した材料の配置方法を用いることから、材料の選択自由度が高く、構造の最適化を図りやすい。しかも溶剤の残留による不都合がなく、電気光学装置の高寿命化が図られる。また、より純度の高い材料膜や特定の機能膜を形成することにより、高品質あるいは高機能の電気光学素子を製造することができる。さらに、材料の吐出が安定化されることにより、低コストの電気光学装置を製造することが可能となる。
【００２９】
また、上記の電気光学装置の製造方法では、材料として有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送層、正孔輸送層、発光層、電極のうちの少なくとも一つの形成材料を配置し、電子輸送層、正孔輸送層、発光層または電極を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、電子輸送層、正孔輸送層、発光層あるいは電極の形成材料を高い自由度で選択することができ、また溶媒を使用しないでこれら電子輸送層、正孔輸送層、発光層あるいは電極を形成するので、得られる素子の寿命向上化を図ることが可能となる。
【００３０】
また、上記の電気光学装置の製造方法では、前記基体上に予め画素間を隔てる隔壁を形成しておき、該隔壁内に前記形成材料を配置して電子輸送層、正孔輸送層、または発光層を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、形成材料を吐出した際、その着弾位置に少々バラツキがあっても、隔壁内に着弾すれば所望の位置に発光層等を形成することができ、従って、発光層等からなる画素をそれぞれ所望位置に形成することにより、表示品質を高めることが可能となる。
【００３１】
本発明の膜形成装置は、処理室と、前記処理室内の圧力を低圧制御する圧力制御系と、前記処理室に取り付けられ、かつ、材料供給源に接続されて、前記処理室内に設置された部材上に材料を配置する少なくとも１つのノズルと、前記処理室に取り付けられ、前記部材を保持するステージとを備えてなり、前記ノズル又は前記ステージの位置を相対的に移動させる移動手段と、前記部材上に配置された前記材料を検査する検査手段と、を備えることを特徴としている。
【００３２】
上記の膜形成装置によれば、材料を吐出するノズルと、処理室内の圧力を制御する圧力制御系とを備えているので、上述した本発明の材料の配置方法を実施できる。つまり、この膜形成装置では、基体が配置される処理室内を高真空雰囲気とするように圧力に制御し、その圧力制御された処理室内でノズルから基体に向けて材料を吐出することにより、圧力差を利用して、処理室内に供給された材料の移動を促し、基体上に材料を配置して、基体上に材料膜を形成することができる。また、処理室内の圧力を真空圧に低下させることにより、大気圧中では固体の材料を、処理室内で液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。そのため、この膜形成装置では、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる。
【００３３】
さらに、溶剤の使用を避けるかあるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料膜の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、この膜形成装置では、処理室内の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。さらに、材料を分子状に放出することによって、複数の材料を同時放出して混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に形成することが可能となる。
【００３４】
さらに、吐出された材料を検査することにより、迅速に異常を検出することが可能となり、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良等の異常を検査することにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００３５】
なお、上記ノズルは、少なくとも１つ備える構成としているが、複数のノズルを備えたヘッドを備える構成としても、本膜形成装置と同様の作用・効果が奏される。
【００３６】
また、上記の膜形成装置では、前記部材は、前記材料の膜を形成させる所定領域を有する基体であるか、もしくは、予備吐出領域を有する予備部材であることを特徴としている。
この装置によれば、検査後に、すぐに本吐出に移ることができるので、予備吐出後のノズルの吐出安定性を高度に維持したまま材料の配置が可能となる。
【００３７】
また、上記の膜形成装置では、前記ノズルは、該ノズルの１つに吐出不良が生じた場合、吐出不良のノズルの代用として使用する予備ノズルを更に備えることが好ましい。
このようにすれば、ノズルの１つに吐出不良が生じた場合、吐出不良のノズルの代用として予備ノズルを使用することができるので、吐出不良が発生する都度、ノズルを交換する必要がなく、工程時間を短縮することが可能となる。
【００３８】
また、上記の膜形成装置では、前記検査手段は、前記材料の吐出結果に基づき、前記ノズルの吐出不良の検出を行う検出手段を含むことを特徴としている。
この膜形成装置によれば、真空雰囲気中でノズルの吐出不良を検出するので、ノズルの吐出不良を迅速に検出することが可能となり、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。
【００３９】
また、上記の膜形成装置では、前記検査手段は、前記材料の配置位置と、前記材料を配置させる目標位置とを検出し、前記配置位置と前記目標位置とに位置ズレが生じた場合に、前記ノズルの位置補正を行う位置補正手段を更に備えることを特徴としている。
この膜形成装置によれば、予備吐出で配置された材料の配置位置と、予備吐出で材料を配置させる目標位置とを検出して、配置位置と目標位置とに位置ズレが生じた場合に、ノズルの位置補正を行うので、位置ズレが生じても、材料の配置工程における工程時間を増加させることなく位置補正を行うことができ、従って、安定した材料の配置を行うことが可能となる。
【００４０】
本発明の電子装置、又は電気光学装置では、上記の膜形成装置を用いて製造されたことを特徴としている。
この電子装置、又は電気光学装置は、上述した膜形成装置を用いて製造されることから、材料の選択自由度が高く、構造の最適化が図られる。そのため、高寿命化、高品質化、あるいは高機能化などが図られる。さらに、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４１】
本発明の電子機器では、上記の電気光学装置を表示手段として備えることを特徴としている。
この電子機器は、表示手段の高寿命化、高品質化、あるいは高機能化を図ることができるとともに、歩留まり向上による低コスト化が図られる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態による材料の配置方法、膜形成装置、電気光学装置及びその製造方法、電子装置、並びに電子機器について詳細に説明する。
【００４３】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態である膜形成装置の一例を模式的に示した斜視図である。
膜形成装置は、ディスプレイや表示光源などとして用いられるＥＬ素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ）、電子放出素子、電気泳動素子などを備えた電気光学装置や、半導体素子、磁気ヘッド、カラーフィルタ、タッチパネル等の電子装置の製造過程に用いられ、これらの装置を構成する要素の一部を形成するために、基体上に材料を配置してその材料膜を形成するものである。
【００４４】
膜形成装置１０は、処理室である真空チャンバ１１と、該真空チャンバ１１内を所定の真空圧に制御する圧力制御系１２と、真空チャンバ１１内に設けられる基体ステージ１３と、該基体ステージ１３にセットされる基体１４と、該基体１４に材料を吐出するノズル１５と、該ノズル１５に材料を供給する材料供給系１６と、基体１４とノズル１５とを相対的に位置決めする駆動系１７と、ノズル１５からの材料の不吐出を検出するためのセンサを組み込んだテレビカメラ１８と、該テレビカメラ１８から取り込んだデータを処理し、材料の不吐出を検査する画像処理装置（不図示）を有する検出系１９と、これらの機構を統括的に制御する主制御系２０とから構成されている。
【００４５】
基体１４としては、ガラス基板、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や電子装置に用いられる公知の様々な基体が適用される。また、基体１４上に配置される材料としては、光学材料や、回路形成材料など電気光学装置や電子装置に用いられる様々な材料が適用される。特に、本発明の膜形成装置は、後述するように、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、広範囲の様々な材料が適用可能である。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）は、膜形成用の材料として、有機ＥＬ素子を構成する発光層形成材料を基体１４上に配置した様子を示している。
図２（ａ）において、基体１４上には、画素部１０２、データ側駆動回路１０３、走査側駆動回路１０４、不吐出検出パターン領域（予備吐出領域）６０がそれぞれ設けられており、画素部１０２において、発光層形成材料が基体１４上にストライプ状に配置され、これにより発光層（ＥＬ層）が基体１４上にストライプ状の配列で形成されている。
【００４７】
また、図２（ｂ）では、画素部１０２において、発光層形成材料が基体１４上にマトリクス状に配置され、これにより発光層１０５が基体１４上にマトリクス状の配列で形成されている。ＥＬ素子では、カラー表示を行う場合、例えば、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する発光層が所定の配列で基体１４上に形成される。図１に示した膜形成装置１０は、例えば、こうした発光層を基体１４上に形成するために、所定の材料を基体１４上に配置するものである。なお、図２において、駆動回路１０３、１０４は基体１４上に搭載されているが、外部（外付ＩＣチップ上など）に搭載してもよい。有機ＥＬ素子の詳しい構成例については、本発明の電気光学装置の一例として、後述する。
【００４８】
図３は、膜形成装置１０を用いて基体１４上に材料を配置する、本発明の材料の配置方法の一例を概念的に示す図である。本例の膜形成装置１０では、基体１４が配置される真空チャンバ１１内を、圧力制御系１２を介して、ノズル１５内よりも低い圧力（真空圧）に制御し、圧力制御された真空チャンバ１１内でノズル１５から基体１４に向けて材料を放出する。
【００４９】
図４は、圧力制御系１２の構成例を模式的に示している。圧力制御系１２は、例えば、真空チャンバ１１内を排気して、該真空チャンバ１１内の圧力を低下させる真空装置３０と、真空チャンバ１１に連設された排気用の配管３１と、真空チャンバ１１内の真空圧を計測する圧力計３２と、該圧力計３２の計測結果に基づいて、真空装置３０を制御する制御機器３３等を備えて構成される。真空装置３０としては、例えば、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、イオンポンプ、サブリメーションポンプ等の高真空ポンプ、あるいはロータリーポンプやドライポンプ等の低真空ポンプ、及び高真空ポンプと低真空ポンプとを組み合わせたもの等が適用される。また、真空チャンバ１１は、気密に構成されるとともに、設定される真空圧に耐えうるように耐圧構造に設計される。
【００５０】
また、圧力制御系１３においては、真空装置３０の作動時の振動が真空チャンバ１１内に伝播しないよう、防振機構あるいは除振機構を設けておくのが好ましい。さらに、基体１４を搬入・搬出する際に、真空チャンバ１１内の真空度が低下しないように、真空チャンバ１１に隣接して予備チャンバ３４を設けるのが好ましい。この場合、予備チャンバ３４は、例えば、真空チャンバ１１内の真空度と同じ真空度に内部圧力を低下させるための真空装置３５、及び基体１４の搬入・搬出用の開口を開閉する開閉機構３６，３７等を有して構成される。なお、基体１４を搬送する搬送機構は、予備チャンバ３４内に設けてもよいし、外部に設けてもよい。
【００５１】
真空チャンバ１１内に基体１４を搬入する際には、まず、予備チャンバ３４内に基体１４を一旦配置し、予備チャンバ３４内の圧力を真空チャンバ１１内と同程度の圧力に制御した後、予備チャンバ３４と真空チャンバ１１との間の開閉機構３６を開いて真空チャンバ１１への基体１４の搬入を行う。逆に、真空チャンバ１１から基体１４を搬出する際には、予備チャンバ３４内の圧力を真空チャンバ１１内と同程度の圧力に制御した後、開閉機構３６を開いて基体１４を予備チャンバ３４内に搬入し、開閉機構３６を閉じた後に、予備チャンバ３４内から基体１４を外部に搬出する。これにより、真空チャンバ１１の真空度を安定して維持することができる。
【００５２】
図３に示すように、上記の圧力制御系１２により、真空チャンバ１１内をノズル１５内よりも低い圧力に制御し、圧力制御された真空チャンバ１１内でノズル１５から基体１４に向けて材料を放出する。したがって、ノズル１５内と真空チャンバ１１との圧力差により、ノズル１５から放出される材料の移動が促され、ノズル１５から放出された材料が基体１４上に安定して配置される。また、真空チャンバ１１内の圧力を真空圧に低下させることにより、大気圧中では固体あるいは液体の材料を、真空チャンバ１１内で液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動が容易になる。即ち、本実施形態では、室温及び大気圧中では基体１４に移動しにくい材料に対して、真空圧中でその材料の状態（好ましくは相）を変化させることにより、その移動を容易にできる。したがって、様々な材料を基体１４上に配置することが可能となる。
【００５３】
例えば、真空チャンバ１１内を高真空度に制御することにより、ノズル１５から供給される材料を気化させて放出することが可能となる。その結果、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基体１４上に配置することが可能となる。つまり、ノズル１５から供給される材料が固体や高粘度の液体であっても、真空チャンバ１１内の圧力を大きく低下させ、その材料を蒸発あるいは昇華させることにより、その材料を、気相あるいは蒸気相としてノズル１５から基体１４に移動させることが可能となる。
【００５４】
真空チャンバ１１内の圧力は、蒸気圧等の使用する材料の特性に応じて適宜設定するのが好ましく、圧力制御系１２を介して、例えば、１０−３ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−１Ｐａ）以下の高真空度、あるいは１０−５ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−３Ｐａ）以下の高真空度に制御する。真空チャンバ１１内を、１０−３ｔｏｒｒ以下の高真空度に制御することにより、大気圧中ではノズル１５から放出しにくい材料であっても、ノズル１５から容易に放出できるようになり、さらに、真空チャンバ１１内を１０−５ｔｏｒｒ以下の高真空度に制御することにより、より広範囲の様々な材料をノズル１５から放出することが可能となる。また、真空チャンバ１１内を上述した高真空度に制御することにより、ノズル１５から放出される材料の昇華あるいは蒸発を容易にできる。
【００５５】
図５は、材料供給系１６の構成例を示す概念図である。図５（ａ）の例では、材料供給系１６は、材料を液体の状態でノズル１５に供給するように構成されている。即ち、材料供給系１６は、液体材料を収容するタンクを含む材料供給源４０、ノズル１５、材料供給源４０からノズル１５に材料を輸送するポンプ等の輸送手段４１、及びノズル１５からの材料の放出のタイミングを制御する放出機構４２等を有する。なお、毛管現象や重力、あるいは圧力差を利用することにより、上記輸送手段４１を省略してもよい。
【００５６】
また、室温及び大気圧中で固体の材料を使用する場合、図５（ｂ）に示すように、ヒータ等の加熱手段４３によって材料を加熱して溶融させることにより、その材料を液体の状態でノズル１５に供給することが可能となる。この場合、加熱手段４３は、例えば、材料が収容されるタンクの他に、輸送経路上の配管や、ノズル１５にも設置するのが好ましい。
【００５７】
ノズル１５は、真空チャンバ１１内に少なくとも１つ設けられるが、本実施形態では複数からなり、各々が材料供給源４０に接続されている。図６は、複数のノズル１５と材料供給源４０との接続例を模式的に示しており、図６（ａ）は、複数のノズル１５が同一の材料供給源４０に接続された例、図６（ｂ）は、複数のノズル１５がそれぞれ異なる材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに接続された例を示している。複数のノズル１５が同一の材料供給源４０に接続され、その複数のノズル１５から同一の材料を基体１４に向けて放出することにより、一度に材料を配置できる領域を拡大したり、時間あたりの材料の供給量を増やしたりしてスループットの低減化が図られる。また、複数のノズル１５が異なる材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに接続され、その複数のノズル１５からそれぞれ異なる材料を基体１４に向けて放出することにより、異なる複数の材料からなる膜を基体１４上に形成することができる。例えば、図２を用いて説明したＥＬ素子の発光層を基体上に形成する場合、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する発光層形成材料をそれぞれ異なるノズルから放出することにより、各色に対応する発光層を所定の配列パターンで基体上に形成することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、複数のノズル１５が同一の物体にまとめて設けられている。図７（ａ）〜（ｄ）は、上記複数のノズル１５が設けられる物体としての放出ヘッド４５の構成例を模式的に示している。図７（ａ）では、放出ヘッド４５は、一の材料供給源４０に接続されており、材料供給源４０から供給された材料は、放出ヘッド４５内で分岐して各ノズル１５に送られるように構成されている。
【００５９】
また、図７（ｂ）では、放出ヘッド４５は、一の材料供給源４０に接続されており、材料供給源４０から供給された材料は、放出ヘッド４５に入る前に分岐され、放出ヘッド４５内では分岐されることなくそのまま各ノズル１５に送られるように構成されている。この場合、ノズル内での分岐によるエネルギー損失の不均一をなくし、材料の供給状態をより均一にできる。
【００６０】
また、図７（ｃ）では、放出ヘッド４５は、異なる複数の材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに接続されており、各材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃから供給された材料は、放出ヘッド４５に設けられた複数のノズルのうち、予め対応付けられた所定のノズルに送られるように構成されている。
【００６１】
また、図７（ｄ）では、放出ヘッドが複数（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）からなり、それぞれが異なる材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに個別に接続されている。こうした放出ヘッド４５の構成やその材料の供給経路は、使用する材料に応じて適宜定められる。なお、放出ヘッドに設けられた複数のノズル１５は、放出機構４２（図５参照）によって材料放出のタイミングを個々に制御される。
【００６２】
放出機構４２としては、例えば、シャッターの開閉により機械的に材料放出のタイミングを制御するメカニカルシャッター方式を採用することができる。図８は、放出機構４２の構成例を示しており、本実施形態の放出機構４２は、ノズル１５内の液状の材料を加熱することにより、その材料を気化（蒸発）させてノズル１５から放出させる。
【００６３】
図８において、放出機構４２は、ノズル１５内の材料を加熱する加熱手段４６を有し、その加熱のタイミングを制御することにより、材料放出のタイミングを制御するように構成されている。材料放出用の加熱手段４６としては、例えば、電気ヒータを用いたもの（図８（ａ），（ｂ））や、ＹＡＧレーザ等のレーザを用いたもの（図８（ｃ））、又は高周波加熱装置を用いたもの（図８（ｄ））等が挙げられる。なお、加熱手段４６としてはこれに限らず、公知の様々な加熱手段を適用可能である。また、ノズル１５から材料を気化させて放出する場合、加熱手段４６は、ノズル１５内の材料のうち、基体１４に面する表面付近を加熱するように設けるのが好ましい。これにより、材料の表面から効果的に材料を気化させることができる。
【００６４】
本実施形態では、基体１４が配置される真空チャンバ１１（図３参照）内の圧力がノズル１５内よりも低い圧力（真空圧）に制御されることから、ノズル１５から放出される材料を加熱することで、その材料を真空チャンバ１１内で容易に気化（蒸発）させることができる。特に、真空チャンバ１１内が高真空度に制御されている場合、材料の沸点が大きく下がり、比較的少ない熱量で材料が容易に気化（蒸発）する。気化した材料は、ノズル１５から気体あるいは蒸気の状態で放出され、基体１４に向かって移動し、基体１４に達した後、例えば、基体１４との熱交換によって冷却され、液化あるいは固化して基体１４上に固定される。そして、所定量の材料が基体１４上に配置されることにより、基体１４上に材料膜が形成される。
【００６５】
高真空度に制御された真空チャンバ１１内で、ノズル１５から材料を気化させて放出する場合、その材料を分子状（分子線状）あるいは原子状（原子線状）に放出することが可能となる。そして、分子状あるいは原子状に放出された材料を基体１４に配置することにより、より純度の高い材料膜を基体１４上に形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。つまり、真空チャンバ１１内が高真空度に制御されていることから、ノズル１５から供給される材料に不純物が混入しにくく、また、材料を分子状あるいは原子状に放出して基体１４上に配置することにより、分子あるいは原子レベルでの膜厚制御が可能となる。特に、複数のノズル１５から材料を同時放出して複数の材料を混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体１４上に形成しやすくなる。
【００６６】
検出系１９では、ノズル１５の吐出不良の検出は、不吐出検出パターン領域６０に吐出された材料の光の反射率を検出するか、もしくは、光の透過率を検出するなど分光学的手段により行うことができる。これによれば、不吐出検出パターン領域６０に吐出された材料の配置形状に影響されることがなく、また、検出時間を問題とすることなく、正確にノズルの吐出不良を検出することができる。
【００６７】
図９は、膜形成装置１０の主制御系２０を示す概念図である。主制御系２０は、各種制御部を内蔵した本体となる制御コントローラ５０と、該制御コントローラ５０の入出力手段であるティーチングペンダント５１とから構成されている。ティーチングペンダント５１は、不図示であるが、材料配置の進行状況及びノズルの異常の有無等の情報を表示する表示部と、膜形成装置１０の動作等を指示する操作部とからなる。
【００６８】
制御コントローラ５０は、ティーチングペンダント５１とのデータの受け渡しを行うインターフェイス５２と、膜形成装置１０の制御を行うＣＰＵ５３と、該ＣＰＵ５３を動作させるための制御プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、異常情報等を記憶するＲＡＭ５５と、圧力制御系１２に接続され、真空チャンバ１１内の圧力を制御する圧力制御部５６と、材料供給系１６に接続され、材料の吐出を制御する吐出制御部５７と、駆動系１７に接続され、基体ステージ１３の動作を制御するステージ制御部５８と、検出系１９に備えられた画像処理装置に接続される検出部５９とから構成されている。
【００６９】
図１０は、材料の配置時（パターニング時）における基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）との相対移動の様子の一例を示す図である。また、図１０において、ＸＹＺ直交座標系が用いられ、ＸＹＺ直交座標系は、基体１４が搭載される基体ステージ１３に対して平行となるようにＸ軸及びＹ軸が設定され、Ｚ軸が基体ステージ１３に対して直交する方向に設定されている。
【００７０】
図１０において、本実施形態の駆動系１７は、不図示のベース上に配置され、二次元平面内（図１０中のＸＹ平面内）で駆動自在に配置される基体ステージ１３を有する。基体ステージ１３は、例えば、リニアモータ等からなる駆動装置、及び基体ステージ１３上の基体１４を加熱・冷却するための温調装置等を有しており、主制御系２０の指令のもとで、基体１４を所定の温度に調節するとともに、基体１４の所定位置への位置決めや移動を行う。即ち、膜形成装置１０では、材料の配置時（パターニング時）において、ノズル１５から材料を放出しながら、基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）とを相対移動させることにより、基体１４上に所定の配列で材料膜を形成する。また、基体１４を所定の温度に調節することにより、基体１４上に配置される材料の堆積や固化を促進させる。なお、基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）との間隔（Ｚ方向の距離）は、不図示のＺ駆動装置を介して調整される。なお、駆動系１７において、放出ヘッド４５あるいは基体１４のＸＹ平面に対する傾きを調整する手段や、ＸＹ平面内での回転角を調整する手段を備えてもよい。
【００７１】
また、本例では、基体ステージ１３を介して基体１４を移動させることにより、パターニング時における基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）との相対移動を行うが、本発明はこれに限定されず、放出ヘッド４５を移動させて上記相対移動を行ってもよく、あるいは基体１４と放出ヘッド４５との双方を移動させて上記相対移動を行ってもよい。基体１４と放出ヘッド４５との双方を移動させる場合、一方（例えば放出ヘッド４５）の移動により上記走査移動を行い、他方（例えば基体１４）の移動により上記シフト移動を行ってもよい。また、ある箇所に対して一度の走査移動で材料膜の形成を完成させるのではなく、同じ箇所に対して、複数回繰り返し走査移動を繰り返して、材料膜を完成させてもよい。これにより、例えば、基体上で材料を成長（気相成長）させながら材料膜を形成することが可能となる。この場合、材料の膜成長に応じて走査移動を繰り返すことにより、スループットの低下を抑制できる。
【００７２】
次に、本実施形態の膜形成装置による膜形成工程を、図１１に示すフローチャートに従って説明する。
まず、膜形成装置１０の基体ステージ１３上に基体１４をセットし、位置決めを行う（ステップＳ１）。位置決めを行った後、基体１４上に設けられた予備吐出領域６０が放出ヘッド４５の直下に移動された際（ステップＳ２）、例えば、図１２に示すような描画を行う。描画パターンをテレビカメラ１８と検出系１９によって認識し（ステップＳ３）、異常がない場合、基体ステージ１３は、基体１４上のパターニング領域７０を放出ヘッド４５の直下に移動し（ステップＳ４）、材料の配置を実行する。なお、単一の基体から複数枚の製品基板を採取する場合、例えば、単一基体上に２カ所のパターニング領域を有する場合は、基体ステージ１３は、上記の材料の配置が終了した後、基体上の第２の不吐出検出パターン領域（不図示）が放出ヘッド４５の直下に位置するように移動される（ステップＳ５）。そして、同一の動作を再度繰り返し、第２のパターニング領域（不図示）に対して材料の配置を行う。
【００７３】
一方、ステップＳ３で不吐出等の異常が発見された場合、直ちにパターニング領域７０への材料の配置を停止し、放出ヘッド４５の回復手段による回復動作の実行（ステップＳ６）、もしくは、放出ヘッド４５の交換等（ステップＳ７）を行う。
【００７４】
以上説明したように、本例の膜形成装置及び材料の配置方法では、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる。そのため、溶剤の使用を避けるかあるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料膜の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、ノズルから材料を分子状あるいは原子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりでき、さらに、複数の材料を同時放出して混合させることで、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に良好に形成することが可能である。
【００７５】
さらに、ノズルの吐出不良を迅速に検出し、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良の検出を行うことにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００７６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、基体１４のパターニング領域７０への材料の配置を行う直前に、基体１４上に不吐出検出パターンを放出ヘッド４５（ノズル１５）から吐出させるようにしたが、本実施形態では、パターニング領域７０に材料の配置を行う前に、基体１４上に放出ヘッド４５の吐出状態を安定化させるための予備吐出を行うことを特徴としている。
【００７７】
図１２は、基体１４上への予備吐出のパターンを示した図である。図１２に示すように、基体１４上のパターニング領域２０２に材料を吐出する直前において、パターニング領域２０２の脇に設けられた、基体１４上の予備吐出領域２０４，２０６に予備吐出を行う。予備吐出のための材料の吐出パターンとしては、図１２（ａ）に示すように、パターニング領域２０２の配列（ライン）パターンと同一ピッチで吐出を行ってもよいし、図１２（ｂ）に示すように、ある範囲をべた塗りするように吐出してもよい。さらには、図１２（ａ），（ｂ）に示すような予備吐出パターン以外に、例えば、後に液晶表示装置等を構成するために、基体であるガラス基板に対向基板を貼りあわせるときの位置決め用のアライメントマークを予備吐出により形成するようにしても良い。
【００７８】
なお、予備吐出領域の形状は、図１２（ａ），（ｂ）に示した形状に限定されるものではなく、例えば、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、予備吐出領域２０４，２０６をパターニング領域２０２の両側に形成しても良いし、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、パターニング領域を取り囲むように予備吐出領域を形成するようにしても良い。
【００７９】
上記のように、通常、材料を連続して吐出している状態では、各ノズルからの材料吐出量が安定しているものの、一旦材料の吐出を休止させると、ノズル内で材料が乾燥すること等の影響で吐出を再開させたときの材料の吐出量が安定しないが、本実施形態によれば、パターニング領域には、常に安定した材料の吐出を行うことが可能となる。さらには、予備吐出領域がパターニング領域に近接しているので、予備吐出後に、すぐに本吐出に移ることができ、予備吐出後のノズルの吐出安定性を高度に維持したまま材料の配置が可能となる。
【００８０】
なお、上記の実施形態では、予備吐出領域を基体１４上に設けた一例を示したが、本発明は、これに限らず、基体外の部分に予備吐出用の受け（部材）を用意し、該受け上に予備吐出を行っても、同様の効果を奏する。
【００８１】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態では、実際に使用するパターニング領域の外側から材料の配置を開始することにより、パターニング領域に均一な材料吐出量による膜を形成することを特徴としている。
【００８２】
通常、放出ヘッド４５（ノズル１５）は、連続的、あるいは繰り返しパターンで材料を吐出し続けている間は安定して材料を吐出させることが出来るが、最初に吐出し始める場合や、次のラインに移して材料の配置を行う場合、材料の吐出当初の材料量は不安定となる。
【００８３】
例えば、図１５（ａ）に示すように、最初の材料吐出量が所望の量に対して少なかったり、図１５（ｂ）に示すように、最初の材料吐出量が所望の量に対して大きくなったり、図１５（ｃ）に示すように、材料の着弾点と材料の濃度の中心がずれる場合がある。これらの現象は、材料を吐出させないで放出ヘッド４５又は基体１４を移動させる場合、ノズル１５の近傍で、例えば、材料が蒸発するために材料の濃度が変化したり、材料の粘性が変化したりするために起こる現象である。
【００８４】
なお、本実施形態における予備吐出のパターンについては、図１５に示すように、パターニング領域２０２と同様のパターンを延長させてもよいし、全く別な形状でも良い。また、図１６に示すように、吐出が不安定な材料の種類のみ長い距離の予備吐出をさせても良い。あるいは、図１７に示すように、基体１４の端部に予備吐出領域２１０を設けて、該予備吐出領域２１０で吐出が安定するまで材料を吐出させた後、材料の配置を開始しても良い。また、図１８に示すように、走査方向を配列パターンに対して垂直あるいは角度をつけても、走査開始方向に予備吐出領域を設ければ良いことになる。
【００８５】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１９は、本実施形態の膜形成装置の概略を示す斜視図である。膜形成装置３００は、基体１４を図中Ｘ及びＹ方向に移動させるステージ等からなる移動機構３０１と、基体１４をθ方向に回転自在である回転ステージ３０２と、基体１４を保持し固定する固定台３０３と、材料を吐出するノズルを有する放出ヘッド３０４と、配置された材料のパターンを読み取るセンサ３０５と、該センサ３０５の撮像範囲を照射する光源３０６と、基体１４に予め設けられたアライメントマーク３１０を読み取るアライメント用センサ３０７，３０８とから構成されている。
【００８６】
図２０は、膜形成装置３００のブロック図である。膜形成装置３００の制御系は、全体の制御を行うホストコンピュータ３１１と、ステージ３０１の制御部３１２と、材料の吐出を行う放出ヘッド３０４の制御部３１３と、センサ３０５によって読み取られた映像データから、放出ヘッド３０４からの吐出の有無の検知や材料の配置位置やパターニング領域の位置の計測等を行う画像処理部３１４と、放出ヘッド３０４の姿勢、位置を制御する姿勢調整制御部３１５とからなる。
【００８７】
図２１は、図１９で説明した放出ヘッド３０４、センサ３０５、光源３０６の配置を詳細に説明した図である。放出ヘッド３０４は、θ方向調整機構３２５、Ｚ方向調整機構３２６、Ｙ方向調整機構３２７によって姿勢を調整できるようになっており、Ｚ方向調整機構３２６によって、放出ヘッド３０４と基体１４との間隔を、所定の距離に設定することができる。また、θ方向調整機構３２５は、放出ヘッド３０４を、基体１４に対して所定の角度に設定することができる。姿勢調整機構３２５，３２６，３２７は、例えば、直動ステージと回転ステージ等の移動機構を組み合わせてＹ，Ｚ，θ軸を構成する。また、各軸の移動機構は、手動で動かすように構成してもよいし、モータ等の駆動源を取り付けて動かすようにしても良い。放出ヘッド３０４は、複数の材料吐出口（ノズル）を持ち、図中Ｙ方向に並んでいる。
【００８８】
また、ＣＣＤラインセンサ等の撮像素子３１９には、光源３０６によって照射された、基体１４上の２点ＡＢを結ぶ直線上の像が、レンズ３２２を介して結像される。撮像素子３１９は、θ方向調整機構３２０、Ｚ方向調整機構３２１によって姿勢を調整できるようになっている。基体１４と、放出ヘッド３０４と、撮像素子３１９との相対位置関係は、図１９における移動機構３０１及び３０２によって、図中Ｘ、Ｙ、θ方向に移動することができる。
【００８９】
次に、本実施形態による膜形成装置の動作について説明する。
図２２は、膜形成装置３００の動作を記述したフローチャートである。まず、始めに、膜形成装置３００に材料の配置対象である基体１４が、図１９の固定台３０３上に供給される（ステップＳ１１）。供給された基体１４は、静電吸着等の吸着手段により固定される（ステップＳ１２）。次に、基体１４上に形成されているアライメントマーク３１０を、センサ３０７，３０８で読み取る（ステップＳ１３）。読み取ったアライメントマークから、基体１４の位置を算出し、図１８の移動機構３０１、３０２を用いて、基体１４のアライメントを行う（ステップＳ１４）。基体１４のアライメントが終了すると、予備吐出が行われる（ステップＳ１５）。予備吐出は、材料の配置対象である基体１４の余白（予備吐出領域）に行なわれる。この予備吐出は、パターニング領域に材料を配置する前に行うことで、常に吐出の状態を安定させる効果があり、もし、不吐出が発生したり、材料の配置位置がずれたりしても、未然に検知することが可能であり、不良品の発生を抑えることができる。
【００９０】
次に、材料が配置された、予備吐出パターンとパターニング領域に形成された配列パターンとを、センサ３０５で読み込む（ステップＳ１６）。読み取られた予備吐出パターンから、不吐出のチェックを行う（ステップＳ１７）。具体的には、材料の吐出に使用するノズルからの材料が、ドットとして基体１４上に着弾し、存在するか否かを読み取った画像データを処理することで実現される。もし、使用するノズルに不吐出が検出された場合は、本来使用するノズル以外のノズルのなかに、代わりに使用可能なノズルが存在するか調べる（ステップＳ１８）。使用可能なノズルが存在しない場合は、放出ヘッド３０４を新しいものに交換する（ステップＳ２８）。Ｓ１８にて、使用可能なノズルが存在する場合は、使用するノズルの変更を行い（ステップＳ１９）、新たに変更されたノズル位置が、今まで使用していたノズルの位置にくる様に、ヘッドの位置を調整機構によって移動させる（ステップＳ２０）。
【００９１】
Ｓ１７にて不吐出がなかった場合は、読み取られた画像データより、予備吐出パターンのドットの位置、及び配列パターンの位置を算出する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。次に、ドットの位置と配列パターンの位置のズレ量を算出する（ステップＳ２３）。ここで、Ｓ２３にて算出されたズレ量が、許容範囲を超えてパターニング領域の材料配置に支障をきたすようなズレ量であれば、ステップＳ２５にてズレ量の補正を行う（ステップＳ２４）。Ｓ２４において、Ｓ２３にて算出されたズレ量が、許容範囲内におさまっていれば補正を行わなくて良い。この時点で、パターニング領域への材料配置が可能な状態となったので、材料の配置を実施し（ステップＳ２６）、基体１４上に膜を形成する。膜の形成が終了すると、基体１４の排出が行なわれ、膜形成の１サイクルが終了する（ステップＳ２７）。
【００９２】
このように、本実施形態によれば、基体のパターニング領域外に予備吐出を行うことにより、材料の吐出の安定性を向上させることができるとともに、放出ヘッドと配列パターンとのズレを補正することができる。
【００９３】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、上記の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００９４】
例えば、ノズルからの吐出を確認するためのパターンは、吐出の有無を確認できれば限られることはない。その場合、パターンによってはエリアセンサカメラの方が適しているのであれば、エリアセンサカメラを用いるのが望ましい。また、予備吐出領域は、基体上の一領域、もしくは、基体外の専用エリアであっても、不良品の発生を最小限に抑制するという効果は同様に得られる。
【００９５】
また、上記実施形態では、放出ヘッド及びラインセンサカメラを固定してＸＹθステージ側を移動させるように説明したが、ステージ側を固定して、放出ヘッド及びラインセンサカメラ側を移動させるようにしてよい。さらに、上記の実施形態では、放出ヘッドの不吐出等の異常の検出をテレビカメラと画像処理装置を用いて行ったが、本発明は、これに限定されず、レーザ光を材料が通過するときの干渉縞の検出等によって行ってもよい。また、配置されたヘッド異常検出パターンの光の反射率、又は透過率を検出することによって行ってもよい。
【００９６】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の電気光学装置を、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置に適用した実施形態について説明する。
図２３は、本例のアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の回路の一例を示し、図２４は、本例の表示装置における画素部の平面構造の一例を示している。本例の表示装置１００は、その構成要素の一部が前述した、いずれかの膜形成装置を用いて形成されていることを特徴としている。
【００９７】
表示装置１００は、図２４に示すように、基体としての基板上に、複数の走査線１３１と、これら走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、これら信号線１３２に並列に延びる複数の共通給電線１３３とがそれぞれ配線され、走査線１３１及び信号線１３２の交点毎に、画素（画素領域素）１０２が設けられている。
【００９８】
信号線１３２に対しては、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０３が設けられている。一方、走査線１３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０４が設けられている。また、画素領域１０２の各々には、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給される第１の薄膜トランジスタ１４２と、この第１の薄膜トランジスタ１４２を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される第２の薄膜トランジスタ１４３と、この第２の薄膜トランジスタ１４３を介して共通給電線１３３に電気的に接続したときに共通給電線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極１４１（陽極）と、この画素電極１４１と対向電極１５４（陰極）との間に挟み込まれる発光部１４０と、が設けられている。
【００９９】
また、図２４に示すように、各画素１０２の平面構造は、平面形状が長方形の画素電極１４１の四辺が、信号線１３２、共通給電線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。画素領域１０２の平面形状は、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用される。
【０１００】
このような構成のもとに、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１４２がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１４３の導通状態が決まる。そして、第２の薄膜トランジスタ１４３のチャネルを介して共通給電線１３３から画素電極１４１に電流が流れ、さらに発光部１４０を通じて対向電極１５４に電流が流れることにより、発光部１４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。
【０１０１】
図２５（ａ）、（ｂ）は、画素部１０２（有機ＥＬ素子）の断面構造を模式的に示しており、（ａ）は、いわゆるトップエミッション型、（ｂ）は、いわゆるバックエミッション型を示している。図２５（ａ）において、トップエミッション型のＥＬ素子では、薄膜トランジスタ１４３が設けられている基板１２１とは反対側から発光層２８６（ＥＬ層、発光部１４０）の発光光を取り出す構成である。そのため、基板１２１としては、透明でも不透明でもよい。不透明な基板としては、例えば、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【０１０２】
図２５（ｂ）において、バックエミッション型のＥＬ素子では、薄膜トランジスタ１４３が設けられている基板１２１側から発光層２８６の発光光を取り出す構成である。そのため、基板１２１としては、透明あるいは半透明なものが用いられる。透明あるいは反透明な基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板、樹脂基板（プラスチック基板、プラスチックフィルム基板）等が挙げられ、特に安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。なお、ソーダガラス基板を用いる場合、これにシリカコートを施すことにより、酸アルカリに弱いソーダガラスが保護されるとともに、基板の平坦性の向上が図られる。また、基板に色フィルター膜や発光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御するようにしてもよい。
【０１０３】
また、図２５（ｂ）において、符号２８１は、発光層２８６（ＥＬ層）の形成時に、隣接する発光層同士の混じりを防ぐ隔壁を有するバンク層である。ここでは、バンク層は頂辺の長さが底辺の長さより小であるテーパー構造を有しているが、逆に頂辺の長さが底辺の長さと同等あるいは大となるような構造であってもよい。バックエミッション型のＥＬ素子では、薄膜トランジスタ１４３が設けられている基板１２１側から発光層２８６の発光光を取り出す構成であるため、光を効率よく取り出すことを目的として、発光層２８６の真下に薄膜トランジスタ１４３を配置するのを避け、薄膜トランジスタ１４３を例えば前記バンク層２８１の下に配置するのが好ましい。
【０１０４】
図２６は、トップエミッション型の画素部１０２（有機ＥＬ素子）の断面構造を拡大して示している。
図２６において、有機ＥＬ素子は、基板１２１と、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極材料からなる陽極２８０（画素電極）と、陽極２８０から正孔を輸送可能な正孔輸送層２８５と、電気光学物質の１つである有機ＥＬ物質を含む発光層２８６（有機ＥＬ層）と、発光層２８６の上面に設けられている電子輸送層２８７と、電子輸送層２８７の上面に設けられている陰極２９０（対向電極）と、基板１２１上に形成され、画素電極２８０にデータ信号を書き込むか否かを制御する通電制御部としての薄膜トランジスタ１４２、１４３とを有している。陰極２９０は、素子全面を覆うように形成されており、画素電極２８０と対になって発光層２８６に電子を注入する役割を果たす。この陰極２９０は、単層構造でもよく複層構造でもよい。また、陰極２９０の形成材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）の他に、フッ化リチウム等が挙げられる。これらの材料は単独で使用してもよく、合金として使用してもよい。
【０１０５】
薄膜トランジスタ１４２、１４３は、本例では、双方ともｎチャネル型に形成されている。なお、薄膜トランジスタ１４２、１４３は、双方ともｎチャネル型ＴＦＴに限らず、双方またはどちらか一方にｐチャネル型の薄膜トランジスタを用いてもよい。
【０１０６】
薄膜トランジスタ１４２、１４３は、例えば、ＳｉＯ２を主体とする下地保護膜２０１を介して基板１２１の表面に設けられており、下地保護膜２０１の上層に形成されたシリコン等からなる半導体膜２０４、２０５と、半導体膜２０４、２０５を覆うように、下地保護膜２０１の上層に設けられたゲート絶縁膜２２０と、ゲート絶縁膜２２０の上面のうち半導体膜２０４、２０５に対向する部分に設けられたゲート電極２２９、２３０と、ゲート電極２２９、２３０を覆うようにゲート絶縁膜２２０の上層に設けられた第１層間絶縁膜２５０と、ゲート絶縁膜２２０及び第１層間絶縁膜２５０にわたって開孔するコンタクトホールを介して半導体膜２０４、２０５と接続するソース電極２６２、２６３と、ゲート電極２２９、２３０を挟んでソース電極２６２、２６３と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁膜２２０及び第１層間絶縁膜２５０にわたって開孔するコンタクトホールを介して半導体膜２０４、２０５と接続するドレイン電極２６５、２６６と、ソース電極２６２、２６３及びドレイン電極２６５、２６６を覆うように第１層間絶縁膜２５０の上層に設けられた第２層間絶縁膜２７０とを備えている。
【０１０７】
また、第２層間絶縁膜２７０の上面に画素電極２８０が配置され、画素電極２８０とドレイン電極２６６とは、第２層間絶縁膜２７０に設けられたコンタクトホールを介して接続されている。また、第２層間絶縁膜２７０の表面のうち有機ＥＬ素子が設けられている以外の部分と陰極２９０との間には、合成樹脂などからなる第３絶縁層（バンク層）２８１が設けられている。
なお、第１層間絶縁膜２５０と第２層間絶縁膜２７０の材質が互いに異なる場合、図に示すように、第１層間絶縁膜２５０に設けられたコンタクトホールと第２層間絶縁膜２７０に設けられたコンタクトホール２７５とは、重ならないように形成されるのが好ましい。
【０１０８】
また、半導体膜２０４、２０５のうち、ゲート絶縁膜２２０を挟んでゲート電極２２９、２３０と重なる領域がチャネル領域２４６、２４７とされている。また、半導体膜２０４、２０５のうち、チャネル領域２４６、２４７のソース側にはソース領域２３３、２３６が設けられている一方、チャネル領域２４６、２４７のドレイン側にはドレイン領域２３４、２３５が設けられている。このうち、ソース領域２３３、２３６が、ゲート絶縁膜２２０と第１層間絶縁膜２５０とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極２６２、２６３に接続されている。一方、ドレイン領域２３４、２３５が、ゲート絶縁膜２２０と第１層間絶縁膜２５０とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極２６２、２６３と同一層からなるドレイン電極２６５、２６６に接続されている。画素電極２８０は、ドレイン電極２６６を介して、半導体膜２０５のドレイン領域２３５に電気的に接続されている。
【０１０９】
本例の有機ＥＬ素子は、正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７が、前述した膜形成装置を用いて形成される。そのため、これらの層を形成する材料の選択自由度が高い。また、これらの層を形成する際に、溶剤の使用を避けるかあるいは溶剤の使用量を減らすことが可能であり、この場合、層の劣化など、溶剤の残留による不都合が回避される。なお、正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７に限らず、他の膜を前述した膜形成装置を用いて形成してもよい。
【０１１０】
次に、本発明の電気光学装置の製造方法を、上述した有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例について図２７〜図３０を参照して説明する。なお、本例では、前述した薄膜トランジスタ１４２、１４３を含む有機ＥＬ素子と同時に、Ｎ型及びＰ型の駆動回路用の薄膜トランジスタとを同時に製造するプロセスについて説明する。
【０１１１】
まず、図２７（ａ）に示すように、基板１２１に対し、必要に応じてＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護膜２０１を形成する。なお、下地保護膜として、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やシリコン酸化窒化膜を設けてもよい。こうした絶縁膜を設けることにより、放熱性を高めることが可能となる。
【０１１２】
次に、基板１２１の温度を約３５０℃に設定して、下地保護膜の表面に、ＩＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などを用いて厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜からなる半導体膜２００を形成する。半導体膜２００としては、アモルファスシリコン膜に限定されず、微結晶半導体膜などのアモルファス構造を含む半導体膜であればよい。また、アモルファスシリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でもよい。
続いて、この半導体膜２００に対してレーザアニール法や、急速加熱法（ランプアニール法や熱アニール法など）などの結晶化工程を行い、半導体膜２００をポリシリコン膜に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ２ とする。なお、ＹＡＧレーザの第２高調波或いは第３高調波を用いてもよい。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が領域毎に重なるようにラインビームを走査するのがよい。
【０１１３】
次に、図２７（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いたパターニングにより、半導体膜（ポリシリコン膜）２００の不要な部分を除去して、薄膜トランジスタの各形成領域に対応して、島状の半導体膜２０２、２０３、２０４、２０５を形成する。
続いて、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜（シリコン酸化窒化膜など）からなるゲート絶縁膜２２０を、半導体膜２００を覆うように形成する。ゲート絶縁膜２２０は単層構造でも積層構造でもよい。なお、プラズマＣＶＤ法に限らず、熱酸化法などの他の方法を用いてもよい。また、熱酸化法を利用してゲート絶縁膜２２０を形成する際には、半導体膜２００の結晶化も行い、これらの半導体膜をポリシリコン膜とすることができる。
【０１１４】
次に、図２７（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜２２０の全表面に、ドープドシリコン、シリサイド膜や、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を含むゲート電極形成用導電膜２２１を形成する。この導電膜２２１の厚さは例えば２００ｎｍ程度である。
続いて、ゲート電極形成用導電膜２２１の表面にパターニング用マスク２２２を形成し、この状態でパターニングを行って、図２７（ｄ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタを形成する側にゲート電極２２３を形成する。このとき、Ｎ型の画素電極用トランジスタ及びＮ型の駆動回路用トランジスタの側では、ゲート電極形成用導電膜２２１がパターニング用マスク２２２で覆われているので、ゲート電極形成用導電膜２２１はパターニングされることはない。また、ゲート電極は単層の導電膜で形成してもよく、積層構造としてもよい。
【０１１５】
次に、図２７（ｅ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタのゲート電極２２３と、Ｎ型の画素電極用トランジスタが形成される領域とＮ型の駆動回路用トランジスタが形成される領域とに残したゲート電極形成用導電膜２２１をマスクとして、ｐ型不純物元素（本例ではボロン）をイオン注入する。ドーズ量は、例えば約１×１０１５ｃｍ−２である。その結果、不純物濃度が例えば１×１０２０ｃｍ−３の高濃度のソース・ドレイン領域２２４、２２５がゲート電極２２３に対して自己整合的に形成される。ここで、ゲート電極２２３で覆われ、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域２２６となる。
【０１１６】
次に、図２８（ａ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタの側を完全に覆い、かつ、Ｎ型の画素電極用ＴＦＴ１０およびＮ型の駆動回路用トランジスタの側のゲート電極形成領域を覆うレジストマスク等からなるパターニング用マスク２２７を形成する。
【０１１７】
次に、図２８（ｂ）に示すように、パターニング用マスク２２７を使用してゲート電極形成用導電膜２２１をパターニングし、Ｎ型の画素電極用トランジスタおよびＮ型の駆動回路用トランジスタのゲート電極２２８、２２９、２３０を形成する。
続いて、パターニング用マスク２２７を残したまま、ｎ型不純物元素（本例ではリン）をイオン注入する。ドーズ量は、例えば１×１０１５ｃｍ−２である。その結果、パターニング用マスク２２７に対して自己整合的的に不純物が導入され、半導体膜２０３、２０４、２０５中に高濃度ソース・ドレイン領域２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６が形成される。ここで、半導体膜２０３、２０４、２０５のうち、高濃度のリンが導入されない領域は、ゲート電極２２８、２２９、２３０で覆われていた領域よりも広い。すなわち、半導体膜２０３、２０４、２０５のうち、ゲート電極２２８、２２９、２３０と対向する領域の両側には高濃度ソース・ドレイン領域２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６との間に高濃度のリンが導入されない領域（後述する低濃度ソース・ドレイン領域）が形成される。
【０１１８】
次に、パターニング用マスク２２７を除去し、この状態でｎ型不純物元素（本例ではリン）をイオン注入する。ドーズ量は、例えば１×１０１３ｃｍ−２である。その結果、図２８（ｃ）に示すように、半導体膜２０３、２０４、２０５にはゲート電極２２８、２２９、２３０に対して自己整合的に低濃度の不純物が導入され、低濃度ソース・ドレイン領域２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２が形成される。なお、ゲート電極２２８、２２９、２３０と重なる領域には不純物が導入されず、チャネル領域２４５、２４６、２４７が形成される。
【０１１９】
次に、図２８（ｄ）に示すように、ゲート電極２２８、２２９、２３０の表面側に第１層間絶縁膜２５０を形成し、フォトリソグラフィ法等によってパターニングして所定のソース電極位置、ドレイン電極位置にコンタクトホールを形成する。第１層間絶縁膜２５０としては、例えば、シリコン酸化窒化膜やシリコン酸化膜等のシリコンを含む絶縁膜を用いるとよい。また、単層でもよく積層膜でもよい。さらに、水素を含む雰囲気中で、熱処理を行い半導体膜の不対結合手を水素終端（水素化）する。なお、プラズマにより励起された水素を用いて水素化を行ってもよい。
続いて、この上からアルミニウム膜、クロム膜やタンタル膜などの金属膜を用いてソース電極、ドレイン電極となる導電膜２５１を形成する。導電膜２５１の厚さは例えば２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。導電膜は単層でもよく積層膜でもよい。
続いて、ソース電極、ドレイン電極の位置にパターニング用マスク２５２を形成するとともに、パターニングを行って、図２８（ｅ）に示すソース電極２６０、２６１、２６２、２６３、及びドレイン電極２６４、２６５、２６６を同時に形成する。
【０１２０】
次に、図２９（ａ）に示すように、窒化珪素等からなる第２層間絶縁膜２７０を形成する。この第２層間絶縁膜２７０の厚さは、例えば１〜２μｍ程度である。第２層間絶縁膜２７０の形成材料としては、シリコン酸化膜や有機樹脂、シリカエアロゲルなどの光を透過可能な材料が用いられる。有機樹脂としてはアクリル、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いることができる。
【０１２１】
次に、図２９（ｂ）に示すように、第２層間絶縁膜２７０をエッチング除去してドレイン電極２６６に達するコンタクトホール２７５を形成する。
【０１２２】
次に、図２９（ｃ）に示すように、コンタクトホール２７５内にも埋め込まれるように、例えばＩＴＯやフッ素をドープしてなるＳｎＯ２ 、さらにＺｎＯやポリアニリン等の透明電極材料からなる膜を形成し、ソース・ドレイン領域２３５、２３６に電気的に接続する画素電極２８０を形成する。なお、この画素電極２８０がＥＬ素子の陽極となる。
【０１２３】
次に、図３０（ａ）に示すように、画素電極２８０を挟むように、第３絶縁層（バンク層）２８１を形成する。具体的には、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に融かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して絶縁層を形成し、絶縁層をフォトリソグラフィ技術等により同時にエッチングする。第３絶縁層２８１としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの合成樹脂が用いられる。なお、信号線、共通給電線、走査線等の配線を含むバンク層を形成してもよい。
【０１２４】
続いて、画素電極２８０を覆うように正孔輸送層２８５を形成する。
本例では、前述した膜形成装置を用いて正孔輸送層２８５を形成する。すなわち、真空圧に制御された真空チャンバ内に基板１２１を配置し、ノズル１４から基板１２１に向けて正孔輸送層２８５の形成材料を放出する。この際、ノズル１４から正孔輸送層２８５の形成材料を気化させて放出してもよい。気化した材料は、基板１２１上に達した後、熱交換によって冷却され、液化あるいは固化して固定される。そして、所定量の材料が基板１２１上に配置されることにより、基体１１上に正孔輸送層２８５が形成される。
【０１２５】
また、材料が基板１２１上にて液状となった場合には、その流動性によって水平方向に広がろうとするものの、第３絶縁層（バンク層）の隔壁によって、その広がりが防止される。なお、処理条件や材料の特性等により、材料の流動による不都合が生じない場合には、第３絶縁層の高さを低くしたり、隔壁を用いない構造としてもよい。また、ノズル１５から材料を基板１２１上に放出した後、基板１２１を真空チャンバ内から一旦取り出し、必要に応じて加熱あるいは光照射等の処理を行って材料を固化あるいは硬化させてもよい。
【０１２６】
正孔輸送層２８５の形成材料としては、特に限定されることなく公知のものが使用可能であり、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。具体的には、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示されるが、トリフェニルジアミン誘導体が好ましく、中でも４，４’−ビス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルが好適とされる。
【０１２７】
また、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに正孔注入層と正孔輸送層を両方形成するようにしてもよい。その場合、正孔注入層の形成材料としては、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）や、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等が挙げられるが、特に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いるのが好ましい。正孔注入層と正孔輸送層を両方形成する場合には、例えば、正孔輸送層の形成に先立って正孔注入層を画素電極側に形成し、その上に正孔輸送層を形成するのが好ましい。このように正孔注入層を正孔輸送層とともに形成することにより、駆動電圧の上昇を制御することができるとともに、駆動寿命（半減期）を長くすることができる。
【０１２８】
次に、図３０（ｂ）に示すように、正孔輸送層２８５上に発光層２８６を形成する。
本例では、先の正孔輸送層（及び／又は正孔注入層）と同様に、前述した膜形成装置を用いてこの発光層２８６を形成する。即ち、真空圧に制御された真空チャンバ内に基板１２１を配置し、ノズル１５から基板１２１に向けて発光層２８６の形成材料を放出する。
【０１２９】
発光層２８６の形成材料としては、特に限定されることなく、低分子の有機発光色素や高分子発光体、すなわち各種の蛍光物質や燐光物質からなる発光物質が使用可能である。発光物質となる共役系高分子の中ではアリーレンビニレン構造を含むものが特に好ましい。低分子蛍光体では、例えばナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、ポリメチン系、キサテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン誘導体等、または特開昭５７−５１７８１、同５９−１９４３９３号公報等に記載されている公知のものが使用可能である。
【０１３０】
次に、図３０（ｃ）に示すように、発光層２８６上に電子輸送層２８７を形成する。
本例では、先の正孔輸送層２８５、発光層２８６の場合と同様に、前述した膜形成装置を用いてこの電子輸送層２８７を形成する。すなわち、真空圧に制御された真空チャンバ内に基板１２１を配置し、ノズル１５から基板１２１に向けて電子輸送層２８７の形成材料を放出する。
【０１３１】
電子輸送層２８７の形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。
【０１３２】
なお、正孔輸送層２８５の形成材料や電子輸送層２８７の形成材料を、発光層２８６の形成材料に混合し、発光層形成材料として使用してもよい。その場合、正孔輸送層形成材料や電子輸送層形成材料の使用量については、使用する化合物の種類等によっても異なるものの、十分な成膜性と発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決定される。通常は、発光層形成材料に対して１〜４０重量％とされ、さらに好ましくは２〜３０重量％とされる。
【０１３３】
また、上述した正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７の各膜厚については、予めノズル１４からの各形成材料の放出量を適宜に設定しておくことにより、好ましい厚さ（例えば６５ｎｍ）に形成する。また、圧力差を利用してノズル１５からの材料の移動を促したり、あるいはノズル１５から材料を気化させて放出したりすることにより、これらの形成材料を溶剤に溶解させることなく、あるいは溶剤の使用量を減らして基板上に配置することが可能となる。そのため、材料の劣化など、溶剤の残留による不都合が回避される。
【０１３４】
次に、図３０（ｄ）に示すように、基板１２１の表面全体に、あるいはストライプ状に陰極としての対向電極２９０を形成する。対向電極２９０は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａなどの単体材料やＭｇ：Ａｇ（１０：１合金）の合金材料からなる１層で形成してもよく、２層あるいは３層からなる金属（合金を含む）層として形成してもよい。具体的には、Ｌｉ２ Ｏ（０．５ｎｍ程度）／ＡｌやＬｉＦ（０．５ｎｍ程度）／Ａｌ、ＭｇＦ２ ／Ａｌといった積層膜が挙げられる。
【０１３５】
以上のプロセスにより、有機ＥＬ素子、及びＮ型及びＰ型の駆動回路用の薄膜トランジスタが完成する。
なお、上述した例では、正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７を前述した膜形成装置を用いて形成しているが、他の層についても、同様に、膜形成装置を用いて形成してもよい。例えば、画素電極２８０（陽極）や対向電極２９０（陰極）を、前述の膜形成装置を用いて形成してもよい。即ち、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２ ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明電極（陽極）や、Ａｌ／Ｃａ等の積層構造などによる陰極についても、膜形成装置１０を用いて形成することができる。
さらに、特に図２７及び図２８に示したトランジスタの形成過程において、前述した膜形成装置を用いて任意の層を形成してもよい。特に、気化させた材料を放出して層を形成することにより、膜厚を高精度に制御できる。そのため、高精度なトランジスタを形成することが可能となる。さらに、前述した膜形成装置を用いることにより、所望の位置に材料を配置できることから、マスクの使用をなくしたり、少なくしたりすることができる。
【０１３６】
図３１は、有機ＥＬ素子の他の形態例を示している。
図３１に示す有機ＥＬ素子は、上述した例と異なり、ガスや金属イオンの侵入を遮断する封止層（第１封止層２９５、第２封止層２９６、及び第３封止層２９７のうちの少なくとも１つ）を有する。
【０１３７】
第１封止層２９５は、第１層間絶縁膜２５０と第２層間絶縁膜２７０との間で、ソース電極２６２、２６３及びドレイン電極２６５、２６６を覆うように形成され、膜厚は例えば５０〜５００ｎｍである。第１封止層２９５を構成する材料としては、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの材料が用いられる。第１封止層２９５は、薄膜トランジスタ１４２、１４３に対して、水分や発光層２８６（ＥＬ層）等からのアルカリ金属（ナトリウム）の侵入を防ぐ。
【０１３８】
また、第１封止層２９５を構成する材料として、上記アルカリ金属の封止効果に加え、放熱効果を持つ材料を用いてもよい。こうした材料としては、例えば、Ｂ（ホウ素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）のうちの少なくとも一つの元素と、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、Ｐ（リン）のうちの少なくとも一つの元素とを含む絶縁膜が挙げられる。例えば、アルミニウムの窒化物、珪素の炭化物、珪素の窒化物、ホウ素の窒化物、ホウ素のリン化物等を用いることができる。さらに、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ、Ｍを含む絶縁膜（ただし、Ｍは希土類元素の少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｓｍ（サマリウム），Ｅｒ（エルビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｎｄ（ネオジウム）のうちの少なくとも一つの元素）を用いることもできる。また、ダイヤモンド薄膜又はアモルファスカーボン膜（ダイヤモンドライクカーボン等）を含む炭素膜を用いることもできる。これらは熱伝導率が高く、放熱効果が高い。
【０１３９】
第２封止層２９６は、第２層間絶縁膜２７０と画素電極２８０との間に形成され、膜厚は例えば５０〜５００ｎｍである。第２封止層３０１を構成する材料としては、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの材料が用いられる。第２封止層２９６は、水分や、薄膜トランジスタ１４２、１４３に対して、水分や発光層２８６（ＥＬ層）等からのアルカリ金属（ナトリウム）の侵入を防ぐ。第２封止層２９６を構成する材料として、上述した第１封止層に用いられる材料を用いることができる。また、上記アルカリ金属の封止効果に加え、放熱効果を持たせてもよい。
【０１４０】
第３封止層２９７は、陰極２９０を覆うように形成され、膜厚は例えば５０〜５００ｎｍである。第３封止層２９７を構成する材料としては、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの材料が用いられる。第３封止層２９７は、外部からの水分の侵入を防ぐ。また、第３封止層２９７を構成する材料として、上述した第１封止層に用いられる材料を用いることができる。また、上記アルカリ金属の封止効果に加え、放熱効果を持たせてもよい。また、図３１の有機ＥＬ素子は、トップエミッション型であり、第３封止層２９７は、良好に光を透過させる材質及び厚みで形成されるのが好ましい。
【０１４１】
また、こうした封止層に代えてあるいは加えて、光の取り出し効率を向上させるための低屈折率層を形成してもよい。低屈折率層は、基板より光の透過屈折率が低い層であり、例えばシリカエアロゲルによって構成される。シリカエアロゲルとは、シリコンアルコキシドのゾルゲル反応により形成される湿潤ゲルを超臨界乾燥することによって得られる均一な超微細構造を持った光透過性の多孔質体である。シリカエアロゲルは体積の９０％以上を空隙が占め、残りが樹枝状に凝集した数十ｎｍの微細なＳｉＯ２粒子で構成された材料であり、粒子径が光の波長よりも小さいため、光透過性を有し、その屈折率は１．２以下である。また、空隙率を変化させることによって屈折率を調整できる。ここで、基板の材料であるガラスの屈折率は１．５４、石英の屈折率は１．４５である。また、低屈折率層として、多孔性を有するＳｉＯ２膜やポリマー等の他の材料を用いてもよい。さらに、低屈折率層を構成する材料に、乾燥剤あるいは化学吸着剤を分散させてもよい。これにより、低屈折率層に封止効果を付与することができる。
【０１４２】
図３２は、有機ＥＬ素子の他の形態例を示している。
上述した各例では、スイッチング用の薄膜トランジスタ１４２は、いわゆるシングルゲート構造として示しているが、本発明はこれに限定されない。即ち、図３２に示すように、不図示のゲート線によって２つのゲート電極３１０、３１１が電気的に接続されたダブルゲート構造としてもよく、あるいはトリプルゲート構造など、いわゆるマルチゲート構造（直列に接続された２つ以上のチャネル領域を有する半導体膜を含む構造）としてもよい。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で有利であり、画面の大型化にも有利である。
【０１４３】
図３３（ａ）及び（ｂ）は、有機ＥＬ表示装置の回路の他の例を示している。図３３（ａ）及び（ｂ）に示す回路は、電流を制御することにより、ＥＬ素子の通電制御を行う、いわゆる電流プログラム方式の回路である。なお、図３２（ａ）はいわゆるカレントミラー回路を採用している。こうした回路を採用することにより、ＥＬ素子の導通状態を一定に保ち、ＥＬ層を安定して発光させることができる。また、大画面の表示装置を構成する上でも有利である。
【０１４４】
発光層の形成材料として高分子発光材料を用いる場合には、側鎖に発光基を有する高分子を用いることができるが、好ましくは共役系構造を主鎖に含むもので、特に、ポリチオフェン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリアリーレンビニレン、ポリフルオレンおよびその誘導体が好ましい。中でもポリアリーレンビニレンおよびその誘導体が好ましい。ポリアリーレンビニレンおよびその誘導体としては、下記化学式（１）で示される繰り返し単位を全繰り返し単位の５０モル％以上含む重合体であることが好ましい。繰り返し単位の構造にもよるが、化学式（１）で示される繰り返し単位が全繰り返し単位の７０％以上であることがさらに好ましい。
−Ａｒ−ＣＲ＝ＣＲ’− ．．． （１）
〔ここで、Ａｒは、アリーレン基または複素環化合物基、Ｒ、Ｒ’はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜２０の有機基、ペルフルオロアルキル基、シアノ基からなる群から選ばれた基を示す。〕
【０１４５】
該高分子発光材料は、化学式（１）で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位として、芳香族化合物基またはその誘導体、複素環化合物基またはその誘導体、およびそれらを組み合わせて得られる基などを含んでいてもよい。また、化学式（１）で示される繰り返し単位や他の繰り返し単位が、例えば、エーテル基、エステル基、アミド基、イミド基などを有する非共役の単位で連結されていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよい。
【０１４６】
ポリアリーレンビニレン類としては、例えば、式（２）に示したような、ＰＰＶ（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））、ＭＯ−ＰＰＶ（ポリ（２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレンビニレン））、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）））、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−パラ−フェニレンビニレン）等のＰＰＶ誘導体などが挙げられる。
【０１４７】
【化１】
【０１４８】
上記に示した材料以外に、例えば、ポリ（パラフェニレン）、ポリアルキルフルオレン等が挙げられるが、化学式（３）に示すようなポリアルキルフルオレン（具体的には化学式（４）に示すようなポリアルキルフルオレン系共重合体）が特に好ましい。
【０１４９】
【化２】
【０１５０】
【化３】
【０１５１】
なお、前記高分子発光材料は、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。発光の量子収率の高い高分子発光材料を得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合体が好ましい。また、ここで形成する有機ＥＬ素子は、薄膜からの発光を利用することから、高分子発光材料は固体状態で良好な発光量子収率を有するものが用いられる。
【０１５２】
上記の材料のうち、発光層を形成する際の温度において液状の材料、あるいは所望の溶媒に対して良好な溶解性を示す材料を、インクジェット法などの液体材料を用いた発光層の形成に用いることができる。該溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが好適に用いられる。高分子発光材料の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１ｗｔ％以上溶解させることができる。
また、前記高分子発光材料としては、分子量がポリスチレン換算で１０３〜１０７であることが好ましい場合があるが、分子量１０３以下のオリゴマーも使用することができる。
【０１５３】
所望の高分子発光材料に応じた合成法を採用することにより、当該所望の高分子発光材料を得ることができる。例えば、アリーレン基にアルデヒド基が２つ結合したジアルデヒド化合物と、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物とトリフェニルホスフィンとから得られるジホスホニウム塩からのＷｉｔｔｉｇ反応が例示される。また、他の合成法としては、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物からの脱ハロゲン化水素法が例示される。さらに、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物のスルホニウム塩をアルカリで重合して得られる中間体から熱処理により該高分子発光材料を得るスルホニウム塩分解法が例示される。
【０１５４】
さらに具体的に、前記高分子発光材料の１つの例であるアリーレンビニレン系共重合体の合成法を説明する。例えば、Ｗｉｔｔｉｇ反応により高分子発光材料を得る場合には、例えば、まず、ビス（ハロゲン化メチル）化合物、より具体的には、例えば２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロミドをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒中、トリフェニルホスフィンと反応させてホスホニウム塩を合成し、これとジアルデヒド化合物、より具体的には、例えば、テレフタルアルデヒドとを、例えばエチルアルコール中、リチウムエトキシドを用いて縮合させるＷｉｔｔｉｇ反応により、フェニレンビニレン基と２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン基を含む高分子発光材料が得られる。このとき、共重合体を得るために２種類以上のジホスホニウム塩および／または２種類以上のジアルデヒド化合物を反応させてもよい。
【０１５５】
【化４】
【０１５６】
これらの高分子発光材料を発光層の形成材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を与えるため、合成後、例えば、再沈精製、クロマトグラフなどによる分別等の精製処理をすることが望ましい。
高分子材料の溶解性の低い材料の場合など、例えば、対応する前駆体が塗布した後、化学式（５）に示すように加熱硬化されることによって発光層を得ることができるものがある。例えば、ポリフェニレン−ビニレンが発光層を構成する高分子発光材料である場合、対応する前駆体のスルホニウム塩を発光層となる部位に配置した後、加熱処理することによりスルホニウム基が脱離し、発光層として機能するポリフェニレン−ビニレンを得ることができる。
【０１５７】
発光層を形成し得る低分子材料としては、可視域の発光を示す物質ならば、基本的に使用可能である。中でも芳香族系の置換基を有する材料が好適である。例えば、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）やジスチリルビフェニル、さらに化学式（６）に示すＢｅＢｑ２やＺｎ（ＯＸＺ）２等の、従来から一般的に用いられているものに加え、ピラゾリンダイマー、キノリジンカルボン酸、ベンゾピリリウムパークロレート、ベンゾピラノキノリジン、ルブレン、フェナントロリンユウロピウム錯体等が挙げられる。
【０１５８】
上記に代表される高分子材料及び低分子材料から、青色、緑色、及び赤色の発光を示す材料を適宜選択し、所定の位置に配置すればカラー表示が可能である。所定の位置に配置する際は、マスク蒸着法、印刷法、あるいはインクジェット法などが使用することができる。
【０１５９】
【化５】
【０１６０】
発光層を、媒質として機能するゲストにホストを分散させた、いわゆるホスト／ゲスト型発光層とすることもできる。
ホスト／ゲスト型発光層において、当該発光層の発光色を決定するのは、基本的にはゲスト材料であるので、所望の発光色に応じてゲスト材料を選択することができる。一般には、効率良く蛍光を発する材料が用いられる。ホスト材料は、基本的には、ゲスト材料の発光に関与する励起状態の準位より高いエネルギー準位を有する材料がホスト材料として好適である。キャリアの移動度が高い材料であることも要求される場合があるが、その場合は、上述の高分子発光体の中から選択することもできる。
【０１６１】
青色発光を示すゲスト材料としては、例えば、コロネン類、ジスチリルビフェニル類などが挙げられ、緑色発光を示すゲスト材料としては、例えば、キナクリドン類、ルブレン類、などが挙げられ、赤色発光を示すゲスト材料としては、蛍光色素としては、赤色発光を示すゲスト材料としては、例えば、ローダミン類が挙げられる。
【０１６２】
ホスト材料は、ゲスト材料に応じて適宜選択することができる。数例を挙げれば、ホスト材料及びゲスト材料を、それぞれ、Ｚｎ（ＯＸＺ）２及びコロネンとした発光層を形成することにより青色発光を示す発光層が得られる。
ゲスト材料としては燐光材料も使用することができる。例えば、化学式（７）に示すＩｒ（ｐｐｙ）３ 、Ｐｔ（ｔｈｐｙ）２、ＰｔＯＥＰなどが好適に用いられる。
【０１６３】
【化６】
【０１６４】
なお、前記の化学式（７）に示した燐光物質をゲスト材料とした場合、ホスト材料としては、例えば、化学式（８）に示すＣＢＰ、ＤＣＴＡ、ＴＣＰＢ、あるいはＡｌｑ３などが好適に用いられる。
なお、ホスト／ゲスト型発光層は、共蒸着法、あるいはホスト材料とゲスト材料あるいはそれらの前駆体を液状化したものを塗布する方法などにより形成される。
【０１６５】
【化７】
【０１６６】
また、上述した例では、発光層の下層として正孔輸送層を形成し、上層として電子輸送層を形成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば正孔輸送層と電子輸送層とのうちの一方のみを形成するようにしてもよく、また、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに発光層のみを単独で形成するようにしてもよい。
【０１６７】
さらに、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層に加えて、ホールブロッキング層を例えば発光層の対向電極側に形成して、発光層の長寿命化を図ってもよい。このようなホールブロッキング層の形成材料としては、例えば化学式（９）に示すＢＣＰや化学式（１０）で示すＢＡｌｑが用いられるが、長寿命化の点ではＢＡｌｑの方が好ましい。
【０１６８】
【化８】
【０１６９】
【化９】
【０１７０】
さて、本発明の電気光学装置は、上述した有機ＥＬ表示装置に限定されるものではなく、他の電気光学装置にも適用可能である。電気光学装置としては、例えば、液晶表示装置などの各種の表示装置が挙げられる。
【０１７１】
また、本発明の膜形成装置及び材料の配置方法は、電気光学装置の製造過程に用いるものに限らず、半導体素子やカラーフィルタなどの電子装置の製造過程にも用いることができる。例えば、電子装置としては、トランジスタなどの半導体素子、特に半導体層が有機材料で形成されている有機トランジスタや、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ素子等の製造にも好適に用いることができる。さらに、このような材料から得られるカラーフィルタとしては、所望の色を透過するものや、所望の色の光を発するものなどがある。こうしたカラーフィルタなどの電子装置においても、本発明の膜形成装置を用いて製造することにより、材料の選択自由度が高くなり、構造の最適化が図られる。そのため、高寿命化、高品質化、あるいは高機能化などを図りやすい。
【０１７２】
〔第６の実施形態〕
図３４〜３９は、本発明の電子機器の実施形態を示している。
本例の電子機器は、上述した有機ＥＬ表示装置等の本発明の電気光学装置を表示手段として備えている。
図３４は、テレビ画像やコンピュータ送られる文字や画像を表示する表示装置の一例を示している。図３４において、符号１０００は本発明の電気光学装置を用いた表示装置本体を示している。なお、表示装置本体１０００は、上述した有機ＥＬ表示装置を用いることにより、大画面にも対応できる。
また、図３５は、車載用のナビゲーション装置の一例を示している。図３５において、符号１０１０はナビゲーション装置本体を示し、符号１０１１は本発明の電気光学装置を用いた表示部（表示手段）を示している。
また、図３６は、携帯型の画像記録装置（ビデオカメラ）の一例を示している。図３６において、符号１０２０は記録装置本体を示し、符号１０２１は本発明の電気光学装置を用いた表示部を示している。
また、図３７は、携帯電話の一例を示している。図３７において、符号１０３０は携帯電話本体を示し、符号１０３１は本発明の電気光学装置を用いた表示部（表示手段）を示している。
また、図３８は、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置の一例を示している。図３８において、符号１０４０は情報処理装置を示し、符号１０４１は情報処理装置本体、符号１０４２はキーボードなどの入力部、符号１０４３は本発明の電気光学装置を用いた表示部を示している。
また、図３９は、腕時計型電子機器の一例を示している。図３９において、符号１０５０は時計本体を示し、符号１０５１は本発明の電気光学装置を用いた表示部を示している。
図３４〜図３９に示す電子機器は、本発明の電気光学装置を表示手段として備えているので、耐久性及び品質の優れた表示を実現することができる。
【０１７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明の材料の配置方法及び膜形成装置によれば、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になるとともに、溶剤の残留による不具合を低減させることができる。また、処理室内の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することも可能となり、これにより、より純度の高い材料膜や、高精度に膜厚制御された材料膜、あるいは特定の機能を持たせた機能膜を形成することが可能となる。さらに、ノズルの吐出不良を迅速に検出するので、不良品の削減を図ることができ、また、予備吐出を行うことにより、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良の検出を行うことにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１７５】
本発明の電気光学装置及びその製造方法によれば、高寿命化、高品質化、及び高機能化が図られた電気光学装置を提供することができる。さらに、装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１７６】
本発明の電子装置によれば、高寿命化、高品質化、及び高機能化を図ることができる。さらに、装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１７７】
本発明の電子機器によれば、表示手段の高寿命化、高品質化、及び高機能化を図ることができる。さらに、構成装置の歩留まりが向上することに起因して、低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による膜形成装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】有機ＥＬ素子を構成する発光層形成材料を基体上に配置した様子を示す図である。
【図３】本発明の材料の配置方法の一例を概念的に示す図である。
【図４】圧力制御系の構成例を模式的に示す図である。
【図５】材料供給系の構成例を模式的に示す図である。
【図６】複数のノズルと材料供給源との接続例を模式的に示す図である。
【図７】複数のノズルが設けられた放出ヘッドの構成例を模式的に示す図である。
【図８】放出機構の構成例を示す図である。
【図９】主制御系の構成例を模式的に示す図である。
【図１０】材料の配置時における基体と放出ヘッド（ノズル）との相対移動の様子の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による膜形成装置による膜形成工程を示すフローチャートである。
【図１２】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１３】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１４】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１５】材料の吐出初期における、吐出状態が不安定となる様子を示す図である。
【図１６】材料の吐出初期における、吐出状態のバラつきにより予備吐出領域の長さを変更した様子を示す図である。
【図１７】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１８】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態による膜形成装置の一例を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態による膜形成装置のブロック図である。
【図２１】図１９で説明した放出ヘッド、センサ、光源の配置を詳細に説明した図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態による膜形成装置の動作を記述したフローチャートである。
【図２３】本発明の第５の実施形態によるアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の回路の一例を示す図である。
【図２４】図２３で説明した表示装置における画素部の平面構造の一例を示す平面図である。
【図２５】画素部（有機ＥＬ素子）の断面構造を模式的に示しており、（ａ）はトップエミッション型、（ｂ）はバックエミッション型を示している。
【図２６】トップエミッション型の画素部（有機ＥＬ素子）の断面構造を拡大して示す図である。
【図２７】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図２８】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図２９】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図３０】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図３１】有機ＥＬ素子の他の形態例を示す図である。
【図３２】有機ＥＬ素子の他の形態例を示す図である。
【図３３】有機ＥＬ表示装置の回路の他の例を示す図である。
【図３４】本発明の第６の実施形態である電子機器の実施例を示す図である。
【図３５】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３６】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３７】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３８】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３９】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０，３００ 膜形成装置
１１ 真空チャンバ（処理室）
１２ 圧力制御系
１３ 基体ステージ（ステージ）
１４ 基体
１５ ノズル
１７ 駆動系（移動手段）
１８ テレビカメラ
１９ 検出系（検出手段）
４０ 材料供給源
１００ 有機ＥＬ表示装置
１０２ 画素
２８５ 正孔輸送層
２８６ 発光層
２８７ 電子輸送層
２９０ 陰極
３０１ 移動機構（移動手段）
３０５ センサ
【発明の属する技術分野】
本発明は、材料の配置方法、膜形成装置、電子装置及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイや表示光源などとして用いられる電気光学装置や、さらに、半導体装置などの電子装置の開発が日々加速している。この電気光学装置や電子装置の製造過程においては、特に、基体上の所定位置に材料を配置する成膜技術や配線技術は欠かせない技術であり、精度や品質、又は製造コストなどの各種製造条件を満たすための技術が望まれている。
材料の配置技術としては、マスク蒸着法、材料吐出法（インクジェット法）、又は印刷法などが挙げられるが、近年では、基体上に形成される膜に特定の機能を持たせるために、基体上に配置する材料の多様化が進む傾向にあり、更に材料の選択自由度が高い材料の配置技術の開発が進められている。
【０００３】
例えば、特願２００１−２７７１０２号明細書には、材料の配置方法、膜形成装置、電気光学装置及びその製造方法、電子装置、並びに電子機器が記載されている。特に、該明細書の材料の配置方法は、ノズルから供給される材料を基体上の所定の位置に配置する方法であって、前記基体が配置される処理室内を前記ノズル内よりも低い圧力に制御し、該圧力制御された処理室内で前記ノズルから前記基体に向けて前記材料を放出することを特徴としている。
【０００４】
上記の材料の配置方法によれば、基体が配置される処理室内をノズル内よりも低い圧力に制御し、その圧力制御された処理室内でノズルから基体に向けて材料を放出するので、圧力差を利用して、処理室内に供給された材料の移動を促し、基体上に材料を配置することが可能となる。
また、処理室内の圧力を真空圧に低下させることにより、大気圧中では固体の材料を、処理室内で液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。したがって、材料の選択自由度が高く、例えば、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基板上に配置することが可能となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の材料の配置方法においては、ノズルが偶発的、もしくは該ノズル内で材料の焦げ付きや結晶化などによって、材料の吐出が不可能となる場合があり、この場合、迅速にノズルの交換、もしくはクリーニングなどの作業により、生産工程を正常に復帰させる必要がある。その際に、発生した不良基板は、従来、全て廃棄されるか、もしくは、多面取りの基板であれば、部分的に破棄されることになる。
【０００６】
さらに、近年では、生産の効率化のために、基板の大型化が進んでおり、例えば、形状が７３０ｍｍ×９２０ｍｍの基板や、一辺が１ｍを超える基板からの複数枚取りが主流になりつつあることを考慮すると、前記基板における製品基板形状の１枚目の領域で材料の不吐出などの異常が発生した場合、多くの不良品が生じる可能性がある。即ち、欠陥を有する電気光学装置、もしくは電子装置の製造による歩留まりの低下により、上述の材料の配置方法によるコストメリットを充分に生かすことができないという問題があった。
【０００７】
また、上記のように、ノズルが材料の不吐出を起さないまでも、材料の吐出をある時間休止させた後に再び吐出を開始した場合、吐出開始の直後においては、吐出される材料の量が不安定となるという問題があった。例えば、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬと表記する。）素子の製造において発光層を形成させた場合、不均一な発光層が形成され、発光ムラが生じる可能性があり、さらに、薄膜トランジスタの製造において各種配線を形成させた場合、所望の高精細な幅を有する配線を形成することができず、断線が生じる可能性があった。
【０００８】
本発明は、上記事情を鑑みてなされたもので、ノズルの吐出不良を迅速に検出し、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる材料の配置方法、膜形成装置、電子装置及びその製造方法、電気光学装置及びその製造方法、並びに電子機器を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために、本発明の材料の配置方法は、基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、前記吐出ステップの開始前に、前記真空雰囲気中で前記ノズルの吐出不良を検出する検出ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１０】
上記の方法によれば、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出することにより、ノズル内と基体が設置されている雰囲気の圧力差を利用して材料の移動を促し、基体上に材料を配置することが可能となる。また、基体を設置する場所を真空雰囲気中とすることにより、大気圧中では固体の材料を、基体への配置時には液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。そのため、この材料の配置方法では、材料の選択自由度が高く、例えば、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基板上に配置することが可能となる。
【００１１】
また、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる上に、溶剤の使用を避けるか、あるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、真空雰囲気の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。さらに、材料を分子状に放出することによって、複数の材料を同時放出して混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に形成することが可能となる。
【００１２】
さらに、この材料の配置方法では、吐出ステップの開始前に、真空雰囲気中でノズルの吐出不良を検出するので、ノズルの吐出不良を迅速に検出することが可能となり、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良の検出を行うことにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００１３】
また、上記の材料の配置方法では、前記真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−１Ｐａ）以下の真空度とすることが好ましく、さらには、１０−５ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−３Ｐａ）とするのがより好ましい。
真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ以下にすれば、大気中ではノズルから吐出しにくい材料であっても、ノズルから容易に吐出することが可能となり、１０−５ｔｏｒｒ以下にすれば、さらに多くの種類の材料を吐出可能とすることができるとともに、吐出する材料を気化させて吐出しやすくすることが可能となる。
【００１４】
また、上記の材料の配置方法では、前記検出ステップは、前記所定領域以外の予備吐出領域に前記材料の吐出を行い、該吐出の結果に基づいて、前記ノズルの吐出不良を検出する動作を含むことを特徴としており、さらには、前記所定領域に予備部材を設置し、該予備部材に備えた予備吐出領域に前記材料の吐出を行い、該吐出の結果に基づいて、前記ノズルの吐出不良を検出する動作を含んでも良い。
この方法によれば、予備吐出領域に材料の吐出を行って、その吐出の結果に基づいてノズルの吐出不良を検出するので、基体の所定領域に配置される材料の吐出状況を事前に確実に再現することができ、より正確に吐出不良を検出することが可能となる。
【００１５】
また、上記の材料の配置方法では、前記ノズルの吐出不良の検出は、前記予備吐出領域に吐出された前記材料の光の反射率を検出するか、もしくは、光の透過率を検出するなど分光学的手段により行うことができる。
このようにすれば、予備吐出領域に吐出された材料の配置形状に影響されることがなく、また、検出時間を問題とすることなく、正確にノズルの吐出不良を検出することが可能となる。
【００１６】
さらに、上記の材料の配置方法では、前記検出ステップは、前記吐出ステップにおける前記材料の変更時に行うことが好ましい。
このようにすれば、材料の変更に起因するノズルの吐出不良も、所定領域への材料の吐出前に、事前に検出することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の材料の配置方法は、基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、前記吐出ステップの開始前に、前記所定領域以外の前記基体上の領域に向けて、前記ノズルから前記材料を予備吐出する予備吐出ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１８】
上記の方法によれば、高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出することにより、ノズル内と基体が設置されている雰囲気の圧力差を利用して材料の移動を促し、基体上に材料を配置することが可能となる。また、基体を設置する場所を真空雰囲気中とすることにより、大気圧中では固体の材料を、基体への配置時には液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。そのため、この材料の配置方法では、材料の選択自由度が高く、例えば、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基板上に配置することが可能となる。
【００１９】
また、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる上に、溶剤の使用を避けるか、あるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、真空雰囲気の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。さらに、材料を分子状に放出することによって、複数の材料を同時放出して混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に形成することが可能となる。
【００２０】
さらに、この材料の配置方法では、吐出ステップの開始前に、所定領域以外の基体上の領域に向けて、ノズルから材料を予備吐出するので、常に、所定領域への材料の吐出量を安定させることができる。即ち、例えば、材料を連続して吐出している状態では、各ノズルからの材料吐出量が安定しているものの、一旦材料の吐出を休止させる等の動作に起因して、ノズル内で材料の固着等等の影響で吐出を再開させたときの材料の吐出量が安定しない場合があるが、予備吐出により、このようなことが発生しない。
【００２１】
また、上記の材料の配置方法では、前記真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−１Ｐａ）以下の真空度とすることが好ましく、さらには、１０−５ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−３Ｐａ）とするのがより好ましい。
真空雰囲気を１０−３ｔｏｒｒ以下にすれば、大気中ではノズルから吐出しにくい材料であっても、ノズルから容易に吐出することが可能となり、１０−５ｔｏｒｒ以下にすれば、さらに多くの種類の材料を吐出可能とすることができるとともに、吐出する材料を気化させて吐出しやすくすることが可能となる。
【００２２】
また、上記の材料の配置方法では、前記予備吐出ステップは、前記吐出ステップに連続する前工程で前記ノズルの予備吐出を行うことが好ましい。
このようにすれば、予備吐出後に、すぐに本吐出に移ることができるので、予備吐出後のノズルの吐出安定性を高度に維持したまま材料の配置が可能となる。
【００２３】
また、上記の材料の配置方法では、前記予備吐出ステップは、前記吐出ステップにおける前記材料の変更時に行うことを特徴としている。
このようにすれば、材料の変更に起因する材料の吐出量の不安定性を、材料の吐出前に、事前に解消させることが可能となる。
【００２４】
さらに、上記の材料の配置方法では、前記予備吐出ステップの直後に、予備吐出で配置された前記材料の配置位置と、予備吐出で前記材料を配置させる目標位置とを検出し、前記配置位置と前記目標位置とに位置ズレが生じた場合に、前記ノズルの位置補正を行う位置補正ステップを更に備えることを特徴としている。上記の方法によれば、予備吐出ステップの直後に、予備吐出で配置された材料の配置位置と、予備吐出で材料を配置させる目標位置とを検出して、配置位置と目標位置とに位置ズレが生じた場合に、ノズルの位置補正を行うので、位置ズレが生じても、材料の配置工程における工程時間を増加させることなく位置補正を行うことができ、従って、安定した材料の配置を行うことが可能となる。
【００２５】
本発明の電子装置の製造方法では、上記の材料の配置方法を用いて、電子装置を構成する要素の少なくとも一部を形成することを特徴としている。
この電子装置の製造方法では、上述した材料の配置方法を用いることから、材料の選択自由度が高く、構造の最適化を図りやすい。しかも溶剤の残留による不都合がなく、電子装置の高寿命化が図られる。また、より純度の高い材料膜や特定の機能膜を形成することにより、高品質あるいは高機能のトランジスタやメモリ素子を製造することができる。さらに、材料の吐出が安定化されることにより、低コストの電子装置を製造することが可能となる。
【００２６】
また、上記の電子装置の製造方法では、材料としてトランジスタまたはメモリ素子を構成する導電層、半導体層、絶縁層のうちの少なくとも一つの形成材料を配置し、導電層、半導体層、または絶縁層を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、導電層、半導体層、絶縁層の形成材料を高い自由度で選択することができ、また溶媒を使用しないでこれら導電層、半導体層、あるいは絶縁層を形成するので、得られる素子の寿命向上化を図ることが可能となる。
【００２７】
また、上記の電子装置の製造方法では、前記基体上に予め配線間を隔てるパターンを形成しておき、該パターン内に前記形成材料を配置して、導電層を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、形成材料を吐出した際、その着弾位置に少々バラツキがあっても、パターン内に着弾すれば所望の位置に導電層を形成することができ、従って、導電層等からなる配線をそれぞれ所望位置に形成することにより、回路の特性を高めることが可能となる。
【００２８】
本発明の電気光学装置の製造方法では、上記の材料の配置方法を用いて、電気光学装置を構成する要素の少なくとも一部を形成することを特徴としている。
この電気光学装置の製造方法では、上述した材料の配置方法を用いることから、材料の選択自由度が高く、構造の最適化を図りやすい。しかも溶剤の残留による不都合がなく、電気光学装置の高寿命化が図られる。また、より純度の高い材料膜や特定の機能膜を形成することにより、高品質あるいは高機能の電気光学素子を製造することができる。さらに、材料の吐出が安定化されることにより、低コストの電気光学装置を製造することが可能となる。
【００２９】
また、上記の電気光学装置の製造方法では、材料として有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送層、正孔輸送層、発光層、電極のうちの少なくとも一つの形成材料を配置し、電子輸送層、正孔輸送層、発光層または電極を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、電子輸送層、正孔輸送層、発光層あるいは電極の形成材料を高い自由度で選択することができ、また溶媒を使用しないでこれら電子輸送層、正孔輸送層、発光層あるいは電極を形成するので、得られる素子の寿命向上化を図ることが可能となる。
【００３０】
また、上記の電気光学装置の製造方法では、前記基体上に予め画素間を隔てる隔壁を形成しておき、該隔壁内に前記形成材料を配置して電子輸送層、正孔輸送層、または発光層を形成することを特徴としている。
この製造方法によれば、形成材料を吐出した際、その着弾位置に少々バラツキがあっても、隔壁内に着弾すれば所望の位置に発光層等を形成することができ、従って、発光層等からなる画素をそれぞれ所望位置に形成することにより、表示品質を高めることが可能となる。
【００３１】
本発明の膜形成装置は、処理室と、前記処理室内の圧力を低圧制御する圧力制御系と、前記処理室に取り付けられ、かつ、材料供給源に接続されて、前記処理室内に設置された部材上に材料を配置する少なくとも１つのノズルと、前記処理室に取り付けられ、前記部材を保持するステージとを備えてなり、前記ノズル又は前記ステージの位置を相対的に移動させる移動手段と、前記部材上に配置された前記材料を検査する検査手段と、を備えることを特徴としている。
【００３２】
上記の膜形成装置によれば、材料を吐出するノズルと、処理室内の圧力を制御する圧力制御系とを備えているので、上述した本発明の材料の配置方法を実施できる。つまり、この膜形成装置では、基体が配置される処理室内を高真空雰囲気とするように圧力に制御し、その圧力制御された処理室内でノズルから基体に向けて材料を吐出することにより、圧力差を利用して、処理室内に供給された材料の移動を促し、基体上に材料を配置して、基体上に材料膜を形成することができる。また、処理室内の圧力を真空圧に低下させることにより、大気圧中では固体の材料を、処理室内で液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動を容易にできる。そのため、この膜形成装置では、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる。
【００３３】
さらに、溶剤の使用を避けるかあるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料膜の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、この膜形成装置では、処理室内の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。さらに、材料を分子状に放出することによって、複数の材料を同時放出して混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に形成することが可能となる。
【００３４】
さらに、吐出された材料を検査することにより、迅速に異常を検出することが可能となり、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良等の異常を検査することにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００３５】
なお、上記ノズルは、少なくとも１つ備える構成としているが、複数のノズルを備えたヘッドを備える構成としても、本膜形成装置と同様の作用・効果が奏される。
【００３６】
また、上記の膜形成装置では、前記部材は、前記材料の膜を形成させる所定領域を有する基体であるか、もしくは、予備吐出領域を有する予備部材であることを特徴としている。
この装置によれば、検査後に、すぐに本吐出に移ることができるので、予備吐出後のノズルの吐出安定性を高度に維持したまま材料の配置が可能となる。
【００３７】
また、上記の膜形成装置では、前記ノズルは、該ノズルの１つに吐出不良が生じた場合、吐出不良のノズルの代用として使用する予備ノズルを更に備えることが好ましい。
このようにすれば、ノズルの１つに吐出不良が生じた場合、吐出不良のノズルの代用として予備ノズルを使用することができるので、吐出不良が発生する都度、ノズルを交換する必要がなく、工程時間を短縮することが可能となる。
【００３８】
また、上記の膜形成装置では、前記検査手段は、前記材料の吐出結果に基づき、前記ノズルの吐出不良の検出を行う検出手段を含むことを特徴としている。
この膜形成装置によれば、真空雰囲気中でノズルの吐出不良を検出するので、ノズルの吐出不良を迅速に検出することが可能となり、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。
【００３９】
また、上記の膜形成装置では、前記検査手段は、前記材料の配置位置と、前記材料を配置させる目標位置とを検出し、前記配置位置と前記目標位置とに位置ズレが生じた場合に、前記ノズルの位置補正を行う位置補正手段を更に備えることを特徴としている。
この膜形成装置によれば、予備吐出で配置された材料の配置位置と、予備吐出で材料を配置させる目標位置とを検出して、配置位置と目標位置とに位置ズレが生じた場合に、ノズルの位置補正を行うので、位置ズレが生じても、材料の配置工程における工程時間を増加させることなく位置補正を行うことができ、従って、安定した材料の配置を行うことが可能となる。
【００４０】
本発明の電子装置、又は電気光学装置では、上記の膜形成装置を用いて製造されたことを特徴としている。
この電子装置、又は電気光学装置は、上述した膜形成装置を用いて製造されることから、材料の選択自由度が高く、構造の最適化が図られる。そのため、高寿命化、高品質化、あるいは高機能化などが図られる。さらに、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００４１】
本発明の電子機器では、上記の電気光学装置を表示手段として備えることを特徴としている。
この電子機器は、表示手段の高寿命化、高品質化、あるいは高機能化を図ることができるとともに、歩留まり向上による低コスト化が図られる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態による材料の配置方法、膜形成装置、電気光学装置及びその製造方法、電子装置、並びに電子機器について詳細に説明する。
【００４３】
〔第１の実施形態〕
図１は、本発明の第１実施形態である膜形成装置の一例を模式的に示した斜視図である。
膜形成装置は、ディスプレイや表示光源などとして用いられるＥＬ素子、液晶表示素子、撮像素子（ＣＣＤ）、電子放出素子、電気泳動素子などを備えた電気光学装置や、半導体素子、磁気ヘッド、カラーフィルタ、タッチパネル等の電子装置の製造過程に用いられ、これらの装置を構成する要素の一部を形成するために、基体上に材料を配置してその材料膜を形成するものである。
【００４４】
膜形成装置１０は、処理室である真空チャンバ１１と、該真空チャンバ１１内を所定の真空圧に制御する圧力制御系１２と、真空チャンバ１１内に設けられる基体ステージ１３と、該基体ステージ１３にセットされる基体１４と、該基体１４に材料を吐出するノズル１５と、該ノズル１５に材料を供給する材料供給系１６と、基体１４とノズル１５とを相対的に位置決めする駆動系１７と、ノズル１５からの材料の不吐出を検出するためのセンサを組み込んだテレビカメラ１８と、該テレビカメラ１８から取り込んだデータを処理し、材料の不吐出を検査する画像処理装置（不図示）を有する検出系１９と、これらの機構を統括的に制御する主制御系２０とから構成されている。
【００４５】
基体１４としては、ガラス基板、シリコン基板、石英基板、セラミックス基板、金属基板、プラスチック基板、プラスチックフィルム基板等、電気光学装置や電子装置に用いられる公知の様々な基体が適用される。また、基体１４上に配置される材料としては、光学材料や、回路形成材料など電気光学装置や電子装置に用いられる様々な材料が適用される。特に、本発明の膜形成装置は、後述するように、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、広範囲の様々な材料が適用可能である。
【００４６】
図２（ａ）、（ｂ）は、膜形成用の材料として、有機ＥＬ素子を構成する発光層形成材料を基体１４上に配置した様子を示している。
図２（ａ）において、基体１４上には、画素部１０２、データ側駆動回路１０３、走査側駆動回路１０４、不吐出検出パターン領域（予備吐出領域）６０がそれぞれ設けられており、画素部１０２において、発光層形成材料が基体１４上にストライプ状に配置され、これにより発光層（ＥＬ層）が基体１４上にストライプ状の配列で形成されている。
【００４７】
また、図２（ｂ）では、画素部１０２において、発光層形成材料が基体１４上にマトリクス状に配置され、これにより発光層１０５が基体１４上にマトリクス状の配列で形成されている。ＥＬ素子では、カラー表示を行う場合、例えば、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する発光層が所定の配列で基体１４上に形成される。図１に示した膜形成装置１０は、例えば、こうした発光層を基体１４上に形成するために、所定の材料を基体１４上に配置するものである。なお、図２において、駆動回路１０３、１０４は基体１４上に搭載されているが、外部（外付ＩＣチップ上など）に搭載してもよい。有機ＥＬ素子の詳しい構成例については、本発明の電気光学装置の一例として、後述する。
【００４８】
図３は、膜形成装置１０を用いて基体１４上に材料を配置する、本発明の材料の配置方法の一例を概念的に示す図である。本例の膜形成装置１０では、基体１４が配置される真空チャンバ１１内を、圧力制御系１２を介して、ノズル１５内よりも低い圧力（真空圧）に制御し、圧力制御された真空チャンバ１１内でノズル１５から基体１４に向けて材料を放出する。
【００４９】
図４は、圧力制御系１２の構成例を模式的に示している。圧力制御系１２は、例えば、真空チャンバ１１内を排気して、該真空チャンバ１１内の圧力を低下させる真空装置３０と、真空チャンバ１１に連設された排気用の配管３１と、真空チャンバ１１内の真空圧を計測する圧力計３２と、該圧力計３２の計測結果に基づいて、真空装置３０を制御する制御機器３３等を備えて構成される。真空装置３０としては、例えば、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、イオンポンプ、サブリメーションポンプ等の高真空ポンプ、あるいはロータリーポンプやドライポンプ等の低真空ポンプ、及び高真空ポンプと低真空ポンプとを組み合わせたもの等が適用される。また、真空チャンバ１１は、気密に構成されるとともに、設定される真空圧に耐えうるように耐圧構造に設計される。
【００５０】
また、圧力制御系１３においては、真空装置３０の作動時の振動が真空チャンバ１１内に伝播しないよう、防振機構あるいは除振機構を設けておくのが好ましい。さらに、基体１４を搬入・搬出する際に、真空チャンバ１１内の真空度が低下しないように、真空チャンバ１１に隣接して予備チャンバ３４を設けるのが好ましい。この場合、予備チャンバ３４は、例えば、真空チャンバ１１内の真空度と同じ真空度に内部圧力を低下させるための真空装置３５、及び基体１４の搬入・搬出用の開口を開閉する開閉機構３６，３７等を有して構成される。なお、基体１４を搬送する搬送機構は、予備チャンバ３４内に設けてもよいし、外部に設けてもよい。
【００５１】
真空チャンバ１１内に基体１４を搬入する際には、まず、予備チャンバ３４内に基体１４を一旦配置し、予備チャンバ３４内の圧力を真空チャンバ１１内と同程度の圧力に制御した後、予備チャンバ３４と真空チャンバ１１との間の開閉機構３６を開いて真空チャンバ１１への基体１４の搬入を行う。逆に、真空チャンバ１１から基体１４を搬出する際には、予備チャンバ３４内の圧力を真空チャンバ１１内と同程度の圧力に制御した後、開閉機構３６を開いて基体１４を予備チャンバ３４内に搬入し、開閉機構３６を閉じた後に、予備チャンバ３４内から基体１４を外部に搬出する。これにより、真空チャンバ１１の真空度を安定して維持することができる。
【００５２】
図３に示すように、上記の圧力制御系１２により、真空チャンバ１１内をノズル１５内よりも低い圧力に制御し、圧力制御された真空チャンバ１１内でノズル１５から基体１４に向けて材料を放出する。したがって、ノズル１５内と真空チャンバ１１との圧力差により、ノズル１５から放出される材料の移動が促され、ノズル１５から放出された材料が基体１４上に安定して配置される。また、真空チャンバ１１内の圧力を真空圧に低下させることにより、大気圧中では固体あるいは液体の材料を、真空チャンバ１１内で液体あるいは気体の状態にすることが可能となり、これにより材料の移動が容易になる。即ち、本実施形態では、室温及び大気圧中では基体１４に移動しにくい材料に対して、真空圧中でその材料の状態（好ましくは相）を変化させることにより、その移動を容易にできる。したがって、様々な材料を基体１４上に配置することが可能となる。
【００５３】
例えば、真空チャンバ１１内を高真空度に制御することにより、ノズル１５から供給される材料を気化させて放出することが可能となる。その結果、溶解性の低い材料を、溶剤に溶解させることなく基体１４上に配置することが可能となる。つまり、ノズル１５から供給される材料が固体や高粘度の液体であっても、真空チャンバ１１内の圧力を大きく低下させ、その材料を蒸発あるいは昇華させることにより、その材料を、気相あるいは蒸気相としてノズル１５から基体１４に移動させることが可能となる。
【００５４】
真空チャンバ１１内の圧力は、蒸気圧等の使用する材料の特性に応じて適宜設定するのが好ましく、圧力制御系１２を介して、例えば、１０−３ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−１Ｐａ）以下の高真空度、あるいは１０−５ｔｏｒｒ（１．３３３２２×１０−３Ｐａ）以下の高真空度に制御する。真空チャンバ１１内を、１０−３ｔｏｒｒ以下の高真空度に制御することにより、大気圧中ではノズル１５から放出しにくい材料であっても、ノズル１５から容易に放出できるようになり、さらに、真空チャンバ１１内を１０−５ｔｏｒｒ以下の高真空度に制御することにより、より広範囲の様々な材料をノズル１５から放出することが可能となる。また、真空チャンバ１１内を上述した高真空度に制御することにより、ノズル１５から放出される材料の昇華あるいは蒸発を容易にできる。
【００５５】
図５は、材料供給系１６の構成例を示す概念図である。図５（ａ）の例では、材料供給系１６は、材料を液体の状態でノズル１５に供給するように構成されている。即ち、材料供給系１６は、液体材料を収容するタンクを含む材料供給源４０、ノズル１５、材料供給源４０からノズル１５に材料を輸送するポンプ等の輸送手段４１、及びノズル１５からの材料の放出のタイミングを制御する放出機構４２等を有する。なお、毛管現象や重力、あるいは圧力差を利用することにより、上記輸送手段４１を省略してもよい。
【００５６】
また、室温及び大気圧中で固体の材料を使用する場合、図５（ｂ）に示すように、ヒータ等の加熱手段４３によって材料を加熱して溶融させることにより、その材料を液体の状態でノズル１５に供給することが可能となる。この場合、加熱手段４３は、例えば、材料が収容されるタンクの他に、輸送経路上の配管や、ノズル１５にも設置するのが好ましい。
【００５７】
ノズル１５は、真空チャンバ１１内に少なくとも１つ設けられるが、本実施形態では複数からなり、各々が材料供給源４０に接続されている。図６は、複数のノズル１５と材料供給源４０との接続例を模式的に示しており、図６（ａ）は、複数のノズル１５が同一の材料供給源４０に接続された例、図６（ｂ）は、複数のノズル１５がそれぞれ異なる材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに接続された例を示している。複数のノズル１５が同一の材料供給源４０に接続され、その複数のノズル１５から同一の材料を基体１４に向けて放出することにより、一度に材料を配置できる領域を拡大したり、時間あたりの材料の供給量を増やしたりしてスループットの低減化が図られる。また、複数のノズル１５が異なる材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに接続され、その複数のノズル１５からそれぞれ異なる材料を基体１４に向けて放出することにより、異なる複数の材料からなる膜を基体１４上に形成することができる。例えば、図２を用いて説明したＥＬ素子の発光層を基体上に形成する場合、赤（Ｒｅｄ）、緑（Ｇｒｅｅｎ）、青（Ｂｌｕｅ）の各色に対応する発光層形成材料をそれぞれ異なるノズルから放出することにより、各色に対応する発光層を所定の配列パターンで基体上に形成することが可能となる。
【００５８】
また、本実施形態では、複数のノズル１５が同一の物体にまとめて設けられている。図７（ａ）〜（ｄ）は、上記複数のノズル１５が設けられる物体としての放出ヘッド４５の構成例を模式的に示している。図７（ａ）では、放出ヘッド４５は、一の材料供給源４０に接続されており、材料供給源４０から供給された材料は、放出ヘッド４５内で分岐して各ノズル１５に送られるように構成されている。
【００５９】
また、図７（ｂ）では、放出ヘッド４５は、一の材料供給源４０に接続されており、材料供給源４０から供給された材料は、放出ヘッド４５に入る前に分岐され、放出ヘッド４５内では分岐されることなくそのまま各ノズル１５に送られるように構成されている。この場合、ノズル内での分岐によるエネルギー損失の不均一をなくし、材料の供給状態をより均一にできる。
【００６０】
また、図７（ｃ）では、放出ヘッド４５は、異なる複数の材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに接続されており、各材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃから供給された材料は、放出ヘッド４５に設けられた複数のノズルのうち、予め対応付けられた所定のノズルに送られるように構成されている。
【００６１】
また、図７（ｄ）では、放出ヘッドが複数（４５ａ，４５ｂ，４５ｃ）からなり、それぞれが異なる材料供給源４０ａ，４０ｂ，４０ｃに個別に接続されている。こうした放出ヘッド４５の構成やその材料の供給経路は、使用する材料に応じて適宜定められる。なお、放出ヘッドに設けられた複数のノズル１５は、放出機構４２（図５参照）によって材料放出のタイミングを個々に制御される。
【００６２】
放出機構４２としては、例えば、シャッターの開閉により機械的に材料放出のタイミングを制御するメカニカルシャッター方式を採用することができる。図８は、放出機構４２の構成例を示しており、本実施形態の放出機構４２は、ノズル１５内の液状の材料を加熱することにより、その材料を気化（蒸発）させてノズル１５から放出させる。
【００６３】
図８において、放出機構４２は、ノズル１５内の材料を加熱する加熱手段４６を有し、その加熱のタイミングを制御することにより、材料放出のタイミングを制御するように構成されている。材料放出用の加熱手段４６としては、例えば、電気ヒータを用いたもの（図８（ａ），（ｂ））や、ＹＡＧレーザ等のレーザを用いたもの（図８（ｃ））、又は高周波加熱装置を用いたもの（図８（ｄ））等が挙げられる。なお、加熱手段４６としてはこれに限らず、公知の様々な加熱手段を適用可能である。また、ノズル１５から材料を気化させて放出する場合、加熱手段４６は、ノズル１５内の材料のうち、基体１４に面する表面付近を加熱するように設けるのが好ましい。これにより、材料の表面から効果的に材料を気化させることができる。
【００６４】
本実施形態では、基体１４が配置される真空チャンバ１１（図３参照）内の圧力がノズル１５内よりも低い圧力（真空圧）に制御されることから、ノズル１５から放出される材料を加熱することで、その材料を真空チャンバ１１内で容易に気化（蒸発）させることができる。特に、真空チャンバ１１内が高真空度に制御されている場合、材料の沸点が大きく下がり、比較的少ない熱量で材料が容易に気化（蒸発）する。気化した材料は、ノズル１５から気体あるいは蒸気の状態で放出され、基体１４に向かって移動し、基体１４に達した後、例えば、基体１４との熱交換によって冷却され、液化あるいは固化して基体１４上に固定される。そして、所定量の材料が基体１４上に配置されることにより、基体１４上に材料膜が形成される。
【００６５】
高真空度に制御された真空チャンバ１１内で、ノズル１５から材料を気化させて放出する場合、その材料を分子状（分子線状）あるいは原子状（原子線状）に放出することが可能となる。そして、分子状あるいは原子状に放出された材料を基体１４に配置することにより、より純度の高い材料膜を基体１４上に形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりできるようになる。つまり、真空チャンバ１１内が高真空度に制御されていることから、ノズル１５から供給される材料に不純物が混入しにくく、また、材料を分子状あるいは原子状に放出して基体１４上に配置することにより、分子あるいは原子レベルでの膜厚制御が可能となる。特に、複数のノズル１５から材料を同時放出して複数の材料を混合させることが容易となり、この場合、特定の機能を持たせた機能膜を基体１４上に形成しやすくなる。
【００６６】
検出系１９では、ノズル１５の吐出不良の検出は、不吐出検出パターン領域６０に吐出された材料の光の反射率を検出するか、もしくは、光の透過率を検出するなど分光学的手段により行うことができる。これによれば、不吐出検出パターン領域６０に吐出された材料の配置形状に影響されることがなく、また、検出時間を問題とすることなく、正確にノズルの吐出不良を検出することができる。
【００６７】
図９は、膜形成装置１０の主制御系２０を示す概念図である。主制御系２０は、各種制御部を内蔵した本体となる制御コントローラ５０と、該制御コントローラ５０の入出力手段であるティーチングペンダント５１とから構成されている。ティーチングペンダント５１は、不図示であるが、材料配置の進行状況及びノズルの異常の有無等の情報を表示する表示部と、膜形成装置１０の動作等を指示する操作部とからなる。
【００６８】
制御コントローラ５０は、ティーチングペンダント５１とのデータの受け渡しを行うインターフェイス５２と、膜形成装置１０の制御を行うＣＰＵ５３と、該ＣＰＵ５３を動作させるための制御プログラムを記憶するＲＯＭ５４と、異常情報等を記憶するＲＡＭ５５と、圧力制御系１２に接続され、真空チャンバ１１内の圧力を制御する圧力制御部５６と、材料供給系１６に接続され、材料の吐出を制御する吐出制御部５７と、駆動系１７に接続され、基体ステージ１３の動作を制御するステージ制御部５８と、検出系１９に備えられた画像処理装置に接続される検出部５９とから構成されている。
【００６９】
図１０は、材料の配置時（パターニング時）における基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）との相対移動の様子の一例を示す図である。また、図１０において、ＸＹＺ直交座標系が用いられ、ＸＹＺ直交座標系は、基体１４が搭載される基体ステージ１３に対して平行となるようにＸ軸及びＹ軸が設定され、Ｚ軸が基体ステージ１３に対して直交する方向に設定されている。
【００７０】
図１０において、本実施形態の駆動系１７は、不図示のベース上に配置され、二次元平面内（図１０中のＸＹ平面内）で駆動自在に配置される基体ステージ１３を有する。基体ステージ１３は、例えば、リニアモータ等からなる駆動装置、及び基体ステージ１３上の基体１４を加熱・冷却するための温調装置等を有しており、主制御系２０の指令のもとで、基体１４を所定の温度に調節するとともに、基体１４の所定位置への位置決めや移動を行う。即ち、膜形成装置１０では、材料の配置時（パターニング時）において、ノズル１５から材料を放出しながら、基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）とを相対移動させることにより、基体１４上に所定の配列で材料膜を形成する。また、基体１４を所定の温度に調節することにより、基体１４上に配置される材料の堆積や固化を促進させる。なお、基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）との間隔（Ｚ方向の距離）は、不図示のＺ駆動装置を介して調整される。なお、駆動系１７において、放出ヘッド４５あるいは基体１４のＸＹ平面に対する傾きを調整する手段や、ＸＹ平面内での回転角を調整する手段を備えてもよい。
【００７１】
また、本例では、基体ステージ１３を介して基体１４を移動させることにより、パターニング時における基体１４と放出ヘッド４５（ノズル１５）との相対移動を行うが、本発明はこれに限定されず、放出ヘッド４５を移動させて上記相対移動を行ってもよく、あるいは基体１４と放出ヘッド４５との双方を移動させて上記相対移動を行ってもよい。基体１４と放出ヘッド４５との双方を移動させる場合、一方（例えば放出ヘッド４５）の移動により上記走査移動を行い、他方（例えば基体１４）の移動により上記シフト移動を行ってもよい。また、ある箇所に対して一度の走査移動で材料膜の形成を完成させるのではなく、同じ箇所に対して、複数回繰り返し走査移動を繰り返して、材料膜を完成させてもよい。これにより、例えば、基体上で材料を成長（気相成長）させながら材料膜を形成することが可能となる。この場合、材料の膜成長に応じて走査移動を繰り返すことにより、スループットの低下を抑制できる。
【００７２】
次に、本実施形態の膜形成装置による膜形成工程を、図１１に示すフローチャートに従って説明する。
まず、膜形成装置１０の基体ステージ１３上に基体１４をセットし、位置決めを行う（ステップＳ１）。位置決めを行った後、基体１４上に設けられた予備吐出領域６０が放出ヘッド４５の直下に移動された際（ステップＳ２）、例えば、図１２に示すような描画を行う。描画パターンをテレビカメラ１８と検出系１９によって認識し（ステップＳ３）、異常がない場合、基体ステージ１３は、基体１４上のパターニング領域７０を放出ヘッド４５の直下に移動し（ステップＳ４）、材料の配置を実行する。なお、単一の基体から複数枚の製品基板を採取する場合、例えば、単一基体上に２カ所のパターニング領域を有する場合は、基体ステージ１３は、上記の材料の配置が終了した後、基体上の第２の不吐出検出パターン領域（不図示）が放出ヘッド４５の直下に位置するように移動される（ステップＳ５）。そして、同一の動作を再度繰り返し、第２のパターニング領域（不図示）に対して材料の配置を行う。
【００７３】
一方、ステップＳ３で不吐出等の異常が発見された場合、直ちにパターニング領域７０への材料の配置を停止し、放出ヘッド４５の回復手段による回復動作の実行（ステップＳ６）、もしくは、放出ヘッド４５の交換等（ステップＳ７）を行う。
【００７４】
以上説明したように、本例の膜形成装置及び材料の配置方法では、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になる。そのため、溶剤の使用を避けるかあるいは溶剤の使用量を減らすことによって、材料膜の劣化など、溶剤の残留による不都合を回避することができる。また、ノズルから材料を分子状あるいは原子状に放出することが可能となり、これにより、より純度の高い材料膜を形成したり、材料膜の膜厚を高精度に制御したりでき、さらに、複数の材料を同時放出して混合させることで、特定の機能を持たせた機能膜を基体上に良好に形成することが可能である。
【００７５】
さらに、ノズルの吐出不良を迅速に検出し、不良品の削減を図り、また、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良の検出を行うことにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【００７６】
〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
第１の実施形態では、基体１４のパターニング領域７０への材料の配置を行う直前に、基体１４上に不吐出検出パターンを放出ヘッド４５（ノズル１５）から吐出させるようにしたが、本実施形態では、パターニング領域７０に材料の配置を行う前に、基体１４上に放出ヘッド４５の吐出状態を安定化させるための予備吐出を行うことを特徴としている。
【００７７】
図１２は、基体１４上への予備吐出のパターンを示した図である。図１２に示すように、基体１４上のパターニング領域２０２に材料を吐出する直前において、パターニング領域２０２の脇に設けられた、基体１４上の予備吐出領域２０４，２０６に予備吐出を行う。予備吐出のための材料の吐出パターンとしては、図１２（ａ）に示すように、パターニング領域２０２の配列（ライン）パターンと同一ピッチで吐出を行ってもよいし、図１２（ｂ）に示すように、ある範囲をべた塗りするように吐出してもよい。さらには、図１２（ａ），（ｂ）に示すような予備吐出パターン以外に、例えば、後に液晶表示装置等を構成するために、基体であるガラス基板に対向基板を貼りあわせるときの位置決め用のアライメントマークを予備吐出により形成するようにしても良い。
【００７８】
なお、予備吐出領域の形状は、図１２（ａ），（ｂ）に示した形状に限定されるものではなく、例えば、図１３（ａ），（ｂ）に示すように、予備吐出領域２０４，２０６をパターニング領域２０２の両側に形成しても良いし、図１４（ａ），（ｂ）に示すように、パターニング領域を取り囲むように予備吐出領域を形成するようにしても良い。
【００７９】
上記のように、通常、材料を連続して吐出している状態では、各ノズルからの材料吐出量が安定しているものの、一旦材料の吐出を休止させると、ノズル内で材料が乾燥すること等の影響で吐出を再開させたときの材料の吐出量が安定しないが、本実施形態によれば、パターニング領域には、常に安定した材料の吐出を行うことが可能となる。さらには、予備吐出領域がパターニング領域に近接しているので、予備吐出後に、すぐに本吐出に移ることができ、予備吐出後のノズルの吐出安定性を高度に維持したまま材料の配置が可能となる。
【００８０】
なお、上記の実施形態では、予備吐出領域を基体１４上に設けた一例を示したが、本発明は、これに限らず、基体外の部分に予備吐出用の受け（部材）を用意し、該受け上に予備吐出を行っても、同様の効果を奏する。
【００８１】
〔第３の実施形態〕
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
本実施形態では、実際に使用するパターニング領域の外側から材料の配置を開始することにより、パターニング領域に均一な材料吐出量による膜を形成することを特徴としている。
【００８２】
通常、放出ヘッド４５（ノズル１５）は、連続的、あるいは繰り返しパターンで材料を吐出し続けている間は安定して材料を吐出させることが出来るが、最初に吐出し始める場合や、次のラインに移して材料の配置を行う場合、材料の吐出当初の材料量は不安定となる。
【００８３】
例えば、図１５（ａ）に示すように、最初の材料吐出量が所望の量に対して少なかったり、図１５（ｂ）に示すように、最初の材料吐出量が所望の量に対して大きくなったり、図１５（ｃ）に示すように、材料の着弾点と材料の濃度の中心がずれる場合がある。これらの現象は、材料を吐出させないで放出ヘッド４５又は基体１４を移動させる場合、ノズル１５の近傍で、例えば、材料が蒸発するために材料の濃度が変化したり、材料の粘性が変化したりするために起こる現象である。
【００８４】
なお、本実施形態における予備吐出のパターンについては、図１５に示すように、パターニング領域２０２と同様のパターンを延長させてもよいし、全く別な形状でも良い。また、図１６に示すように、吐出が不安定な材料の種類のみ長い距離の予備吐出をさせても良い。あるいは、図１７に示すように、基体１４の端部に予備吐出領域２１０を設けて、該予備吐出領域２１０で吐出が安定するまで材料を吐出させた後、材料の配置を開始しても良い。また、図１８に示すように、走査方向を配列パターンに対して垂直あるいは角度をつけても、走査開始方向に予備吐出領域を設ければ良いことになる。
【００８５】
〔第４の実施形態〕
次に、本発明の第４の実施形態について説明する。
図１９は、本実施形態の膜形成装置の概略を示す斜視図である。膜形成装置３００は、基体１４を図中Ｘ及びＹ方向に移動させるステージ等からなる移動機構３０１と、基体１４をθ方向に回転自在である回転ステージ３０２と、基体１４を保持し固定する固定台３０３と、材料を吐出するノズルを有する放出ヘッド３０４と、配置された材料のパターンを読み取るセンサ３０５と、該センサ３０５の撮像範囲を照射する光源３０６と、基体１４に予め設けられたアライメントマーク３１０を読み取るアライメント用センサ３０７，３０８とから構成されている。
【００８６】
図２０は、膜形成装置３００のブロック図である。膜形成装置３００の制御系は、全体の制御を行うホストコンピュータ３１１と、ステージ３０１の制御部３１２と、材料の吐出を行う放出ヘッド３０４の制御部３１３と、センサ３０５によって読み取られた映像データから、放出ヘッド３０４からの吐出の有無の検知や材料の配置位置やパターニング領域の位置の計測等を行う画像処理部３１４と、放出ヘッド３０４の姿勢、位置を制御する姿勢調整制御部３１５とからなる。
【００８７】
図２１は、図１９で説明した放出ヘッド３０４、センサ３０５、光源３０６の配置を詳細に説明した図である。放出ヘッド３０４は、θ方向調整機構３２５、Ｚ方向調整機構３２６、Ｙ方向調整機構３２７によって姿勢を調整できるようになっており、Ｚ方向調整機構３２６によって、放出ヘッド３０４と基体１４との間隔を、所定の距離に設定することができる。また、θ方向調整機構３２５は、放出ヘッド３０４を、基体１４に対して所定の角度に設定することができる。姿勢調整機構３２５，３２６，３２７は、例えば、直動ステージと回転ステージ等の移動機構を組み合わせてＹ，Ｚ，θ軸を構成する。また、各軸の移動機構は、手動で動かすように構成してもよいし、モータ等の駆動源を取り付けて動かすようにしても良い。放出ヘッド３０４は、複数の材料吐出口（ノズル）を持ち、図中Ｙ方向に並んでいる。
【００８８】
また、ＣＣＤラインセンサ等の撮像素子３１９には、光源３０６によって照射された、基体１４上の２点ＡＢを結ぶ直線上の像が、レンズ３２２を介して結像される。撮像素子３１９は、θ方向調整機構３２０、Ｚ方向調整機構３２１によって姿勢を調整できるようになっている。基体１４と、放出ヘッド３０４と、撮像素子３１９との相対位置関係は、図１９における移動機構３０１及び３０２によって、図中Ｘ、Ｙ、θ方向に移動することができる。
【００８９】
次に、本実施形態による膜形成装置の動作について説明する。
図２２は、膜形成装置３００の動作を記述したフローチャートである。まず、始めに、膜形成装置３００に材料の配置対象である基体１４が、図１９の固定台３０３上に供給される（ステップＳ１１）。供給された基体１４は、静電吸着等の吸着手段により固定される（ステップＳ１２）。次に、基体１４上に形成されているアライメントマーク３１０を、センサ３０７，３０８で読み取る（ステップＳ１３）。読み取ったアライメントマークから、基体１４の位置を算出し、図１８の移動機構３０１、３０２を用いて、基体１４のアライメントを行う（ステップＳ１４）。基体１４のアライメントが終了すると、予備吐出が行われる（ステップＳ１５）。予備吐出は、材料の配置対象である基体１４の余白（予備吐出領域）に行なわれる。この予備吐出は、パターニング領域に材料を配置する前に行うことで、常に吐出の状態を安定させる効果があり、もし、不吐出が発生したり、材料の配置位置がずれたりしても、未然に検知することが可能であり、不良品の発生を抑えることができる。
【００９０】
次に、材料が配置された、予備吐出パターンとパターニング領域に形成された配列パターンとを、センサ３０５で読み込む（ステップＳ１６）。読み取られた予備吐出パターンから、不吐出のチェックを行う（ステップＳ１７）。具体的には、材料の吐出に使用するノズルからの材料が、ドットとして基体１４上に着弾し、存在するか否かを読み取った画像データを処理することで実現される。もし、使用するノズルに不吐出が検出された場合は、本来使用するノズル以外のノズルのなかに、代わりに使用可能なノズルが存在するか調べる（ステップＳ１８）。使用可能なノズルが存在しない場合は、放出ヘッド３０４を新しいものに交換する（ステップＳ２８）。Ｓ１８にて、使用可能なノズルが存在する場合は、使用するノズルの変更を行い（ステップＳ１９）、新たに変更されたノズル位置が、今まで使用していたノズルの位置にくる様に、ヘッドの位置を調整機構によって移動させる（ステップＳ２０）。
【００９１】
Ｓ１７にて不吐出がなかった場合は、読み取られた画像データより、予備吐出パターンのドットの位置、及び配列パターンの位置を算出する（ステップＳ２１，Ｓ２２）。次に、ドットの位置と配列パターンの位置のズレ量を算出する（ステップＳ２３）。ここで、Ｓ２３にて算出されたズレ量が、許容範囲を超えてパターニング領域の材料配置に支障をきたすようなズレ量であれば、ステップＳ２５にてズレ量の補正を行う（ステップＳ２４）。Ｓ２４において、Ｓ２３にて算出されたズレ量が、許容範囲内におさまっていれば補正を行わなくて良い。この時点で、パターニング領域への材料配置が可能な状態となったので、材料の配置を実施し（ステップＳ２６）、基体１４上に膜を形成する。膜の形成が終了すると、基体１４の排出が行なわれ、膜形成の１サイクルが終了する（ステップＳ２７）。
【００９２】
このように、本実施形態によれば、基体のパターニング領域外に予備吐出を行うことにより、材料の吐出の安定性を向上させることができるとともに、放出ヘッドと配列パターンとのズレを補正することができる。
【００９３】
なお、本発明はその主旨を逸脱しない範囲で、上記の実施形態を修正又は変形したものに適用可能である。
【００９４】
例えば、ノズルからの吐出を確認するためのパターンは、吐出の有無を確認できれば限られることはない。その場合、パターンによってはエリアセンサカメラの方が適しているのであれば、エリアセンサカメラを用いるのが望ましい。また、予備吐出領域は、基体上の一領域、もしくは、基体外の専用エリアであっても、不良品の発生を最小限に抑制するという効果は同様に得られる。
【００９５】
また、上記実施形態では、放出ヘッド及びラインセンサカメラを固定してＸＹθステージ側を移動させるように説明したが、ステージ側を固定して、放出ヘッド及びラインセンサカメラ側を移動させるようにしてよい。さらに、上記の実施形態では、放出ヘッドの不吐出等の異常の検出をテレビカメラと画像処理装置を用いて行ったが、本発明は、これに限定されず、レーザ光を材料が通過するときの干渉縞の検出等によって行ってもよい。また、配置されたヘッド異常検出パターンの光の反射率、又は透過率を検出することによって行ってもよい。
【００９６】
〔第５の実施形態〕
次に、本発明の電気光学装置を、有機ＥＬ素子を用いたアクティブマトリクス型の表示装置に適用した実施形態について説明する。
図２３は、本例のアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の回路の一例を示し、図２４は、本例の表示装置における画素部の平面構造の一例を示している。本例の表示装置１００は、その構成要素の一部が前述した、いずれかの膜形成装置を用いて形成されていることを特徴としている。
【００９７】
表示装置１００は、図２４に示すように、基体としての基板上に、複数の走査線１３１と、これら走査線１３１に対して交差する方向に延びる複数の信号線１３２と、これら信号線１３２に並列に延びる複数の共通給電線１３３とがそれぞれ配線され、走査線１３１及び信号線１３２の交点毎に、画素（画素領域素）１０２が設けられている。
【００９８】
信号線１３２に対しては、例えば、シフトレジスタ、レベルシフタ、ビデオライン、アナログスイッチを備えるデータ側駆動回路１０３が設けられている。一方、走査線１３１に対しては、シフトレジスタ及びレベルシフタを備える走査側駆動回路１０４が設けられている。また、画素領域１０２の各々には、走査線１３１を介して走査信号がゲート電極に供給される第１の薄膜トランジスタ１４２と、この第１の薄膜トランジスタ１４２を介して信号線１３２から供給される画像信号を保持する保持容量ｃａｐと、保持容量ｃａｐによって保持された画像信号がゲート電極に供給される第２の薄膜トランジスタ１４３と、この第２の薄膜トランジスタ１４３を介して共通給電線１３３に電気的に接続したときに共通給電線１３３から駆動電流が流れ込む画素電極１４１（陽極）と、この画素電極１４１と対向電極１５４（陰極）との間に挟み込まれる発光部１４０と、が設けられている。
【００９９】
また、図２４に示すように、各画素１０２の平面構造は、平面形状が長方形の画素電極１４１の四辺が、信号線１３２、共通給電線１３３、走査線１３１及び図示しない他の画素電極用の走査線によって囲まれた配置となっている。画素領域１０２の平面形状は、図に示す矩形の他に、円形、長円形など任意の形状が適用される。
【０１００】
このような構成のもとに、走査線１３１が駆動されて第１の薄膜トランジスタ１４２がオンとなると、そのときの信号線１３２の電位が保持容量ｃａｐに保持され、該保持容量ｃａｐの状態に応じて、第２の薄膜トランジスタ１４３の導通状態が決まる。そして、第２の薄膜トランジスタ１４３のチャネルを介して共通給電線１３３から画素電極１４１に電流が流れ、さらに発光部１４０を通じて対向電極１５４に電流が流れることにより、発光部１４０は、これを流れる電流量に応じて発光するようになる。
【０１０１】
図２５（ａ）、（ｂ）は、画素部１０２（有機ＥＬ素子）の断面構造を模式的に示しており、（ａ）は、いわゆるトップエミッション型、（ｂ）は、いわゆるバックエミッション型を示している。図２５（ａ）において、トップエミッション型のＥＬ素子では、薄膜トランジスタ１４３が設けられている基板１２１とは反対側から発光層２８６（ＥＬ層、発光部１４０）の発光光を取り出す構成である。そのため、基板１２１としては、透明でも不透明でもよい。不透明な基板としては、例えば、アルミナ等のセラミック、ステンレス等の金属シートに表面酸化などの絶縁処理を施したものの他に、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【０１０２】
図２５（ｂ）において、バックエミッション型のＥＬ素子では、薄膜トランジスタ１４３が設けられている基板１２１側から発光層２８６の発光光を取り出す構成である。そのため、基板１２１としては、透明あるいは半透明なものが用いられる。透明あるいは反透明な基板としては、例えば、ガラス基板、石英基板、樹脂基板（プラスチック基板、プラスチックフィルム基板）等が挙げられ、特に安価なソーダガラス基板が好適に用いられる。なお、ソーダガラス基板を用いる場合、これにシリカコートを施すことにより、酸アルカリに弱いソーダガラスが保護されるとともに、基板の平坦性の向上が図られる。また、基板に色フィルター膜や発光性物質を含む色変換膜、あるいは誘電体反射膜を配置して、発光色を制御するようにしてもよい。
【０１０３】
また、図２５（ｂ）において、符号２８１は、発光層２８６（ＥＬ層）の形成時に、隣接する発光層同士の混じりを防ぐ隔壁を有するバンク層である。ここでは、バンク層は頂辺の長さが底辺の長さより小であるテーパー構造を有しているが、逆に頂辺の長さが底辺の長さと同等あるいは大となるような構造であってもよい。バックエミッション型のＥＬ素子では、薄膜トランジスタ１４３が設けられている基板１２１側から発光層２８６の発光光を取り出す構成であるため、光を効率よく取り出すことを目的として、発光層２８６の真下に薄膜トランジスタ１４３を配置するのを避け、薄膜トランジスタ１４３を例えば前記バンク層２８１の下に配置するのが好ましい。
【０１０４】
図２６は、トップエミッション型の画素部１０２（有機ＥＬ素子）の断面構造を拡大して示している。
図２６において、有機ＥＬ素子は、基板１２１と、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）等の透明電極材料からなる陽極２８０（画素電極）と、陽極２８０から正孔を輸送可能な正孔輸送層２８５と、電気光学物質の１つである有機ＥＬ物質を含む発光層２８６（有機ＥＬ層）と、発光層２８６の上面に設けられている電子輸送層２８７と、電子輸送層２８７の上面に設けられている陰極２９０（対向電極）と、基板１２１上に形成され、画素電極２８０にデータ信号を書き込むか否かを制御する通電制御部としての薄膜トランジスタ１４２、１４３とを有している。陰極２９０は、素子全面を覆うように形成されており、画素電極２８０と対になって発光層２８６に電子を注入する役割を果たす。この陰極２９０は、単層構造でもよく複層構造でもよい。また、陰極２９０の形成材料としては、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、カルシウム（Ｃａ）の他に、フッ化リチウム等が挙げられる。これらの材料は単独で使用してもよく、合金として使用してもよい。
【０１０５】
薄膜トランジスタ１４２、１４３は、本例では、双方ともｎチャネル型に形成されている。なお、薄膜トランジスタ１４２、１４３は、双方ともｎチャネル型ＴＦＴに限らず、双方またはどちらか一方にｐチャネル型の薄膜トランジスタを用いてもよい。
【０１０６】
薄膜トランジスタ１４２、１４３は、例えば、ＳｉＯ２を主体とする下地保護膜２０１を介して基板１２１の表面に設けられており、下地保護膜２０１の上層に形成されたシリコン等からなる半導体膜２０４、２０５と、半導体膜２０４、２０５を覆うように、下地保護膜２０１の上層に設けられたゲート絶縁膜２２０と、ゲート絶縁膜２２０の上面のうち半導体膜２０４、２０５に対向する部分に設けられたゲート電極２２９、２３０と、ゲート電極２２９、２３０を覆うようにゲート絶縁膜２２０の上層に設けられた第１層間絶縁膜２５０と、ゲート絶縁膜２２０及び第１層間絶縁膜２５０にわたって開孔するコンタクトホールを介して半導体膜２０４、２０５と接続するソース電極２６２、２６３と、ゲート電極２２９、２３０を挟んでソース電極２６２、２６３と対向する位置に設けられ、ゲート絶縁膜２２０及び第１層間絶縁膜２５０にわたって開孔するコンタクトホールを介して半導体膜２０４、２０５と接続するドレイン電極２６５、２６６と、ソース電極２６２、２６３及びドレイン電極２６５、２６６を覆うように第１層間絶縁膜２５０の上層に設けられた第２層間絶縁膜２７０とを備えている。
【０１０７】
また、第２層間絶縁膜２７０の上面に画素電極２８０が配置され、画素電極２８０とドレイン電極２６６とは、第２層間絶縁膜２７０に設けられたコンタクトホールを介して接続されている。また、第２層間絶縁膜２７０の表面のうち有機ＥＬ素子が設けられている以外の部分と陰極２９０との間には、合成樹脂などからなる第３絶縁層（バンク層）２８１が設けられている。
なお、第１層間絶縁膜２５０と第２層間絶縁膜２７０の材質が互いに異なる場合、図に示すように、第１層間絶縁膜２５０に設けられたコンタクトホールと第２層間絶縁膜２７０に設けられたコンタクトホール２７５とは、重ならないように形成されるのが好ましい。
【０１０８】
また、半導体膜２０４、２０５のうち、ゲート絶縁膜２２０を挟んでゲート電極２２９、２３０と重なる領域がチャネル領域２４６、２４７とされている。また、半導体膜２０４、２０５のうち、チャネル領域２４６、２４７のソース側にはソース領域２３３、２３６が設けられている一方、チャネル領域２４６、２４７のドレイン側にはドレイン領域２３４、２３５が設けられている。このうち、ソース領域２３３、２３６が、ゲート絶縁膜２２０と第１層間絶縁膜２５０とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極２６２、２６３に接続されている。一方、ドレイン領域２３４、２３５が、ゲート絶縁膜２２０と第１層間絶縁膜２５０とにわたって開孔するコンタクトホールを介して、ソース電極２６２、２６３と同一層からなるドレイン電極２６５、２６６に接続されている。画素電極２８０は、ドレイン電極２６６を介して、半導体膜２０５のドレイン領域２３５に電気的に接続されている。
【０１０９】
本例の有機ＥＬ素子は、正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７が、前述した膜形成装置を用いて形成される。そのため、これらの層を形成する材料の選択自由度が高い。また、これらの層を形成する際に、溶剤の使用を避けるかあるいは溶剤の使用量を減らすことが可能であり、この場合、層の劣化など、溶剤の残留による不都合が回避される。なお、正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７に限らず、他の膜を前述した膜形成装置を用いて形成してもよい。
【０１１０】
次に、本発明の電気光学装置の製造方法を、上述した有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例について図２７〜図３０を参照して説明する。なお、本例では、前述した薄膜トランジスタ１４２、１４３を含む有機ＥＬ素子と同時に、Ｎ型及びＰ型の駆動回路用の薄膜トランジスタとを同時に製造するプロセスについて説明する。
【０１１１】
まず、図２７（ａ）に示すように、基板１２１に対し、必要に応じてＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）や酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約２００〜５００ｎｍのシリコン酸化膜からなる下地保護膜２０１を形成する。なお、下地保護膜として、シリコン酸化膜の他に、シリコン窒化膜やシリコン酸化窒化膜を設けてもよい。こうした絶縁膜を設けることにより、放熱性を高めることが可能となる。
【０１１２】
次に、基板１２１の温度を約３５０℃に設定して、下地保護膜の表面に、ＩＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法などを用いて厚さ約３０〜７０ｎｍのアモルファスシリコン膜からなる半導体膜２００を形成する。半導体膜２００としては、アモルファスシリコン膜に限定されず、微結晶半導体膜などのアモルファス構造を含む半導体膜であればよい。また、アモルファスシリコンゲルマニウム膜などの非晶質構造を含む化合物半導体膜でもよい。
続いて、この半導体膜２００に対してレーザアニール法や、急速加熱法（ランプアニール法や熱アニール法など）などの結晶化工程を行い、半導体膜２００をポリシリコン膜に結晶化する。レーザアニール法では、例えばエキシマレーザでビームの長寸が４００ｍｍのラインビームを用い、その出力強度は例えば２００ｍＪ／ｃｍ２ とする。なお、ＹＡＧレーザの第２高調波或いは第３高調波を用いてもよい。ラインビームについては、その短寸方向におけるレーザ強度のピーク値の９０％に相当する部分が領域毎に重なるようにラインビームを走査するのがよい。
【０１１３】
次に、図２７（ｂ）に示すように、フォトリソグラフィ法等を用いたパターニングにより、半導体膜（ポリシリコン膜）２００の不要な部分を除去して、薄膜トランジスタの各形成領域に対応して、島状の半導体膜２０２、２０３、２０４、２０５を形成する。
続いて、ＴＥＯＳや酸素ガスなどを原料としてプラズマＣＶＤ法により厚さ約６０〜１５０ｎｍのシリコン酸化膜または窒化膜（シリコン酸化窒化膜など）からなるゲート絶縁膜２２０を、半導体膜２００を覆うように形成する。ゲート絶縁膜２２０は単層構造でも積層構造でもよい。なお、プラズマＣＶＤ法に限らず、熱酸化法などの他の方法を用いてもよい。また、熱酸化法を利用してゲート絶縁膜２２０を形成する際には、半導体膜２００の結晶化も行い、これらの半導体膜をポリシリコン膜とすることができる。
【０１１４】
次に、図２７（ｃ）に示すように、ゲート絶縁膜２２０の全表面に、ドープドシリコン、シリサイド膜や、アルミニウム、タンタル、モリブデン、チタン、タングステンなどの金属を含むゲート電極形成用導電膜２２１を形成する。この導電膜２２１の厚さは例えば２００ｎｍ程度である。
続いて、ゲート電極形成用導電膜２２１の表面にパターニング用マスク２２２を形成し、この状態でパターニングを行って、図２７（ｄ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタを形成する側にゲート電極２２３を形成する。このとき、Ｎ型の画素電極用トランジスタ及びＮ型の駆動回路用トランジスタの側では、ゲート電極形成用導電膜２２１がパターニング用マスク２２２で覆われているので、ゲート電極形成用導電膜２２１はパターニングされることはない。また、ゲート電極は単層の導電膜で形成してもよく、積層構造としてもよい。
【０１１５】
次に、図２７（ｅ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタのゲート電極２２３と、Ｎ型の画素電極用トランジスタが形成される領域とＮ型の駆動回路用トランジスタが形成される領域とに残したゲート電極形成用導電膜２２１をマスクとして、ｐ型不純物元素（本例ではボロン）をイオン注入する。ドーズ量は、例えば約１×１０１５ｃｍ−２である。その結果、不純物濃度が例えば１×１０２０ｃｍ−３の高濃度のソース・ドレイン領域２２４、２２５がゲート電極２２３に対して自己整合的に形成される。ここで、ゲート電極２２３で覆われ、不純物が導入されなかった部分がチャネル領域２２６となる。
【０１１６】
次に、図２８（ａ）に示すように、Ｐ型の駆動回路用トランジスタの側を完全に覆い、かつ、Ｎ型の画素電極用ＴＦＴ１０およびＮ型の駆動回路用トランジスタの側のゲート電極形成領域を覆うレジストマスク等からなるパターニング用マスク２２７を形成する。
【０１１７】
次に、図２８（ｂ）に示すように、パターニング用マスク２２７を使用してゲート電極形成用導電膜２２１をパターニングし、Ｎ型の画素電極用トランジスタおよびＮ型の駆動回路用トランジスタのゲート電極２２８、２２９、２３０を形成する。
続いて、パターニング用マスク２２７を残したまま、ｎ型不純物元素（本例ではリン）をイオン注入する。ドーズ量は、例えば１×１０１５ｃｍ−２である。その結果、パターニング用マスク２２７に対して自己整合的的に不純物が導入され、半導体膜２０３、２０４、２０５中に高濃度ソース・ドレイン領域２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６が形成される。ここで、半導体膜２０３、２０４、２０５のうち、高濃度のリンが導入されない領域は、ゲート電極２２８、２２９、２３０で覆われていた領域よりも広い。すなわち、半導体膜２０３、２０４、２０５のうち、ゲート電極２２８、２２９、２３０と対向する領域の両側には高濃度ソース・ドレイン領域２３１、２３２、２３３、２３４、２３５、２３６との間に高濃度のリンが導入されない領域（後述する低濃度ソース・ドレイン領域）が形成される。
【０１１８】
次に、パターニング用マスク２２７を除去し、この状態でｎ型不純物元素（本例ではリン）をイオン注入する。ドーズ量は、例えば１×１０１３ｃｍ−２である。その結果、図２８（ｃ）に示すように、半導体膜２０３、２０４、２０５にはゲート電極２２８、２２９、２３０に対して自己整合的に低濃度の不純物が導入され、低濃度ソース・ドレイン領域２３７、２３８、２３９、２４０、２４１、２４２が形成される。なお、ゲート電極２２８、２２９、２３０と重なる領域には不純物が導入されず、チャネル領域２４５、２４６、２４７が形成される。
【０１１９】
次に、図２８（ｄ）に示すように、ゲート電極２２８、２２９、２３０の表面側に第１層間絶縁膜２５０を形成し、フォトリソグラフィ法等によってパターニングして所定のソース電極位置、ドレイン電極位置にコンタクトホールを形成する。第１層間絶縁膜２５０としては、例えば、シリコン酸化窒化膜やシリコン酸化膜等のシリコンを含む絶縁膜を用いるとよい。また、単層でもよく積層膜でもよい。さらに、水素を含む雰囲気中で、熱処理を行い半導体膜の不対結合手を水素終端（水素化）する。なお、プラズマにより励起された水素を用いて水素化を行ってもよい。
続いて、この上からアルミニウム膜、クロム膜やタンタル膜などの金属膜を用いてソース電極、ドレイン電極となる導電膜２５１を形成する。導電膜２５１の厚さは例えば２００ｎｍ〜３００ｎｍ程度である。導電膜は単層でもよく積層膜でもよい。
続いて、ソース電極、ドレイン電極の位置にパターニング用マスク２５２を形成するとともに、パターニングを行って、図２８（ｅ）に示すソース電極２６０、２６１、２６２、２６３、及びドレイン電極２６４、２６５、２６６を同時に形成する。
【０１２０】
次に、図２９（ａ）に示すように、窒化珪素等からなる第２層間絶縁膜２７０を形成する。この第２層間絶縁膜２７０の厚さは、例えば１〜２μｍ程度である。第２層間絶縁膜２７０の形成材料としては、シリコン酸化膜や有機樹脂、シリカエアロゲルなどの光を透過可能な材料が用いられる。有機樹脂としてはアクリル、ポリイミド、ポリアミド、ＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）等を用いることができる。
【０１２１】
次に、図２９（ｂ）に示すように、第２層間絶縁膜２７０をエッチング除去してドレイン電極２６６に達するコンタクトホール２７５を形成する。
【０１２２】
次に、図２９（ｃ）に示すように、コンタクトホール２７５内にも埋め込まれるように、例えばＩＴＯやフッ素をドープしてなるＳｎＯ２ 、さらにＺｎＯやポリアニリン等の透明電極材料からなる膜を形成し、ソース・ドレイン領域２３５、２３６に電気的に接続する画素電極２８０を形成する。なお、この画素電極２８０がＥＬ素子の陽極となる。
【０１２３】
次に、図３０（ａ）に示すように、画素電極２８０を挟むように、第３絶縁層（バンク層）２８１を形成する。具体的には、例えば、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などのレジストを溶媒に融かしたものを、スピンコート、ディップコート等により塗布して絶縁層を形成し、絶縁層をフォトリソグラフィ技術等により同時にエッチングする。第３絶縁層２８１としては、アクリル樹脂、ポリイミド樹脂などの合成樹脂が用いられる。なお、信号線、共通給電線、走査線等の配線を含むバンク層を形成してもよい。
【０１２４】
続いて、画素電極２８０を覆うように正孔輸送層２８５を形成する。
本例では、前述した膜形成装置を用いて正孔輸送層２８５を形成する。すなわち、真空圧に制御された真空チャンバ内に基板１２１を配置し、ノズル１４から基板１２１に向けて正孔輸送層２８５の形成材料を放出する。この際、ノズル１４から正孔輸送層２８５の形成材料を気化させて放出してもよい。気化した材料は、基板１２１上に達した後、熱交換によって冷却され、液化あるいは固化して固定される。そして、所定量の材料が基板１２１上に配置されることにより、基体１１上に正孔輸送層２８５が形成される。
【０１２５】
また、材料が基板１２１上にて液状となった場合には、その流動性によって水平方向に広がろうとするものの、第３絶縁層（バンク層）の隔壁によって、その広がりが防止される。なお、処理条件や材料の特性等により、材料の流動による不都合が生じない場合には、第３絶縁層の高さを低くしたり、隔壁を用いない構造としてもよい。また、ノズル１５から材料を基板１２１上に放出した後、基板１２１を真空チャンバ内から一旦取り出し、必要に応じて加熱あるいは光照射等の処理を行って材料を固化あるいは硬化させてもよい。
【０１２６】
正孔輸送層２８５の形成材料としては、特に限定されることなく公知のものが使用可能であり、例えばピラゾリン誘導体、アリールアミン誘導体、スチルベン誘導体、トリフェニルジアミン誘導体等が挙げられる。具体的には、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示されるが、トリフェニルジアミン誘導体が好ましく、中でも４，４’−ビス（Ｎ（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニルが好適とされる。
【０１２７】
また、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに正孔注入層と正孔輸送層を両方形成するようにしてもよい。その場合、正孔注入層の形成材料としては、例えば銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）や、ポリテトラヒドロチオフェニルフェニレンであるポリフェニレンビニレン、１，１−ビス−（４−Ｎ，Ｎ−ジトリルアミノフェニル）シクロヘキサン、トリス（８−ヒドロキシキノリノール）アルミニウム等が挙げられるが、特に銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）を用いるのが好ましい。正孔注入層と正孔輸送層を両方形成する場合には、例えば、正孔輸送層の形成に先立って正孔注入層を画素電極側に形成し、その上に正孔輸送層を形成するのが好ましい。このように正孔注入層を正孔輸送層とともに形成することにより、駆動電圧の上昇を制御することができるとともに、駆動寿命（半減期）を長くすることができる。
【０１２８】
次に、図３０（ｂ）に示すように、正孔輸送層２８５上に発光層２８６を形成する。
本例では、先の正孔輸送層（及び／又は正孔注入層）と同様に、前述した膜形成装置を用いてこの発光層２８６を形成する。即ち、真空圧に制御された真空チャンバ内に基板１２１を配置し、ノズル１５から基板１２１に向けて発光層２８６の形成材料を放出する。
【０１２９】
発光層２８６の形成材料としては、特に限定されることなく、低分子の有機発光色素や高分子発光体、すなわち各種の蛍光物質や燐光物質からなる発光物質が使用可能である。発光物質となる共役系高分子の中ではアリーレンビニレン構造を含むものが特に好ましい。低分子蛍光体では、例えばナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、ペリレン誘導体、ポリメチン系、キサテン系、クマリン系、シアニン系などの色素類、８−ヒドロキノリンおよびその誘導体の金属錯体、芳香族アミン、テトラフェニルシクロペンタジエン誘導体等、または特開昭５７−５１７８１、同５９−１９４３９３号公報等に記載されている公知のものが使用可能である。
【０１３０】
次に、図３０（ｃ）に示すように、発光層２８６上に電子輸送層２８７を形成する。
本例では、先の正孔輸送層２８５、発光層２８６の場合と同様に、前述した膜形成装置を用いてこの電子輸送層２８７を形成する。すなわち、真空圧に制御された真空チャンバ内に基板１２１を配置し、ノズル１５から基板１２１に向けて電子輸送層２８７の形成材料を放出する。
【０１３１】
電子輸送層２８７の形成材料としては、特に限定されることなく、オキサジアゾール誘導体、アントラキノジメタンおよびその誘導体、ベンゾキノンおよびその誘導体、ナフトキノンおよびその誘導体、アントラキノンおよびその誘導体、テトラシアノアンスラキノジメタンおよびその誘導体、フルオレノン誘導体、ジフェニルジシアノエチレンおよびその誘導体、ジフェノキノン誘導体、８−ヒドロキシキノリンおよびその誘導体の金属錯体等が例示される。具体的には、先の正孔輸送層の形成材料と同様に、特開昭６３−７０２５７号、同６３−１７５８６０号公報、特開平２−１３５３５９号、同２−１３５３６１号、同２−２０９９８８号、同３−３７９９２号、同３−１５２１８４号公報に記載されているもの等が例示され、特に２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール、ベンゾキノン、アントラキノン、トリス（８−キノリノール）アルミニウムが好適とされる。
【０１３２】
なお、正孔輸送層２８５の形成材料や電子輸送層２８７の形成材料を、発光層２８６の形成材料に混合し、発光層形成材料として使用してもよい。その場合、正孔輸送層形成材料や電子輸送層形成材料の使用量については、使用する化合物の種類等によっても異なるものの、十分な成膜性と発光特性を阻害しない量範囲でそれらを考慮して適宜決定される。通常は、発光層形成材料に対して１〜４０重量％とされ、さらに好ましくは２〜３０重量％とされる。
【０１３３】
また、上述した正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７の各膜厚については、予めノズル１４からの各形成材料の放出量を適宜に設定しておくことにより、好ましい厚さ（例えば６５ｎｍ）に形成する。また、圧力差を利用してノズル１５からの材料の移動を促したり、あるいはノズル１５から材料を気化させて放出したりすることにより、これらの形成材料を溶剤に溶解させることなく、あるいは溶剤の使用量を減らして基板上に配置することが可能となる。そのため、材料の劣化など、溶剤の残留による不都合が回避される。
【０１３４】
次に、図３０（ｄ）に示すように、基板１２１の表面全体に、あるいはストライプ状に陰極としての対向電極２９０を形成する。対向電極２９０は、Ａｌ、Ｍｇ、Ｌｉ、Ｃａなどの単体材料やＭｇ：Ａｇ（１０：１合金）の合金材料からなる１層で形成してもよく、２層あるいは３層からなる金属（合金を含む）層として形成してもよい。具体的には、Ｌｉ２ Ｏ（０．５ｎｍ程度）／ＡｌやＬｉＦ（０．５ｎｍ程度）／Ａｌ、ＭｇＦ２ ／Ａｌといった積層膜が挙げられる。
【０１３５】
以上のプロセスにより、有機ＥＬ素子、及びＮ型及びＰ型の駆動回路用の薄膜トランジスタが完成する。
なお、上述した例では、正孔輸送層２８５、発光層２８６、及び電子輸送層２８７を前述した膜形成装置を用いて形成しているが、他の層についても、同様に、膜形成装置を用いて形成してもよい。例えば、画素電極２８０（陽極）や対向電極２９０（陰極）を、前述の膜形成装置を用いて形成してもよい。即ち、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）や酸化スズ（ＳｎＯ２ ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などの透明電極（陽極）や、Ａｌ／Ｃａ等の積層構造などによる陰極についても、膜形成装置１０を用いて形成することができる。
さらに、特に図２７及び図２８に示したトランジスタの形成過程において、前述した膜形成装置を用いて任意の層を形成してもよい。特に、気化させた材料を放出して層を形成することにより、膜厚を高精度に制御できる。そのため、高精度なトランジスタを形成することが可能となる。さらに、前述した膜形成装置を用いることにより、所望の位置に材料を配置できることから、マスクの使用をなくしたり、少なくしたりすることができる。
【０１３６】
図３１は、有機ＥＬ素子の他の形態例を示している。
図３１に示す有機ＥＬ素子は、上述した例と異なり、ガスや金属イオンの侵入を遮断する封止層（第１封止層２９５、第２封止層２９６、及び第３封止層２９７のうちの少なくとも１つ）を有する。
【０１３７】
第１封止層２９５は、第１層間絶縁膜２５０と第２層間絶縁膜２７０との間で、ソース電極２６２、２６３及びドレイン電極２６５、２６６を覆うように形成され、膜厚は例えば５０〜５００ｎｍである。第１封止層２９５を構成する材料としては、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの材料が用いられる。第１封止層２９５は、薄膜トランジスタ１４２、１４３に対して、水分や発光層２８６（ＥＬ層）等からのアルカリ金属（ナトリウム）の侵入を防ぐ。
【０１３８】
また、第１封止層２９５を構成する材料として、上記アルカリ金属の封止効果に加え、放熱効果を持つ材料を用いてもよい。こうした材料としては、例えば、Ｂ（ホウ素）、Ｃ（炭素）、Ｎ（窒素）のうちの少なくとも一つの元素と、Ａｌ（アルミニウム）、Ｓｉ（珪素）、Ｐ（リン）のうちの少なくとも一つの元素とを含む絶縁膜が挙げられる。例えば、アルミニウムの窒化物、珪素の炭化物、珪素の窒化物、ホウ素の窒化物、ホウ素のリン化物等を用いることができる。さらに、Ｓｉ、Ａｌ、Ｎ、Ｏ、Ｍを含む絶縁膜（ただし、Ｍは希土類元素の少なくとも一種、好ましくはＣｅ（セリウム），Ｙｂ（イッテルビウム），Ｓｍ（サマリウム），Ｅｒ（エルビウム），Ｙ（イットリウム）、Ｌａ（ランタン）、Ｇｄ（ガドリニウム）、Ｄｙ（ジスプロシウム）、Ｎｄ（ネオジウム）のうちの少なくとも一つの元素）を用いることもできる。また、ダイヤモンド薄膜又はアモルファスカーボン膜（ダイヤモンドライクカーボン等）を含む炭素膜を用いることもできる。これらは熱伝導率が高く、放熱効果が高い。
【０１３９】
第２封止層２９６は、第２層間絶縁膜２７０と画素電極２８０との間に形成され、膜厚は例えば５０〜５００ｎｍである。第２封止層３０１を構成する材料としては、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの材料が用いられる。第２封止層２９６は、水分や、薄膜トランジスタ１４２、１４３に対して、水分や発光層２８６（ＥＬ層）等からのアルカリ金属（ナトリウム）の侵入を防ぐ。第２封止層２９６を構成する材料として、上述した第１封止層に用いられる材料を用いることができる。また、上記アルカリ金属の封止効果に加え、放熱効果を持たせてもよい。
【０１４０】
第３封止層２９７は、陰極２９０を覆うように形成され、膜厚は例えば５０〜５００ｎｍである。第３封止層２９７を構成する材料としては、例えばセラミックや窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化珪素などの材料が用いられる。第３封止層２９７は、外部からの水分の侵入を防ぐ。また、第３封止層２９７を構成する材料として、上述した第１封止層に用いられる材料を用いることができる。また、上記アルカリ金属の封止効果に加え、放熱効果を持たせてもよい。また、図３１の有機ＥＬ素子は、トップエミッション型であり、第３封止層２９７は、良好に光を透過させる材質及び厚みで形成されるのが好ましい。
【０１４１】
また、こうした封止層に代えてあるいは加えて、光の取り出し効率を向上させるための低屈折率層を形成してもよい。低屈折率層は、基板より光の透過屈折率が低い層であり、例えばシリカエアロゲルによって構成される。シリカエアロゲルとは、シリコンアルコキシドのゾルゲル反応により形成される湿潤ゲルを超臨界乾燥することによって得られる均一な超微細構造を持った光透過性の多孔質体である。シリカエアロゲルは体積の９０％以上を空隙が占め、残りが樹枝状に凝集した数十ｎｍの微細なＳｉＯ２粒子で構成された材料であり、粒子径が光の波長よりも小さいため、光透過性を有し、その屈折率は１．２以下である。また、空隙率を変化させることによって屈折率を調整できる。ここで、基板の材料であるガラスの屈折率は１．５４、石英の屈折率は１．４５である。また、低屈折率層として、多孔性を有するＳｉＯ２膜やポリマー等の他の材料を用いてもよい。さらに、低屈折率層を構成する材料に、乾燥剤あるいは化学吸着剤を分散させてもよい。これにより、低屈折率層に封止効果を付与することができる。
【０１４２】
図３２は、有機ＥＬ素子の他の形態例を示している。
上述した各例では、スイッチング用の薄膜トランジスタ１４２は、いわゆるシングルゲート構造として示しているが、本発明はこれに限定されない。即ち、図３２に示すように、不図示のゲート線によって２つのゲート電極３１０、３１１が電気的に接続されたダブルゲート構造としてもよく、あるいはトリプルゲート構造など、いわゆるマルチゲート構造（直列に接続された２つ以上のチャネル領域を有する半導体膜を含む構造）としてもよい。マルチゲート構造はオフ電流値を低減する上で有利であり、画面の大型化にも有利である。
【０１４３】
図３３（ａ）及び（ｂ）は、有機ＥＬ表示装置の回路の他の例を示している。図３３（ａ）及び（ｂ）に示す回路は、電流を制御することにより、ＥＬ素子の通電制御を行う、いわゆる電流プログラム方式の回路である。なお、図３２（ａ）はいわゆるカレントミラー回路を採用している。こうした回路を採用することにより、ＥＬ素子の導通状態を一定に保ち、ＥＬ層を安定して発光させることができる。また、大画面の表示装置を構成する上でも有利である。
【０１４４】
発光層の形成材料として高分子発光材料を用いる場合には、側鎖に発光基を有する高分子を用いることができるが、好ましくは共役系構造を主鎖に含むもので、特に、ポリチオフェン、ポリ−ｐ−フェニレン、ポリアリーレンビニレン、ポリフルオレンおよびその誘導体が好ましい。中でもポリアリーレンビニレンおよびその誘導体が好ましい。ポリアリーレンビニレンおよびその誘導体としては、下記化学式（１）で示される繰り返し単位を全繰り返し単位の５０モル％以上含む重合体であることが好ましい。繰り返し単位の構造にもよるが、化学式（１）で示される繰り返し単位が全繰り返し単位の７０％以上であることがさらに好ましい。
−Ａｒ−ＣＲ＝ＣＲ’− ．．． （１）
〔ここで、Ａｒは、アリーレン基または複素環化合物基、Ｒ、Ｒ’はそれぞれ独立に水素、炭素数１〜２０の有機基、ペルフルオロアルキル基、シアノ基からなる群から選ばれた基を示す。〕
【０１４５】
該高分子発光材料は、化学式（１）で示される繰り返し単位以外の繰り返し単位として、芳香族化合物基またはその誘導体、複素環化合物基またはその誘導体、およびそれらを組み合わせて得られる基などを含んでいてもよい。また、化学式（１）で示される繰り返し単位や他の繰り返し単位が、例えば、エーテル基、エステル基、アミド基、イミド基などを有する非共役の単位で連結されていてもよいし、繰り返し単位にそれらの非共役部分が含まれていてもよい。
【０１４６】
ポリアリーレンビニレン類としては、例えば、式（２）に示したような、ＰＰＶ（ポリ（パラ−フェニレンビニレン））、ＭＯ−ＰＰＶ（ポリ（２，５−ジメトキシ−１，４−フェニレンビニレン））、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）））、ＭＥＨ−ＰＰＶ（ポリ［２−メトキシ−５−（２’−エチルヘキシルオキシ）］−パラ−フェニレンビニレン）等のＰＰＶ誘導体などが挙げられる。
【０１４７】
【化１】
上記に示した材料以外に、例えば、ポリ（パラフェニレン）、ポリアルキルフルオレン等が挙げられるが、化学式（３）に示すようなポリアルキルフルオレン（具体的には化学式（４）に示すようなポリアルキルフルオレン系共重合体）が特に好ましい。
【０１４９】
【化２】
【化３】
なお、前記高分子発光材料は、ランダム、ブロックまたはグラフト共重合体であってもよいし、それらの中間的な構造を有する高分子、例えばブロック性を帯びたランダム共重合体であってもよい。発光の量子収率の高い高分子発光材料を得る観点からは完全なランダム共重合体よりブロック性を帯びたランダム共重合体やブロックまたはグラフト共重合体が好ましい。また、ここで形成する有機ＥＬ素子は、薄膜からの発光を利用することから、高分子発光材料は固体状態で良好な発光量子収率を有するものが用いられる。
【０１５２】
上記の材料のうち、発光層を形成する際の温度において液状の材料、あるいは所望の溶媒に対して良好な溶解性を示す材料を、インクジェット法などの液体材料を用いた発光層の形成に用いることができる。該溶媒としては、例えば、クロロホルム、塩化メチレン、ジクロロエタン、テトラヒドロフラン、トルエン、キシレンなどが好適に用いられる。高分子発光材料の構造や分子量にもよるが、通常はこれらの溶媒に０．１ｗｔ％以上溶解させることができる。
また、前記高分子発光材料としては、分子量がポリスチレン換算で１０３〜１０７であることが好ましい場合があるが、分子量１０３以下のオリゴマーも使用することができる。
【０１５３】
所望の高分子発光材料に応じた合成法を採用することにより、当該所望の高分子発光材料を得ることができる。例えば、アリーレン基にアルデヒド基が２つ結合したジアルデヒド化合物と、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物とトリフェニルホスフィンとから得られるジホスホニウム塩からのＷｉｔｔｉｇ反応が例示される。また、他の合成法としては、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物からの脱ハロゲン化水素法が例示される。さらに、アリーレン基にハロゲン化メチル基が２つ結合した化合物のスルホニウム塩をアルカリで重合して得られる中間体から熱処理により該高分子発光材料を得るスルホニウム塩分解法が例示される。
【０１５４】
さらに具体的に、前記高分子発光材料の１つの例であるアリーレンビニレン系共重合体の合成法を説明する。例えば、Ｗｉｔｔｉｇ反応により高分子発光材料を得る場合には、例えば、まず、ビス（ハロゲン化メチル）化合物、より具体的には、例えば２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−キシリレンジブロミドをＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド溶媒中、トリフェニルホスフィンと反応させてホスホニウム塩を合成し、これとジアルデヒド化合物、より具体的には、例えば、テレフタルアルデヒドとを、例えばエチルアルコール中、リチウムエトキシドを用いて縮合させるＷｉｔｔｉｇ反応により、フェニレンビニレン基と２，５−ジオクチルオキシ−ｐ−フェニレンビニレン基を含む高分子発光材料が得られる。このとき、共重合体を得るために２種類以上のジホスホニウム塩および／または２種類以上のジアルデヒド化合物を反応させてもよい。
【０１５５】
【化４】
これらの高分子発光材料を発光層の形成材料として用いる場合、その純度が発光特性に影響を与えるため、合成後、例えば、再沈精製、クロマトグラフなどによる分別等の精製処理をすることが望ましい。
高分子材料の溶解性の低い材料の場合など、例えば、対応する前駆体が塗布した後、化学式（５）に示すように加熱硬化されることによって発光層を得ることができるものがある。例えば、ポリフェニレン−ビニレンが発光層を構成する高分子発光材料である場合、対応する前駆体のスルホニウム塩を発光層となる部位に配置した後、加熱処理することによりスルホニウム基が脱離し、発光層として機能するポリフェニレン−ビニレンを得ることができる。
【０１５７】
発光層を形成し得る低分子材料としては、可視域の発光を示す物質ならば、基本的に使用可能である。中でも芳香族系の置換基を有する材料が好適である。例えば、アルミキノリノール錯体（Ａｌｑ３）やジスチリルビフェニル、さらに化学式（６）に示すＢｅＢｑ２やＺｎ（ＯＸＺ）２等の、従来から一般的に用いられているものに加え、ピラゾリンダイマー、キノリジンカルボン酸、ベンゾピリリウムパークロレート、ベンゾピラノキノリジン、ルブレン、フェナントロリンユウロピウム錯体等が挙げられる。
【０１５８】
上記に代表される高分子材料及び低分子材料から、青色、緑色、及び赤色の発光を示す材料を適宜選択し、所定の位置に配置すればカラー表示が可能である。所定の位置に配置する際は、マスク蒸着法、印刷法、あるいはインクジェット法などが使用することができる。
【０１５９】
【化５】
発光層を、媒質として機能するゲストにホストを分散させた、いわゆるホスト／ゲスト型発光層とすることもできる。
ホスト／ゲスト型発光層において、当該発光層の発光色を決定するのは、基本的にはゲスト材料であるので、所望の発光色に応じてゲスト材料を選択することができる。一般には、効率良く蛍光を発する材料が用いられる。ホスト材料は、基本的には、ゲスト材料の発光に関与する励起状態の準位より高いエネルギー準位を有する材料がホスト材料として好適である。キャリアの移動度が高い材料であることも要求される場合があるが、その場合は、上述の高分子発光体の中から選択することもできる。
【０１６１】
青色発光を示すゲスト材料としては、例えば、コロネン類、ジスチリルビフェニル類などが挙げられ、緑色発光を示すゲスト材料としては、例えば、キナクリドン類、ルブレン類、などが挙げられ、赤色発光を示すゲスト材料としては、蛍光色素としては、赤色発光を示すゲスト材料としては、例えば、ローダミン類が挙げられる。
【０１６２】
ホスト材料は、ゲスト材料に応じて適宜選択することができる。数例を挙げれば、ホスト材料及びゲスト材料を、それぞれ、Ｚｎ（ＯＸＺ）２及びコロネンとした発光層を形成することにより青色発光を示す発光層が得られる。
ゲスト材料としては燐光材料も使用することができる。例えば、化学式（７）に示すＩｒ（ｐｐｙ）３ 、Ｐｔ（ｔｈｐｙ）２、ＰｔＯＥＰなどが好適に用いられる。
【０１６３】
【化６】
なお、前記の化学式（７）に示した燐光物質をゲスト材料とした場合、ホスト材料としては、例えば、化学式（８）に示すＣＢＰ、ＤＣＴＡ、ＴＣＰＢ、あるいはＡｌｑ３などが好適に用いられる。
なお、ホスト／ゲスト型発光層は、共蒸着法、あるいはホスト材料とゲスト材料あるいはそれらの前駆体を液状化したものを塗布する方法などにより形成される。
【０１６５】
【化７】
また、上述した例では、発光層の下層として正孔輸送層を形成し、上層として電子輸送層を形成したが、本発明はこれに限定されることなく、例えば正孔輸送層と電子輸送層とのうちの一方のみを形成するようにしてもよく、また、正孔輸送層に代えて正孔注入層を形成するようにしてもよく、さらに発光層のみを単独で形成するようにしてもよい。
【０１６７】
さらに、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層に加えて、ホールブロッキング層を例えば発光層の対向電極側に形成して、発光層の長寿命化を図ってもよい。このようなホールブロッキング層の形成材料としては、例えば化学式（９）に示すＢＣＰや化学式（１０）で示すＢＡｌｑが用いられるが、長寿命化の点ではＢＡｌｑの方が好ましい。
【０１６８】
【化８】
【化９】
さて、本発明の電気光学装置は、上述した有機ＥＬ表示装置に限定されるものではなく、他の電気光学装置にも適用可能である。電気光学装置としては、例えば、液晶表示装置などの各種の表示装置が挙げられる。
【０１７１】
また、本発明の膜形成装置及び材料の配置方法は、電気光学装置の製造過程に用いるものに限らず、半導体素子やカラーフィルタなどの電子装置の製造過程にも用いることができる。例えば、電子装置としては、トランジスタなどの半導体素子、特に半導体層が有機材料で形成されている有機トランジスタや、ＦｅＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）やＭＲＡＭ（Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）などのメモリ素子等の製造にも好適に用いることができる。さらに、このような材料から得られるカラーフィルタとしては、所望の色を透過するものや、所望の色の光を発するものなどがある。こうしたカラーフィルタなどの電子装置においても、本発明の膜形成装置を用いて製造することにより、材料の選択自由度が高くなり、構造の最適化が図られる。そのため、高寿命化、高品質化、あるいは高機能化などを図りやすい。
【０１７２】
〔第６の実施形態〕
図３４〜３９は、本発明の電子機器の実施形態を示している。
本例の電子機器は、上述した有機ＥＬ表示装置等の本発明の電気光学装置を表示手段として備えている。
図３４は、テレビ画像やコンピュータ送られる文字や画像を表示する表示装置の一例を示している。図３４において、符号１０００は本発明の電気光学装置を用いた表示装置本体を示している。なお、表示装置本体１０００は、上述した有機ＥＬ表示装置を用いることにより、大画面にも対応できる。
また、図３５は、車載用のナビゲーション装置の一例を示している。図３５において、符号１０１０はナビゲーション装置本体を示し、符号１０１１は本発明の電気光学装置を用いた表示部（表示手段）を示している。
また、図３６は、携帯型の画像記録装置（ビデオカメラ）の一例を示している。図３６において、符号１０２０は記録装置本体を示し、符号１０２１は本発明の電気光学装置を用いた表示部を示している。
また、図３７は、携帯電話の一例を示している。図３７において、符号１０３０は携帯電話本体を示し、符号１０３１は本発明の電気光学装置を用いた表示部（表示手段）を示している。
また、図３８は、ワープロ、パソコンなどの情報処理装置の一例を示している。図３８において、符号１０４０は情報処理装置を示し、符号１０４１は情報処理装置本体、符号１０４２はキーボードなどの入力部、符号１０４３は本発明の電気光学装置を用いた表示部を示している。
また、図３９は、腕時計型電子機器の一例を示している。図３９において、符号１０５０は時計本体を示し、符号１０５１は本発明の電気光学装置を用いた表示部を示している。
図３４〜図３９に示す電子機器は、本発明の電気光学装置を表示手段として備えているので、耐久性及び品質の優れた表示を実現することができる。
【０１７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【０１７４】
【発明の効果】
本発明の材料の配置方法及び膜形成装置によれば、材料の選択自由度が高く、高分子材料や低分子材料など、基体上に様々な材料の配置が可能になるとともに、溶剤の残留による不具合を低減させることができる。また、処理室内の圧力制御により、ノズルから材料を分子状に放出することも可能となり、これにより、より純度の高い材料膜や、高精度に膜厚制御された材料膜、あるいは特定の機能を持たせた機能膜を形成することが可能となる。さらに、ノズルの吐出不良を迅速に検出するので、不良品の削減を図ることができ、また、予備吐出を行うことにより、材料の吐出状態を常に安定させることができる。即ち、基体上のパターニング領域に材料を配置する前に、ノズルの吐出不良の検出を行うことにより、不良品を多数製造することが防止され、製品の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１７５】
本発明の電気光学装置及びその製造方法によれば、高寿命化、高品質化、及び高機能化が図られた電気光学装置を提供することができる。さらに、装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１７６】
本発明の電子装置によれば、高寿命化、高品質化、及び高機能化を図ることができる。さらに、装置の歩留まりを向上させることが可能となる。
【０１７７】
本発明の電子機器によれば、表示手段の高寿命化、高品質化、及び高機能化を図ることができる。さらに、構成装置の歩留まりが向上することに起因して、低コスト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態による膜形成装置の一例を模式的に示す図である。
【図２】有機ＥＬ素子を構成する発光層形成材料を基体上に配置した様子を示す図である。
【図３】本発明の材料の配置方法の一例を概念的に示す図である。
【図４】圧力制御系の構成例を模式的に示す図である。
【図５】材料供給系の構成例を模式的に示す図である。
【図６】複数のノズルと材料供給源との接続例を模式的に示す図である。
【図７】複数のノズルが設けられた放出ヘッドの構成例を模式的に示す図である。
【図８】放出機構の構成例を示す図である。
【図９】主制御系の構成例を模式的に示す図である。
【図１０】材料の配置時における基体と放出ヘッド（ノズル）との相対移動の様子の一例を示す図である。
【図１１】本発明の第１の実施形態による膜形成装置による膜形成工程を示すフローチャートである。
【図１２】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１３】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１４】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１５】材料の吐出初期における、吐出状態が不安定となる様子を示す図である。
【図１６】材料の吐出初期における、吐出状態のバラつきにより予備吐出領域の長さを変更した様子を示す図である。
【図１７】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１８】予備吐出のパターンの一例を示す図である。
【図１９】本発明の第４の実施形態による膜形成装置の一例を模式的に示す図である。
【図２０】本発明の第４の実施形態による膜形成装置のブロック図である。
【図２１】図１９で説明した放出ヘッド、センサ、光源の配置を詳細に説明した図である。
【図２２】本発明の第４の実施形態による膜形成装置の動作を記述したフローチャートである。
【図２３】本発明の第５の実施形態によるアクティブマトリクス型有機ＥＬ表示装置の回路の一例を示す図である。
【図２４】図２３で説明した表示装置における画素部の平面構造の一例を示す平面図である。
【図２５】画素部（有機ＥＬ素子）の断面構造を模式的に示しており、（ａ）はトップエミッション型、（ｂ）はバックエミッション型を示している。
【図２６】トップエミッション型の画素部（有機ＥＬ素子）の断面構造を拡大して示す図である。
【図２７】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図２８】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図２９】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図３０】本発明の電気光学装置の製造方法を有機ＥＬ素子を備える表示装置を製造するプロセスに適用した実施例を説明するための図である。
【図３１】有機ＥＬ素子の他の形態例を示す図である。
【図３２】有機ＥＬ素子の他の形態例を示す図である。
【図３３】有機ＥＬ表示装置の回路の他の例を示す図である。
【図３４】本発明の第６の実施形態である電子機器の実施例を示す図である。
【図３５】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３６】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３７】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３８】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【図３９】本発明の第６の実施形態である電子機器の他の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１０，３００ 膜形成装置
１１ 真空チャンバ（処理室）
１２ 圧力制御系
１３ 基体ステージ（ステージ）
１４ 基体
１５ ノズル
１７ 駆動系（移動手段）
１８ テレビカメラ
１９ 検出系（検出手段）
４０ 材料供給源
１００ 有機ＥＬ表示装置
１０２ 画素
２８５ 正孔輸送層
２８６ 発光層
２８７ 電子輸送層
２９０ 陰極
３０１ 移動機構（移動手段）
３０５ センサ
Claims (30)
- 基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、
高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、
前記吐出ステップの開始前に、前記真空雰囲気中で前記ノズルの吐出不良を検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする材料の配置方法。 - 基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、
１０−３ｔｏｒｒ以下の圧力に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、
前記吐出ステップの開始前に、前記真空雰囲気中で前記ノズルの吐出不良を検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする材料の配置方法。 - 基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、
１０−５ｔｏｒｒ以下の圧力に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、
前記吐出ステップの開始前に、前記真空雰囲気中で前記ノズルの吐出不良を検出する検出ステップと、
を備えることを特徴とする材料の配置方法。 - 前記検出ステップは、前記所定領域以外の予備吐出領域に前記材料の吐出を行い、該吐出の結果に基づいて、前記ノズルの吐出不良を検出する動作を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の材料の配置方法。
- 前記検出ステップは、前記所定領域に予備部材を設置し、該予備部材に備えた予備吐出領域に前記材料の吐出を行い、該吐出の結果に基づいて、前記ノズルの吐出不良を検出する動作を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の材料の配置方法。
- 前記ノズルの吐出不良の検出は、前記予備吐出領域に吐出された前記材料の光の反射率を検出することにより行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の材料の配置方法。
- 前記ノズルの吐出不良の検出は、前記予備吐出領域に吐出された前記材料の光の透過率を検出することにより行うことを特徴とする請求項４又は５に記載の材料の配置方法。
- 前記検出ステップは、前記吐出ステップにおける前記材料の変更時に行うことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の材料の配置方法。
- 基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、
高真空度に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、
前記吐出ステップの開始前に、前記所定領域以外の前記基体上の領域に向けて、前記ノズルから前記材料を予備吐出する予備吐出ステップと、
を備えることを特徴とする材料の配置方法。 - 基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、
１０−３ｔｏｒｒ以下の圧力に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、
前記吐出ステップの開始前に、前記所定領域以外の前記基体上の領域に向けて、前記ノズルから前記材料を予備吐出する予備吐出ステップと、
を備えることを特徴とする材料の配置方法。 - 基体上に材料を配置する材料の配置方法であって、
１０−５ｔｏｒｒ以下の圧力に調整された真空雰囲気中に設置された前記基体の所定領域に向けて、少なくとも１つのノズルから材料を吐出する吐出ステップと、
前記吐出ステップの開始前に、前記所定領域以外の前記基体上の領域に向けて、前記ノズルから前記材料を予備吐出する予備吐出ステップと、
を備えることを特徴とする材料の配置方法。 - 前記予備吐出ステップは、前記吐出ステップに連続する前工程で前記ノズルの予備吐出を行うことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の材料の配置方法。
- 前記予備吐出ステップは、前記吐出ステップにおける前記材料の変更時に行うことを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の材料の配置方法。
- 前記予備吐出ステップの直後に、予備吐出で配置された前記材料の配置位置と、予備吐出で前記材料を配置させる目標位置とを検出し、前記配置位置と前記目標位置とに位置ズレが生じた場合に、前記ノズルの位置補正を行う位置補正ステップを更に備えることを特徴とする請求項９から１１のいずれか一項に記載の材料の配置方法。
- 請求項１から３のいずれかに記載の材料の配置方法を用いて、電子装置を構成する要素の少なくとも一部を形成することを特徴とする電子装置の製造方法。
- 材料としてトランジスタまたはメモリ素子を構成する導電層、半導体層、絶縁層のうちの少なくとも一つの形成材料を配置し、導電層、半導体層、または絶縁層を形成することを特徴とする請求項１５記載の電子装置の製造方法。
- 前記基体上に予め配線間を隔てるパターンを形成しておき、該パターン内に前記形成材料を配置して、導電層を形成することを特徴とする請求項１５又は１６に記載の電子装置の製造方法。
- 請求項１から１４のいずれかに記載の材料の配置方法を用いて、電気光学装置を構成する要素の少なくとも一部を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
- 材料として有機エレクトロルミネッセンス素子を構成する電子輸送層、正孔輸送層、発光層、電極のうちの少なくとも一つの形成材料を配置し、電子輸送層、正孔輸送層、発光層または電極を形成することを特徴とする請求項１８記載の電気光学装置の製造方法。
- 前記基体上に予め画素間を隔てる隔壁を形成しておき、該隔壁内に前記形成材料を配置して電子輸送層、正孔輸送層、または発光層を形成することを特徴とする請求項１８又は１９に記載の電気光学装置の製造方法。
- 処理室と、
前記処理室内の圧力を低圧制御する圧力制御系と、
前記処理室に取り付けられ、かつ、材料供給源に接続されて、前記処理室内に設置された部材上に材料を配置する少なくとも１つのノズルと、
前記処理室に取り付けられ、前記部材を保持するステージとを備えてなり、
前記ノズル又は前記ステージの位置を相対的に移動させる移動手段と、
前記部材上に配置された前記材料を検査する検査手段と、
を備えることを特徴とする膜形成装置。 - 処理室と、
前記処理室内の圧力を低圧制御する圧力制御系と、
前記処理室に取り付けられ、かつ、材料供給源に接続されて、前記処理室内に設置された部材上に材料を配置するノズルを複数備えたヘッドと、
前記処理室に取り付けられ、前記部材を保持するステージとを備えてなり、
前記ノズル又は前記ステージの位置を相対的に移動させる移動手段と、
前記部材上に配置された前記材料を検査する検査手段と、
を備えることを特徴とする膜形成装置。 - 前記部材は、前記材料の膜を形成させる所定領域を有する基体であることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の膜形成装置。
- 前記部材は、予備吐出領域を有する予備部材であることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の膜形成装置。
- 前記ノズルは、該ノズルの１つに吐出不良が生じた場合、吐出不良のノズルの代用として使用する予備ノズルを更に備えることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の膜形成装置。
- 前記検査手段は、前記材料の吐出結果に基づき、前記ノズルの吐出不良の検出を行う検出手段を含むことを特徴とする請求項２１又は２２に記載の膜形成装置。
- 前記検査手段は、前記材料の配置位置と、前記材料を配置させる目標位置とを検出し、前記配置位置と前記目標位置とに位置ズレが生じた場合に、前記ノズルの位置補正を行う位置補正手段を更に備えることを特徴とする請求項２１又は２２に記載の膜形成装置。
- 請求項２１から２７のいずれかに記載の膜形成装置を用いて製造されたことを特徴とする電子装置。
- 請求項２１から２７のいずれかに記載の膜形成装置を用いて製造されたことを特徴とする電気光学装置。
- 請求項２９記載の電気光学装置を表示手段として備えることを特徴とする電子機器。
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