JP2016164891A - 発光装置の作製方法 - Google Patents

Abstract

【課題】低コストかつ簡便な方法でスループットの高い発光装置の作製方法を提供する。
【解決手段】減圧下で発光性材料を含む溶液を陽極もしくは陰極に向けて噴射し、前記溶
液が前記陽極もしくは陰極に到達するまでの間、該溶液中の溶媒を揮発させると共に、残
存した前記発光性材料を前記陽極もしくは陰極上に堆積させて発光層を形成する発光装置
の作製方法である。当該構成により溶液を塗布した後に薄膜化のための焼成工程を必要と
しないため、低コストかつ簡便な方法でありながら、スループットの高い作製方法を提供
することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、陽極、陰極及び該陽極と陰極との間にエレクトロルミネセンス（Electro Lu
minescence）と呼ばれる現象により発光する薄膜（以下、発光層という。）を挟んだ構造
からなる素子（以下、発光素子という。）を基体上に備えた表示装置（以下、発光装置と
いう。）に係る技術分野及び該発光装置を映像表示部に備えた電子機器に係る技術分野に
属する。

近年、映像表示用ディスプレイとして、有機ＥＬパネルまたは有機発光ダイオード（Ｏ
ＬＥＤ）などと呼ばれる発光装置の開発が急がれている。これは、正孔を注入するための
電極（以下、陽極という。）と電子を注入するための電極（以下、陰極という。）の間に
設けられた発光層で正孔及び電子を再結合させることによりエレクトロルミネセンス（El
ectro Luminescence）と呼ばれる発光現象を発生させ、その発光のオン／オフを制御する
ことにより映像表示を可能とするものである。

これら発光装置に使用される発光層としては、主に有機薄膜が主に用いられる。この有
機薄膜は、低分子材料を蒸着法によって成膜するのが主流であったが、最近では高分子材
料に注目が集まり、スピンコート法、インクジェット法、印刷法といった溶液塗布による
手法の開発が活発に進んでいる。特に、インクジェット法による有機薄膜の成膜は、既に
実用化レベルに近づいており、その基礎的な技術は、特許公報等に開示されている（例え
ば、特許文献１参照。）。

特開平１０−１２３７７号公報

インクジェット法は、従来プリンター等に使用されていたインクジェット方式を薄膜形
成に転用した技術であり、インクの代わりに、有機薄膜の材料となる溶質を水やアルコー
ル等の溶媒に溶かしたものまたは分散させたものを用い、画素ごとに液滴として塗布して
いく手法である。当然ながら、画素（実際には各画素に設けられる画素電極）上に付着し
た液滴は多量の溶媒成分を含むため、これを除去するために溶媒成分を揮発させるための
工程（以下、焼成工程という。）が必要となる。即ち、インクジェット法により液滴を塗
布した後、画素全体を加熱して溶媒成分を揮発させ、残存した溶質（有機薄膜の材料）を
薄膜化するのである。

このような焼成工程は、通常電熱炉で行われるため、スループットの低下を招く要因と
なる。また、低い温度ではなかなか揮発せず、薄膜中に溶媒成分が残存してしまうと経時
的に揮発して脱ガス現象を引き起こし、有機薄膜の劣化、ひいては発光素子としての劣化
を招く要因となる。さらに、溶媒成分を完全に除去するために加熱温度を上げると、耐熱
性の低い有機薄膜の組成を破壊することになる。

以上のように、インクジェット法による成膜法は、低コストで簡便な手法であり、スル
ープットも早いという利点があるものの、焼成工程が必要になるという点で改善の余地が
残る技術であった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、溶液を塗布することにより薄膜を
成膜する手法において、焼成工程を不要なものとする技術を提供することを課題とする。
そして、当該技術を発光装置の作製に応用することにより低コストかつ簡便な方法でスル
ープットの高い発光装置の作製方法を提供することを課題とする。

本発明は、減圧下で発光性材料を含む溶液を画素電極（陽極もしくは陰極）に向けて噴
射し、前記発光体組成物を前記画素電極上に堆積させて発光体を構成する少なくとも一層
の薄膜を形成することを特徴とするものである。このとき、前記溶液が前記画素電極に到
達する間、該溶液中の溶媒を揮発させると共に、残存した前記発光体組成物を前記画素電
極上に堆積させて発光体を構成する少なくとも一層の薄膜を形成しても良いし、さらには
、前記画素電極を加熱（発光体の耐熱性を考慮して室温（典型的には２０℃）〜３００℃
、さらに好ましくは５０〜２００℃が良い。）しておくことにより前記溶液が該画素電極
に到達すると同時に該溶液中の溶媒の揮発を開始させ、残存した前記発光体組成物を前記
画素電極上に堆積させて発光体を構成する少なくとも一層の薄膜を形成しても良い。いず
れにしても、本発明の特徴は、発光体を構成する少なくとも一層の薄膜を形成すると同時
に溶媒成分を揮発させてしまい、従来必要であった焼成工程をなくす又は焼成工程の短縮
化を図る点である。

上記本発明において、発光体とは、キャリア注入層（正孔注入層又は電子注入層）、キ
ャリア輸送層（正孔輸送層又は電子輸送層）、キャリア阻止層（正孔阻止層又は電子阻止
層）、発光層その他のキャリアの再結合に寄与する有機化合物もしくは無機化合物または
これらの積層体をいう。また、発光体組成物とは、これらの発光体の材料となる組成物を
いい、有機化合物であると無機化合物であるとを問わない。発光体組成物は、大別して発
光性材料もしくはキャリア（正孔又は電子）輸送性材料がある。

発光性材料とは、正孔及び電子を注入することによりエレクトロルミネセンスによる発
光現象を発生させる材料である。このような発光性材料は、無機化合物にも有機化合物に
も見られるが、本発明の如き溶液を塗布する方法においては、有機化合物を用いることが
好ましい。また、発光性材料としては、一重項励起により蛍光を発する材料を用いても良
いし、三重項励起により燐光を発する材料を用いても良い。また、正孔輸送性材料とは、
正孔が移動し易い材料であり、電子輸送性材料とは、電子が移動し易い材料である。

減圧下とは、大気圧よりも低い圧力下であることを指し、窒素、希ガスその他の不活性
ガスで充填された雰囲気（以下、不活性雰囲気という。）では１×１０²〜２×１０⁴Ｐａ
（好ましくは、５×１０²〜５×１０³Ｐａ）とすれば良いし、真空中では１〜５×１０⁴
Ｐａ（１×１０²〜１×１０³Ｐａ）とすれば良い。減圧下におくことで、雰囲気中に噴射
された液滴は画素電極に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発し、その体積は減少
していく。そして、画素電極上に到達した時点で殆どすべての溶媒が揮発し、到達と同時
に膜形成が完了する。即ち、溶液塗布後に焼成工程等の加熱工程を必要としない点で従来
技術よりも優れている。

また、画素電極に到達する前に十分溶媒を揮発させるためには、溶媒として揮発性の高
い溶媒（即ち蒸気圧の高い溶媒）を用いると良い。なぜならば揮発性が低いと画素電極と
溶液の噴射口（ノズルの先端部）との距離を長くして揮発に要する時間を稼ぐ必要がある
が、当該距離が長いと液滴の弾道誤差が大きくなるからである。揮発性の高い溶媒として
は、メタノール、エタノール等のアルコール類が挙げられる。

また、揮発性の高い溶媒を使わずに沸点の高い溶媒を用いれば、液滴の噴射口における
乾燥によってノズル先端が目詰まりを起こす等の不安を排除することができる。その際、
画素電極を加熱（発光体の耐熱性を考慮して室温（典型的には２０℃）〜３００℃、さら
に好ましくは５０〜２００℃が良い。）しておけば、画素電極に液滴が到達する共に揮発
が開始され、他の画素に液滴を噴射すると同時に焼成工程を済ませることもできる。勿論
、上記方法により液滴が画素電極に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発するよう
にし、さらに画素電極も加熱しておくことによりさらなる膜質の向上を図ることができる
。

上記沸点の高い溶媒としては、ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、ＤＭＦ（ジメチルホ
ルムアミド）、ＤＭＳＯ（ジメチルスルホキシド）、ＨＭＰＡ（ヘキサメチルホスホアミ
ド）その他の極性溶媒を用いることができる。また、極性の低い溶媒においても、キシレ
ン等のアルキルベンゼン（特にドデシルベンゼンの如き長鎖アルキルベンゼンが好ましい
。）のような芳香族系溶媒を用いても良い。
例えば、テトラリンとドデシルベンゼンを１：１で混合した溶媒等を用いることができる
。

なお、本発明は、パッシブマトリクス型の発光装置の作製についてもアクティブマトリ
クス型の発光装置の作製についても実施することが可能であり、特に発光装置の形態に限
定されるものではない。また、発光性材料は、有機化合物に限らず無機化合物についても
実施可能である。特に、本発明を実施した場合、溶液塗布後に特に焼成工程を必要としな
いことから有機化合物同士を積層する場合に有効である。

本発明により特に焼成工程等を要することなく、有機化合物もしくは無機化合物等の発
光体組成物を含む溶液の塗布とほぼ同時に薄膜形成が可能となり、発光装置の製造工程に
おけるスループットを大幅に向上させることができる。

また、形成された薄膜中の溶媒成分は、成膜と同時に十分除去されるため、発光素子の
完成後に脱ガスによって発光層自体が劣化するような不具合を避けることができ、発光装
置の信頼性を高めることができる。

本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。 本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。 本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。 本発明の実施に用いる溶液塗布装置において、発光体組成物を含む溶液を装備するための容器の断面図。 本発明の発光装置の作製方法を示す図。 本発明を実施して得られる発光装置の画素構成を示す上面図及び断面図。 本発明を実施して得られる発光装置の画素構成を示す上面図及び断面図。 本発明の実施に用いる製造装置の上面図。 本発明の実施に用いる製造装置の上面図及び側面図。 本発明の実施に用いる製造装置の上面図及び側面図。 本発明の発光装置の作製方法を示す図。 本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。 本発明の実施に用いる製造装置の上面図。 本発明を実施して得られる発光装置の外観を示す図。 本発明を実施して得られる発光装置を備えた電子機器の一例を示す図。

〔実施の形態１〕 本発明の実施の形態について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）
は、発光性材料を含む溶液が噴射された直後の状態を表し、図１（Ｂ）は、発光性材料が
陽極もしくは陰極に到達して薄膜（発光層）が形成された状態を表している。

図１（Ａ）において、１０１は陽極もしくは陰極であり、１０２は各画素を画定する絶
縁体、１０３はキャリア注入層である。キャリア注入層１０３は、１０１が陽極であれば
正孔注入層であるし、陰極であれば電子注入層である。また、１０４は溶液を塗布するた
めの装置（以下、溶液塗布装置という。）におけるヘッド部を拡大したものであり、一部
分については内部構造を示している。ヘッド部１０４は、発光性材料を含む溶液を噴射す
る機能を持つ複数の噴射部１０５ａ〜１０５ｃを有しており、それぞれに圧電素子（ピエ
ゾ素子）１０６ａ〜１０６ｃが設けられる。また、噴射部１０５ａ〜１０５ｃのそれぞれ
には発光性材料を含む溶液１０７ａ〜１０７ｃが充填されている。

ここで発光性材料を含む溶液１０７ａは、赤色に発光する発光性材料を含み、発光性材
料を含む溶液１０７ｂは、緑色に発光する発光性材料を含み、発光性材料を含む溶液１０
７ｃは、青色に発光する発光性材料を含む。これら三種類の発光性材料は、それぞれ赤色
に発光する画素、緑色に発光する画素及び青色に発光する画素を構成し、これら三つの画
素を一つの画素ユニット（画素単位）として捉える。

なお、図１（Ａ）においてはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれ一つに対応する噴
射部しか説明していないが、並列に複数の噴射部（ノズル）を並べることも可能であり、
スループットを考慮すると画素部の一行分もしくは一列分の画素数（ピクセル数）に相当
する数だけ並べることが最も望ましいと言える。

また、本発明において最も特徴的な点は、ヘッド部１０４と陽極もしくは陰極１０１と
の間の空間１０８が減圧、即ち大気圧よりも低い圧力に維持されている点にある。具体的
には、不活性雰囲気では１×１０²〜２×１０⁴Ｐａ（好ましくは、５×１０²〜５×１０³
Ｐａ）であり、真空中では１〜５×１０⁴Ｐａ（１×１０²〜１×１０³Ｐａ）である。噴
射部１０５ａ〜１０５ｃに充填された発光性材料を含む溶液１０７ａ〜１０７ｃは、圧電
素子１０６ａ〜１０６ｃの体積変化により加圧されて押し出され、画素電極１０１に向か
って噴射される。そして、噴射された液滴１０９は、減圧下で溶媒を揮発させながら進行
し、残存した発光性材料が画素電極１０１上に堆積する。その結果、発光性材料は間欠的
に堆積されることになる。

こうして堆積された薄膜は、特に加熱等の手段により溶媒を揮発させなくても十分に溶
媒成分を除去した状態で薄膜化されているため、脱ガスによる経時劣化等の問題の少ない
発光層が得られる。以上のような構成により溶液を塗布した後も焼成工程等を必要とせず
、スループットを大幅に向上できると共に、加熱による発光性材料自体の劣化も防ぐこと
ができる。なお、本発明の特徴は焼成工程を必要としない点ではあるが、真空中の加熱処
理等の焼成工程を併用しても溶媒成分を十分に除去した脱ガスの少ない発光層が得られる
という本発明の効果を損なうものではない。

こうして図１（Ｂ）に示すように、赤色に発光する発光層１１０ａ、緑色に発光する発
光層１１０ｂ及び青色に発光する発光層１１０ｃが形成される。この後は、必要に応じて
キャリア輸送層、キャリア注入層等を形成した後、対向電極（陽極に対しては陰極、陰極
に対しては陽極）を設ければ発光素子が完成する。

〔実施の形態２〕 本実施の形態は、溶液塗布を液滴の噴射により行うのではなく、あ
る程度の粘性を有するゲル状の溶液を塗布する例である。図２（Ａ）は、発光性材料を含
む溶液が噴射されている状態を表し、図２（Ｂ）は、発光性材料を含む溶液の噴射を止め
た状態を表している。なお、図１に用いられているものと同じ符号については、実施の形
態１の説明を参照すれば良い。

本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように溶液塗布装置のヘッド部２０４にそれぞれ
発光性材料を噴射する機能を持つ複数の噴射部２０５ａ〜２０５ｃを有しており、それぞ
れに圧電素子（ピエゾ抵抗素子）２０６ａ〜２０６ｃが設けられる。また、噴射部２０５
ａ〜２０５ｃのそれぞれには発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃが充填されている
。このとき、図１（Ａ）と同様に、発光性材料を含む溶液２０７ａは、赤色に発光する発
光性材料を含み、発光性材料を含む溶液２０７ｂは、緑色に発光する発光性材料を含み、
発光性材料を含む溶液２０７ｃは、青色に発光する発光性材料を含む。

ただし、本実施の形態においては、発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃの粘性が
実施の形態１の発光性材料を含む溶液１０７ａ〜１０７ｃの粘性よりも高く調節してある
。これは発光性材料を含む溶液が連続的に塗布されるようにするためであり、その結果、
発光性材料は連続的に堆積されることになる。また、図２（Ａ）に示すように、発光性材
料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃを塗布する際は、圧電素子２０６ａ〜２０６ｃを下方に
押し下げた状態で窒素等の不活性ガスにより発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃを
加圧して押し出すように塗布する。

なお、発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃは、噴射口から出た直後に溶媒の揮発
が始まり、次第に体積を減少させながら画素電極１０１上に到達する。
画素電極１０１上に到達した頃には殆どの溶媒が揮発し、残存した発光性材料が堆積して
発光層を形成することになる。勿論、空間１０８の雰囲気は、実施の形態１と同様に減圧
に維持されている。

また、図２（Ｂ）に示すように、発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃの塗布を止
めるときは、不活性ガスによる加圧を止めると共に、圧電素子２０６ａ〜２０６ｃを上方
（矢印の方向）に押し上げた状態とする。こうすると噴射口から少し奥へと発光性材料を
含む溶液が入り込むため、溶液の乾燥を防ぐことができる。

さらに、このとき空間１０８を溶媒雰囲気とすることで発光性材料を含む溶液２０７ａ
〜２０７ｃの噴射口における乾燥を防ぐこともできる。また、本実施の形態では圧電素子
２０６ａ〜２０６ｃを用いて噴射口内へと溶液を導く例を示したが、空間１０８を加圧状
態にして同様のことを行うことも可能である。

こうして図２（Ｂ）に示すように、赤色に発光する発光層２１０ａ、緑色に発光する発
光層２１０ｂ及び青色に発光する発光層２１０ｃが形成される。こうして形成された発光
層は、特に加熱等の手段により溶媒を揮発させなくても十分に溶媒成分を除去した状態で
薄膜化されているため、脱ガスによる経時劣化等の問題の少ない発光層が得られる。以上
のような構成により溶液を塗布した後も焼成工程等を必要とせず、スループットを大幅に
向上できると共に、加熱による発光性材料自体の劣化も防ぐことができる。

なお、本発明の特徴は焼成工程を必要としない点ではあるが、真空中の加熱処理等の焼
成工程を併用しても溶媒成分を十分に除去した脱ガスの少ない発光層が得られるという本
発明の効果を損なうものではない。また、この後は、必要に応じてキャリア輸送層、キャ
リア注入層等を形成した後、対向電極（陽極に対しては陰極、陰極に対しては陽極）を設
ければ発光素子が完成する。

また、本発明は、パッシブマトリクス型の発光装置の作製についてもアクティブマトリ
クス型の発光装置の作製についても実施することが可能であり、特に発光装置の形態に限
定されるものではない。また、発光性材料は、有機化合物に限らず無機化合物についても
実施可能である。特に、本発明を実施した場合、溶液塗布後に特に焼成工程を必要としな
いことから有機化合物同士を積層する場合に有効である。

〔実施の形態３〕 本発明の実施の形態について、図３を用いて説明する。図３（Ａ）
は、発光性材料を含む溶液が噴射され、その液滴が陽極もしくは陰極に到達した直後の状
態を表し、図３（Ｂ）は、発光性材料が陽極もしくは陰極上で焼成されて薄膜（発光層）
が形成された状態を表している。なお、図３の溶液塗布装置は、図１で説明したものと同
じものであり、図１で用いられているものと同じ符号の部分については、実施の形態１の
説明を参照すれば良い。

図３（Ａ）において、圧電素子（ピエゾ素子）１０６ａ〜１０６ｃを有する噴射部１０
５ａ〜１０５ｃのそれぞれには、発光性材料を含む溶液３０７ａ〜３０７ｃが充填されて
いる。発光性材料を含む溶液３０７ａ〜３０７ｃは、赤色、緑色または青色に発光する発
光性材料を溶質として用い、溶媒として沸点の高い溶媒（ただし、室温（典型的には２０
℃）〜３００℃、さらに好ましくは５０〜２００℃の温度で揮発するものが好ましい。）
を用いている。そのため、発光性材料を含む溶液３０７ａ〜３０７ｃは、非常に乾燥しに
くい溶液となる。

このような発光性材料を含む溶液３０７ａ〜３０７ｃを圧電素子１０６ａ〜１０６ｃで
押し出して複数の噴射部１０５ａ〜１０５ｃから噴射し、陽極もしくは陰極１０１上に到
達した直後の状態の液だまりを３０９で表している。勿論、ヘッド部１０４と陽極もしく
は陰極１０１との間の空間１０８は、減圧、即ち大気圧よりも低い圧力に維持されている
。具体的には、不活性雰囲気では１×１０²〜２×１０⁴Ｐａ（好ましくは、５×１０²〜
５×１０³Ｐａ）であり、真空中では１〜５×１０⁴Ｐａ（１×１０²〜１×１０³Ｐａ）で
ある。

このとき、陽極もしくは陰極１０１は、室温（典型的には２０℃）〜３００℃、さらに
好ましくは５０〜２００℃で加熱されており、陽極もしくは陰極１０１上に到達した直後
の状態の液だまり３０９は、到達した時点から溶媒の揮発が開始される。なお、図３（Ａ
）では１ライン分の画素についてのみ説明しているが、実際の画素部には複数ラインの画
素が並列されており、発光性材料を含む溶液３０７ａ〜３０７ｃは各画素に順次噴射され
ることになる。従って、画素分全体を塗布するには一定の時間が必要であり、本実施の形
態は、その一定の時間を活用して焼成工程を終えてしまうというものである。

こうして堆積された薄膜は、画素部全体の塗布が終了した時点でほぼ焼成工程が完了し
ており、焼成工程自体は行うものの従来の手法に比べて大幅に工程時間を短縮化すること
が可能である。こうして図３（Ｂ）に示すように、赤色に発光する発光層３１０ａ、緑色
に発光する発光層３１０ｂ及び青色に発光する発光層３１０ｃが形成される。この後は、
必要に応じてキャリア輸送層、キャリア注入層等を形成した後、対向電極（陽極に対して
は陰極、陰極に対しては陽極）を設ければ発光素子が完成する。

なお、沸点の高い溶媒を用いた発光性材料を含む溶液を用いてインクジェット方式によ
り溶液を塗布するに際し、被形成部となる画素部全体を加熱するという本実施の形態の構
成は、実施の形態１のみならず実施の形態２の構成の溶液塗布装置に適用しても本実施の
形態と同じ効果を得ることができる。

〔実施の形態４〕 本実施の形態では、実施の形態１及び実施の形態２に示した発光体
組成物を含む溶液をヘッド部に充填するにあたって、発光体組成物を大気に曝すことなく
充填するための技術について説明する。

図４に示すのは、発光体組成物を含む溶液を溶液塗布装置に装備（ストック）
しておくための容器（キャニスター缶）の断面図である。容器３５１は、機密性、特に酸
素や水分の透過に対して十分な耐性を有する材質で形成することが望ましく、ステンレス
やアルミニウム等を用いれば良い。また、内表面は鏡面加工しておくことが望ましい。さ
らに、必要に応じて内表面及び／又は外表面に窒化シリコン膜、ダイヤモンドライクカー
ボン膜その他の酸素透過率の低い絶縁膜を設けても良い。これは容器３５１の内部に設け
られた発光体組成物を含む溶液３５２の劣化を防ぐためである。

また、３５３は、容器３５１内に窒素、希ガスその他の不活性ガスを入れるための導入
口であり、ここから不活性ガスを導入して容器内圧を加圧する。また、３５４は、加圧に
より送り出された発光体組成物を含む溶液３５２を溶液塗布装置（図示せず）のヘッド部
へ送るための導出口である。導入口３５３及び導出口３５４は、容器３５１と別の材質で
形成しても良いし、一体形成としても良い。

なお、３５６は、導入口３５３と連結する導入管であり、実際に不活性ガスを導入する
時は、導入口３５３に導入管３５６の先端を連結させて不活性ガスを導入する。同様に、
導出管３５７の先端は、導出口３５４に連結されて発光体組成物を含む溶液３５２を導出
する。図中においては、取り外し可能なため、点線で表してある。

実施の形態１及び実施の形態２に示した各ヘッド部は、導出管３５７の延長された先端
に取り付けられる。そして、実施の形態１の場合、不活性ガスで容器３５１内を加圧した
状態で圧電素子１０６ａ〜１０６ｃを振動させることにより間欠的に発光体組成物を含む
溶液３５２を噴出することが可能となる。また、実施の形態２の場合、不活性ガスで容器
３５１内を加圧している間は連続的に塗布することが可能であり、加圧を止めると発光体
組成物を含む溶液３５２の噴出も止まる。

さらに、本実施の形態では、発光体組成物を含む溶液３５２を容器３５１内へ入れてか
ら溶液塗布装置へ取り付けるまでの間、常に大気から遮断された状態で搬送されることに
特徴を有する。即ち、発光体組成物を含む溶液３５２を製造するメーカーが、容器３５１
内へ発光体組成物を含む溶液３５２を入れ、気密性を保ったまま大気開放することなく搬
送し、直接溶液塗布装置に取り付けることを可能とする。これは発光体組成物が酸素や水
分に対して耐性が弱く、劣化しやすいことに鑑みてなされた工夫であり、発光体組成物を
精製した後、塗布されるまで精製したままの純度を保つことができるため、発光体組成物
の劣化の抑制、ひいては発光装置の信頼性の向上に寄与する。

なお、本実施の形態において図４に示した容器は、発光体組成物を含む溶液の純度を保
ちつつ搬送するために好適な一例であって、本発明に用いることのできる容器を限定する
ものではない。

〔実施の形態５〕 本実施の形態は、実施の形態３における画素部全体の加熱に際して
、長波長領域の光を用いることを特徴とする。本実施の形態の構成について、図５（Ａ）
〜（Ｄ）を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は、本実施の形態における加熱方法を示す
上面図であり、図５（Ｂ）はそのＡ−Ａ’における断面図であり、図５（Ｃ）はそのＢ−
Ｂ’における断面図である。

図５（Ａ）において、６０１は少なくとも可視光よりも波長の長い光（代表的には、波
長３００ｎｍよりも波長の長い光）を透過する基板であり、その上に薄膜トランジスタ及
び画素電極等が設けられている。当該基板６０１は、図示しない搬送機構により矢印６０
２の方向に向かって搬送される。

また、基板６０１の表面側上方には溶液塗布装置のヘッド部６０３が設置され、実施の
形態１〜３に説明した態様で発光体組成物を含む溶液の塗布が行われる。塗布された発光
体組成物６０４は、基板６０１の裏面側下方に設置されたランプ６０５から発した光（以
下、ランプ光という。）によって加熱され、溶媒が揮発して（焼成されて）発光体６０６
となる。即ち、塗布された発光体組成物６０４は、塗布された後、順次ランプ光による焼
成が行われて薄膜化する。

即ち、基板６０１の移動により、ヘッド部６０３及びランプ６０５は相対的に基板６０
１の移動方向と逆向きの方向に走査されることになる。勿論、基板６０１を固定し、ヘッ
ド部６０３及びランプ６０５を走査させることも可能である。
そして、このとき常にヘッド部６０３の方が先行して走査される構成とする。その結果、
ヘッド部６０３による溶液塗布とその後のランプ光による焼成工程とがほぼ同時に行われ
、実質的に焼成工程を削減するに等しい効果を得ることができる。

なお、ランプ光として用いることのできる光は、発光体６０６の組成を破壊せず加熱の
みを可能とする波長の光であり、具体的には、４００ｎｍよりも波長の長い光、即ち赤外
光以上の長波長の光が良い。例えば、遠赤外線からマイクロ波までの１μｍ〜１０ｃｍま
での波長領域の電磁波を用いることができる。特に、取扱いの面からも遠赤外線（代表的
には波長４〜２５μｍ）を用いることが好ましい。

また、ここでは単純にヘッド部６０３の一回の走査により全面塗布を完了する例を示し
たが、基板６０１を数回往復移動させ、複数回の重ね塗りを行った後、ランプ６０５の走
査を行っても良い。このとき、ランプ６０５は最初の数回のヘッド部６０３の走査時は消
灯しておき、ヘッド部６０３の最後の走査時に同期させてランプ６０５の走査及び発光を
行えば良い。

以上のように、焼成工程の加熱手段としてランプ等の光源を用いて赤外光以上の波長の
光を照射することにより、発光体組成物の塗布と焼成をほぼ同時に行うことが可能となり
、実質的に焼成工程を削除したプロセスとすることができる。
これにより発光装置の製造工程のスループット向上を図ることができる。

〔実施の形態６〕 実施の形態１〜５に示した発光体としては、発光層、正孔注入層、
正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層もしくは電子阻止層、またはこれらの
積層体が挙げられるが、これらは、有機化合物のみで構成しても良いし、有機化合物と無
機化合物を積層した複合体（ｃｏｍｐｏｓｉｔｅ）であっても良い。

そこで、本実施の形態では、本発明の発光装置の発光体として有機化合物と無機化合物
とを複合したコンポジットを用いる例について説明する。なお、有機化合物と無機化合物
とを積層したハイブリッド構造を特徴とする特許として、米国特許第５，８９５，９３２
号があるが、同特許は、無機化合物からなるダイオードから発した紫外光（波長３８０ｎ
ｍ）を有機化合物であるＡｌｑ₃（トリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体）に照射
して、フォトルミネッセンスと呼ばれる現象により発生させた光を取り出す技術であり、
本実施の形態で説明する発光体、即ちコンポジットとは根本的に異なる技術思想である。

有機化合物の中でも高分子有機化合物（以下、有機ポリマーという。）は、耐熱性が高
く、取扱いも容易であることから溶液塗布による成膜方法において、溶質として用いられ
る。本実施の形態では、これら有機ポリマーと無機化合物とのコンポジットを発光体とし
て用いる例について説明する。

有機ポリマーと無機化合物とを積層して発光体を形成する例としては、典型的には次の
４つのパターンが挙げられる。
（ａ）無機化合物からなる正孔注入層（又は正孔輸送層）と有機ポリマーからなる発光
層との組み合わせ （ｂ）無機化合物からなる電子注入層（又は電子輸送層）と有機ポリ
マーからなる発光層との組み合わせ （ｃ）無機化合物からなる発光層と有機ポリマーか
らなる正孔注入層（又は正孔輸送層）との組み合わせ （ｄ）無機化合物からなる発光層
と有機ポリマーからなる電子注入層（又は電子輸送層）との組み合わせ

また、有機ポリマーと無機化合物とを混合して発光体を形成する例としては、典型的に
は次の３つのパターンが挙げられる。
（ｅ）キャリア輸送性を有する有機ポリマーを発光層とし、該有機ポリマー中に無機化
合物を混合した組み合わせ （ｆ）同極性（ｎ型もしくはｐ型）のキャリア輸送性を有す
る有機ポリマーと無機化合物とを発光層として混合した組み合わせ （ｇ）キャリア輸送
性を有する有機ポリマーにキャリア受容性を有する無機化合物を混合した組み合わせ

上記（ｇ）の構成は、例えば正孔輸送性を有する有機ポリマーに、電子受容性を有する
無機化合物を混合した組み合わせが挙げられる。この場合、電子受容性を有する無機化合
物は、有機ポリマーから電子を受け取り、その結果として有機ポリマー中に正孔が発生し
、さらにその正孔が輸送されて輸送性を得るという構成である。

上記（ａ）〜（ｇ）の構成において、無機化合物からなる正孔注入層または正孔輸送層
としては、ＮｉＯ（酸化ニッケル）等のｐ型半導体材料を用いることができ、無機化合物
からなる電子注入層または電子輸送層としては、ＺｎＯ（酸化亜鉛）、ＴｉＯ₂（二酸化
チタン）等のｎ型半導体材料を用いることができ、無機化合物からなる発光層としては、
ＺｎＳ（硫化亜鉛）、ＣｄＳ（硫化カドミウム）等を用いることができる。

例えば、上記（ｂ）の構成の例としては、有機ポリマーとしてＰＰＶ（ポリパラフェニ
レンビニレン）を用い、無機化合物としてＣｄＳを用い、これらを溶液塗布により作製す
る例が挙げられる。この場合、ＣｄＳの形成に際しては、ＣｄＳのナノ微粒子（数ｎｍ〜
数十ｎｍの微粒子をいう。以下、同じ。）を溶媒に分散させて塗布することができ、この
塗布工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。なお、ＣｄＳの代わりにＺｎＯ、ＴｉＯ
₂等のｎ型半導体材料またはＮｉＯ等のｐ型半導体材料を用いても良い。

また、上記（ｅ）の構成の例としては、有機ポリマーとしてＰＶＫ（ポリビニルカルバ
ゾール）を用い、無機化合物としてＣｄＳを用い、これらを溶液塗布により作製する例が
挙げられる。この場合、ＣｄＳが発光中心となって発光する。
ＣｄＳの形成に際しては、ＣｄＳの微粒子を溶媒に分散させて塗布することができ、この
塗布工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。なお、ＣｄＳの代わりにＺｎＳ等の無機
化合物を用いることが可能である。これらＣｄＳやＺｎＳは、ナノ微粒子を作りやすい無
機化合物であるので、本発明のように溶液塗布を前提とする場合に非常に好適な材料であ
る。

また、上記（ｇ）の構成の例としては、有機ポリマーとしてＰＣ（ポリカーボネート）
を用い、このＰＣに正孔輸送性の無機化合物であるＴＰＤ（トリフェニルジアミン）及び
Ｔｉのアルコキシドを混合して溶液塗布した後、加水分解及び真空加熱により、ＰＣ、Ｔ
ＰＤ及びＴｉＯ₂が混合された発光体を形成する例が挙げられる。この場合、ＣｄＳの形
成に際しては、ＣｄＳの微粒子を溶媒に分散させて塗布することができ、この塗布工程に
本発明の塗布工程を実施すれば良い。

以上のように、様々な有機化合物及び無機化合物を用いることにより複合化された発光
体（コンポジット）を作製することが可能であり、また、その形成に際して本発明の作製
方法を実施することが可能である。

なお、本実施の形態に示す発光体（コンポジット）の構成は、実施の形態１〜３、５の
いずれの方法によっても作製することが可能であり、実施の形態４に示す容器での保存も
可能である。

〔実施の形態７〕 本実施の形態は、本発明を実施して作製しうる発光装置の一例につ
いて、図６を用いて説明する。図６（Ａ）に示す画素構成において、４０１はデータ信号
線、４０２はゲート信号線、４０３は電源線、４０４はスイッチング用の薄膜トランジス
タ（スイッチングＴＦＴという。以下、同じ。）、４０５は電荷保持用のコンデンサ、４
０６は発光素子に電流を供給するための駆動用薄膜トランジスタ（駆動ＴＦＴという。以
下、同じ。）、４０７は駆動ＴＦＴのドレインに接続された画素電極であり、画素電極４
０７は発光素子の陽極として機能する。また、４１２は、対向電極であり、対向電極４１
２は発光素子の陰極として機能する。

このときのＡ−Ａ’における切断面に相当する図面を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）に
おいて、４１０は基体であり、ガラス基体、石英基体、プラスチック基体その他の透光性
基体を用いることができる。基体４１０の上には半導体プロセスを用いて駆動ＴＦＴ４０
６が形成される。また、駆動ＴＦＴ４０６に接続されるように形成された画素電極４０７
の端部及び少なくとも駆動ＴＦＴ及びスイッチングＴＦＴを覆い隠すように、格子状にパ
ターン化された絶縁体４０８が設けられる。

これら画素電極４０７の上には発光体４１１ａ〜４１１ｃ、陰極として機能する対向電
極４１２及びパッシベーション膜４１３が設けられる。発光体４１１ａ〜４１１ｃは、キ
ャリア注入層、キャリア輸送層、キャリア阻止層、発光層その他のキャリアの再結合に寄
与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体を指す。この発光体４１１ａ
〜４１１ｃの積層構造及び材料は、公知の構成及び材料を用いても良い。

例えば、特開２０００−２６８９６７号公報、特開２０００−２９４３７５号公報等に
記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗（抵抗率が１〜１×１
０¹¹Ω・ｃｍ）の無機正孔注入層（もしくは無機正孔輸送層と言っても良い。）を含んで
も良い。この無機正孔注入層は、第１成分としてＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＦｒか
ら選ばれたアルカリ金属元素、またはＭｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれたアルカリ土類金属
元素、またはＬａ及びＣｅから選ばれたランタノイド系元素を含み、第２成分として、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｒｕ、Ｓｍ及びＩｎから選ばれた元素を含む。また、発光体のうちの少な
くとも一層として、高抵抗（抵抗率が１〜１×１０¹¹Ω・ｃｍ）の無機電子輸送層を含ん
でも良い。この無機正孔注入層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｉｒ、
Ｎｂ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｄ及びＣｏから選ばれた金属元素またはこれらの酸化物
、炭化物、窒化物、珪化物もしくは硼化物を含む。また、この無機正孔注入層の主成分を
シリコン、ゲルマニウムもしくはシリコンゲルマニウムの酸化物としても良い。このよう
に材料として安定な無機絶縁膜を発光体の一部に用いることで発光素子としての信頼性を
高めることができる。

また、対向電極４１２としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素を含むアルミ
ニウム膜もしくは銀薄膜等を用いることができるが、本実施の形態の場合、発光体４１１
ａ〜４１１ｃから発した光を透過する必要があるため、膜厚を５０ｎｍ以下にすることが
望ましい。また、パッシベーション膜４１３としては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウ
ム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水分や酸素に高いブロッキング性を示す絶
縁膜を用いることができる。

以上の構成の発光装置を作製するにあたって本発明を実施することにより低コストかつ
簡便な方法でスループットの高い発光装置を生産することが可能となり、さらには当該発
光装置の信頼性をも向上させることができる。

〔実施の形態８〕 本実施の形態は、本発明を実施して作製しうる発光装置の一例につ
いて、図７を用いて説明する。図７（Ａ）に示す画素構成において、５０１はデータ信号
線、５０２はゲート信号線、５０３は電源線、５０４はスイッチングＴＦＴ、５０５は電
荷保持用のコンデンサ、５０６は駆動ＴＦＴ、５０７は駆動ＴＦＴのドレイン電極、５０
８は駆動ＴＦＴのドレイン電極に接続された画素電極であり、画素電極５０８は発光素子
の陽極として機能する。この画素電極５０８は、発光体から発した光が透過しうるように
、可視光に対して透明な導電膜を用いることが好ましく、ＩＴＯ（酸化インジウムと酸化
スズの化合物）や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった酸化物導電膜を用いること
が好ましい。また、５１２は、対向電極であり、対向電極５１２は発光素子の陰極として
機能する。

このときのＡ−Ａ’における切断面に相当する図面を図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）に
おいて、５１０は基体であり、ガラス基体、石英基体、プラスチック基体その他の透光性
基体を用いることができる。基体５１０の上には半導体プロセスを用いて駆動ＴＦＴ５０
６が形成される。また、駆動ＴＦＴ５０６に接続されるように形成された画素電極５０８
の端部及び少なくとも駆動ＴＦＴ及びスイッチングＴＦＴを覆い隠すように、格子状にパ
ターン化された絶縁体５０９が設けられる。

これら画素電極５０８の上には発光体５１１ａ〜５１１ｃ、陰極として機能する対向電
極５１２及びパッシベーション膜５１３が設けられる。発光体５１１ａ〜５１１ｃは、キ
ャリア注入層、キャリア輸送層、キャリア阻止層、発光層その他のキャリアの再結合に寄
与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体を指す。この発光体５１１ａ
〜５１１ｃの積層構造及び材料は、公知の構成及び材料を用いても良い。

例えば、特開２０００−２６８９６７号公報、特開２０００−２９４３７５号公報等に
記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗（抵抗率が１〜１×１
０¹¹Ω・ｃｍ）の無機正孔注入層（もしくは無機正孔輸送層と言っても良い。）を含んで
も良い。この無機正孔注入層は、第１成分としてＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ及びＦｒか
ら選ばれたアルカリ金属元素、またはＭｇ、Ｃａ及びＳｒから選ばれたアルカリ土類金属
元素、またはＬａ及びＣｅから選ばれたランタノイド系元素を含み、第２成分として、Ｚ
ｎ、Ｓｎ、Ｖ、Ｒｕ、Ｓｍ及びＩｎから選ばれた元素を含む。また、発光体のうちの少な
くとも一層として、高抵抗（抵抗率が１〜１×１０¹¹Ω・ｃｍ）の無機電子輸送層を含ん
でも良い。この無機正孔注入層は、Ａｕ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｒｕ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｉｒ、
Ｎｂ、Ｐｔ、Ｗ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｐｄ及びＣｏから選ばれた金属元素またはこれらの酸化物
、炭化物、窒化物、珪化物もしくは硼化物を含む。また、この無機正孔注入層の主成分を
シリコン、ゲルマニウムもしくはシリコンゲルマニウムの酸化物としても良い。このよう
に材料として安定な無機絶縁膜を発光体の一部に用いることで発光素子としての信頼性を
高めることができる。

また、対向電極５１２としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素を含むアルミ
ニウム膜もしくは銀薄膜等を用いることができる。また、パッシベーション膜５１３とし
ては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水
分や酸素に高いブロッキング性を示す絶縁膜を用いることができる。

以上の構成の発光装置を作製するにあたって本発明を実施することにより低コストかつ
簡便な方法でスループットの高い発光装置を生産することが可能となり、さらには当該発
光装置の信頼性をも向上させることができる。

〔実施の形態９〕 本実施の形態では、発光体の形成から発光素子の封止までの工程を
自動化したマルチチャンバー方式の製造装置の例を図８に示す。図８において、１１は受
け入れ基板の仕込室、１２、１４ａ、１８、２４は各室（チャンバー）へ被処理基板を搬
送する搬送室（共通室ともいう。）、１５、１７、２１は各搬送室間で基板の受け渡しを
行う受渡室、２９は処理済み基板の取出室である。また、１３は前処理室であり、発光体
を形成する前に予め電極表面の清浄化もしくは仕事関数の調整が行われる。

また、１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂはそれぞれ赤色、青色、緑色に対応する発光層の成膜室
、１６Ｈは正孔注入層（ＨＩＬ）もしくは正孔輸送層（ＨＴＬ）の成膜室、１６Ｅは電子
注入層（ＥＩＬ）もしくは電子輸送層（ＥＴＬ）の成膜室である。これらの成膜室のいず
れか一つもしくは複数に本発明の特徴である溶液塗布装置を備えることで本発明を実施す
ることができる。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層もしくは電子輸送層を成膜
するためにスピンコート法を用いる必要がある場合は、別途スピンコート用の成膜室を設
ければ良い。

また、１９は酸化物導電膜の成膜室、２０は陰極となる金属膜を成膜するための成膜室
、２３はパッシベーション膜として用いる絶縁膜を成膜するための成膜室である。成膜室
２０は、蒸着法による成膜室とすることも可能であるが、蒸着の場合はＸ線、電子線等の
放射線によってＴＦＴ及び発光性材料が劣化することが懸念されるため、スパッタ法によ
る成膜室とすることが望ましい。

また、２７は封止用の封止基板をストックするための封止基板ロード室、２５はシール
材を形成するためのディスペンサ室、２６は被処理基板と封止基板とを貼り合わせで発光
素子を封止するための封止室である。これら封止室等を備えているため、本実施の形態に
示す製造装置は、発光素子を一度も大気に曝すことなく封止することが可能であり、信頼
性の高い発光装置を実現する上で有効な構成となっている。

図８の製造装置において、各チャンバーはそれぞれゲート弁で仕切られ、他のチャンバ
ーとの間を密閉遮断することができる。さらに各チャンバーはそれぞれ真空排気ポンプに
連結されており、真空を維持することも不活性ガスを導入して減圧雰囲気とすることもで
きるようになっている。真空排気ポンプとしては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クラ
イオポンプまたはドライポンプを用いることができる。また、導入する不活性ガスは予め
精製器等を通して十分に高純度化しておくことが望ましい。

なお、図８に示す製造装置の構成は、あくまで一例であり、本発明を何ら限定するもの
ではない。本実施の形態は、本発明である発光装置の作製方法を実施するための溶液塗布
装置をマルチチャンバー方式の製造装置に組み合わせることが可能であることを示すもの
であり、実施の形態１〜８のいずれの構成とも組み合わせて発光装置を作製する場合にお
いても実施できる。

〔実施の形態１０〕 本実施の形態では、発光体の形成から陰極の形成までの工程を行
うインライン方式の製造装置に本発明の実施に用いる溶液塗布装置を組み合わせた例を図
９に示す。なお、図９（Ａ）は上面図、図９（Ｂ）は側面図である。

図９（Ａ）、（Ｂ）において、４１は基板の搬入を行うロード室、４２は基板の搬出を
行うアンロード室、４３は正孔注入層を成膜する成膜室、４４は正孔輸送層を成膜する成
膜室、４５は発光層を成膜する成膜室、４６は電子注入層を成膜する成膜室、４７は陰極
となる金属膜を成膜する成膜室である。図中の矢印５０は、基板４０の搬送方向であり、
既に処理の終了した基板は点線で表してある。このとき、基板４０は立てた状態、即ち表
面（被処理面）が重力の方向に対して平行な状態で搬送される。

成膜室４３〜４６のそれぞれは、本発明を実施するための溶液塗布装置であり、内部に
はヘッド部４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａが設けられている。これらのヘッド部はいず
れも実施の形態１または実施の形態２で説明した構成を有し、減圧下で有機化合物もしく
は無機化合物を含む溶液の塗布及び薄膜形成が行われる。勿論、基板４０を室温（典型的
には２０℃）〜３００℃、さらに好ましくは５０〜２００℃で加熱する機構を備えても良
い。

また、図９（Ｂ）において、成膜室（発光層）４５の側面図は、基板表面に沿って移動
するヘッド部を上方から見た様子に相当する。矢印５１は、ヘッド部４５ａの移動方向を
示しており、基板４０の一端から他端に向かって、基板表面と平行に移動し、溶液塗布及
び薄膜形成が行われる。なお、基板４０とヘッド部４５ａの先端部（噴射口）との距離（
Ｌ）は、２〜２０ｍｍである。

さらに、このとき、各成膜室４３〜４６内には窒素、希ガスその他のフッ化性ガスが紙
面に垂直な方向に向かって上から下へ流れており、基板４０とヘッド部４３ａ〜４６ａと
の間には不活性ガスによる層流（ラミナーフロー）が形成される。このとき、基板を加熱
する代わりに又は併用して、流れる不活性ガスを加熱することもできる。勿論、不活性ガ
スを導入せずに真空とすることも可能である。

また、成膜室４７はスパッタ法により陰極となる金属膜を成膜するチャンバーであり、
基板４０が長方形のターゲット４７ａの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、アル
ミニウムとリチウムとの合金膜といった周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む金
属膜を形成することが可能である。ターゲット４７ａの形状はこれに限定されるものでは
ないが、基板４０を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕円形状その他の
細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ装置面積を小さ
くできるという点が挙げられる。

なお、本発明の特徴として、溶液塗布と同時に薄膜形成が行われるため焼成工程等が不
要である点が挙げられるが、各成膜室４３〜４７の間において真空中での加熱等の焼成工
程を設けても構わない。発光層等の薄膜中から溶媒成分を除去すればその分だけ信頼性が
向上すると考えられるからである。

〔実施の形態１１〕 本実施の形態では、発光体の形成から発光素子の封止までの工程
を行うインライン方式の製造装置に本発明の実施に用いる溶液塗布装置を組み合わせた例
を図１０に示す。なお、図１０（Ａ）は製造装置の上面図、図１０（Ｂ）は製造装置の側
面図である。

図１０（Ａ）、（Ｂ）において、６１は基板の搬入を行うロード室、６２は基板の搬出
を行うアンロード室、６３は正孔注入層を成膜する成膜室、６４は発光層を成膜する成膜
室、６５は電子注入層を成膜する成膜室、６６は陰極となる金属膜を成膜する成膜室、６
７はパッシベーション効果を有する保護膜を成膜する成膜室である。図中の矢印７０は、
基板６０の搬送方向であり、既に処理の終了した基板は点線で表してある。このとき、基
板６０は立てた状態、即ち表面（被処理面）が重力の方向に対して平行な状態で搬送され
る。

成膜室６３〜６５のそれぞれは、本発明を実施するための溶液塗布装置であり、内部に
はヘッド部６３ａ、６４ａ、６５ａが設けられている。これらのヘッド部はいずれも実施
の形態１または実施の形態２で説明した構成を有し、減圧下で有機化合物もしくは無機化
合物を含む溶液の塗布及び薄膜形成が行われる。勿論、基板６０を室温（典型的には２０
℃）〜３００℃、さらに好ましくは５０〜２００℃で加熱する機構を備えても良い。

また、図１０（Ｂ）において、成膜室（発光層）６４の側面図は、基板表面に沿って移
動するヘッド部を上方から見た様子に相当する。矢印７１は、ヘッド部６４ａの移動方向
を示しており、基板６０の一端から他端に向かって、基板表面と平行に移動し、溶液塗布
及び薄膜形成が行われる。なお、基板６０とヘッド部６４ａの先端部（噴射口）との距離
（Ｌ）は、２〜２０ｍｍである。

さらに、このとき、各成膜室６３〜６５内には窒素、希ガスその他のフッ化性ガスが紙
面に垂直な方向に向かって上から下へ流れており、基板６０とヘッド部６３ａ〜６５ａと
の間には不活性ガスによる層流（ラミナーフロー）が形成される。このとき、基板を加熱
する代わりに又は併用して、流れる不活性ガスを加熱することもできる。勿論、不活性ガ
スを導入せずに真空とすることも可能である。

また、成膜室６６はスパッタ法により陰極となる金属膜を成膜するチャンバーであり、
基板６０が長方形のターゲット６６ａの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、アル
ミニウムとリチウムとの合金膜といった周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む金
属膜を形成することが可能である。ターゲット６６ａの形状はこれに限定されるものでは
ないが、基板６０を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕円形状その他の
細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ装置面積を小さ
くできるという点が挙げられる。

また、成膜室６７はスパッタ法（好ましくは高周波スパッタ法）によりパッシベーショ
ン効果を有する絶縁膜を成膜するチャンバーであり、実施の形態７と同様に基板６０が長
方形のターゲット６７ａの横を通過する間に成膜が行われる。
例えば、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜といった緻密性の高いシリコン化合物膜を
形成することが可能である。ターゲット６７ａの形状はこれに限定されるものではないが
、実施の形態７と同様に基板６０を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕
円形状その他の細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ
装置面積を小さくできるという点が挙げられる。

なお、本発明の特徴として、溶液塗布と同時に薄膜形成が行われるため焼成工程等が不
要である点が挙げられるが、各成膜室６３〜６６の間において真空中での加熱等の焼成工
程を設けても構わない。発光層等の薄膜中から溶媒成分を除去すればその分だけ信頼性が
向上すると考えられるからである。

〔実施の形態１２〕 実施の形態１０及び実施の形態１１では、基板を立てた状態、即
ち被処理面が重力の方向に対して平行な状態で搬送される場合について説明したが、本実
施の形態ではそれと異なる構成とした例について図１１を用いて説明する。

図１１（Ａ）、（Ｂ）は、本実施の形態における発光体の作製工程を示す図面であり、
基板８００の表面に沿って溶液塗布装置のヘッド部８０１が走査される。このヘッド部８
０１から実施の形態１〜３に示すような態様で発光体組成物を含む溶液が噴射され、焼成
工程を特に設けることなく発光体８０２が形成される。このとき、本実施の形態の特徴は
、基板８００が重力方向に対してある傾きをもって設置されている点である。この傾きが
小さすぎると製造装置の省スペース化という利点が損なわれるため、好ましくは７０〜９
５°（さらに好ましくは８０〜９０°）とすれば良い。

また、本実施の形態の別の特徴は、基板全体において所定の塗布工程が終了したら、ヘ
ッド部８０１の噴射口の乾燥を防ぐ手段が講じられている点である。即ち、基板８００の
下には、ヘッド部８０１を収納するための収納部８０３が設置され、その内部は、溶媒を
揮発させたガスで充填されている。溶媒を揮発させたガス（溶媒成分を含むガス）は、導
入口８０４から導入された後、収納部８０３の下部に設けられた複数の開口部８０５によ
って収納部８０３の内部に充填される。

なお、「溶媒を揮発させたガス」とは、形成すべき発光体を溶解しうる溶媒であり、ヘ
ッド部８０１で噴射する発光体組成物を含む溶液の溶媒と同じものであることが好ましい
。勿論、同じものに限定する必要はなく、形成すべき発光体の種類に応じて適宜変更すれ
ば良い。

次に、発光体の形成工程が終了した時点におけるヘッド部８０１の状態を図１１（Ｃ）
、（Ｄ）に示す。図１１（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、ヘッド部８０１は、収納部８０３
の内部に完全に隠れるように収納され、溶媒ガスの雰囲気に曝される。このとき、収納部
８０３に蓋部を設け、ヘッド部８０１が収納された後、蓋をして溶媒成分の外部への拡散
を抑制することは有効である。勿論、ヘッド部は、図示されていない支持材等により固定
されて走査されるわけであるから、これを避けて蓋をするのは当然である。

以上のように、本実施の形態では、発光体の形成工程を終了した後、ヘッド部をその形
成対象となる発光体を溶解しうる溶媒で満たされた雰囲気に曝すことを特徴とし、これに
より、ヘッド部８０１の噴射口においては、溶媒によって発光体組成物が溶解されるため
、乾燥などにより目詰まりが起こるようなことがない。即ち、発光体組成物の噴射を止め
ても乾燥しない環境にあるため、従来のインクジェット方式のように常に溶液を連続噴射
して乾燥を防ぐ必要もなく、無駄に噴射して排出する割合を削減され、発光体組成物の利
用効率の向上を図ることができる。

なお、本実施の形態は、基板を立てた状態で溶液を塗布する発光装置の作製方法に適用
した場合について説明したが、塗布後にヘッド部を上記溶媒成分で満たした雰囲気に曝し
て乾燥を防ぐという技術思想は、基板を従来のように横置きにした場合についても適用で
きることは言うまでもない。

また、本実施の形態は、実施の形態４、５、９〜１１のいずれの構成を含む製造装置と
も組み合わせが可能であり、また、実施の形態６〜８のいずれの構成を含む発光装置の作
製方法に用いることも可能である。

〔実施の形態１３〕 本実施の形態では、本発明に係る発光装置の作製方法に用いる溶
液塗布装置のヘッド部の構成について、図１２を用いて説明する。なお、本実施の形態は
、基板を立てた状態で塗布する態様（実施の形態１０、１１に対応）であるが、基板を横
置きにした場合にも実施することが可能であることは言うまでもない。

図１２（Ａ）において、基板９０１は、磁性体からなるサセプタ９０２に支持され、縦
置き（斜めの場合も含む。）に設置される。そして、基板９０１の表面側に近接して溶液
塗布装置のヘッド部９０３が設けられる。このとき、ノズル（噴射口）９０４の先端部の
拡大部分を点線部分９０５で示す。ノズル内部は、中空構造となっており、そのさらに内
部に固定された芯９０６、芯９０６に弾性体（本実施の形態ではバネ）９０７を介して連
結された磁性体からなるキャップ（以下、磁性体キャップという。）９０８を有する。そ
して、中空構造の外側は、発光体組成物を含む溶液９０９で充填されている。

磁性体キャップ９０８は、磁性体からなるサセプタ９０２との間に斥力が働くような材
質を選択する。図１２（Ａ）の場合、基板９０１と磁性体キャップ９０８との間の距離（
Ｘ１）は、サセプタ９０２と磁性体キャップ９０８との間で斥力が有効に働かない距離で
あり、磁性体の材質及び基板の厚さ等により決定される距離である。サセプタ９０２と磁
性体キャップ９０８との間で斥力が有効に働かない場合、磁性体キャップ９０８は、弾性
体９０７に押されてノズル９０４の先端部に詰められ、発光体組成物を含む溶液９０９が
噴射されないようになっている。

一方、溶液塗布を開始した後は、図１２（Ｂ）に示すように、基板９０１と磁性体キャ
ップ９０８との間の距離をＸ２にまで縮める。このＸ２という距離は、サセプタ９０２と
磁性体キャップ９０８との間に十分に斥力が働く距離であり、この斥力により磁性体キャ
ップ９０８は、弾性体９０７を圧縮して中空構造の内部に押し込まれる。これによりノズ
ル９０４の先端部にはスペースが確保され、発光体組成物を含む溶液９０９が噴射される
。こうして、発光体組成物を含む溶液９０９が基板９０１の表面に塗布され、減圧下で溶
媒が揮発され、又は基板９０１の加熱により溶媒が揮発されて発光体９１０が形成される
。

以上のように、サセプタ及びノズル先端部のキャップとして共に相反発する斥力を働か
せるような関係の磁性体を用いることにより、ある一定の距離まで近づけた時に内部の溶
液を塗布する構成とすることが可能となり、基板とヘッド部（厳密にはノズル）との距離
の均一性を確保することができる。この技術は、特に凹凸を有する基板上に溶液を塗布す
る場合において有効である。

なお、本実施の形態は、実施の形態４、５、９〜１２のいずれの構成を含む製造装置と
も組み合わせが可能であり、また、実施の形態６〜８のいずれの構成を含む発光装置の作
製方法に用いることも可能である。

〔実施の形態１４〕 本実施の形態では、実施の形態１２、１３に示したように、基板
を立てた状態で搬送及び成膜を行う発光装置の製造装置において、マルチチャンバー方式
の製造装置とした例について図１３を用いて説明する。なお、各チャンバーは、互いにゲ
ート弁で連結されて気密状態を保つことができるようになっている。

図１３において、ストック室７０１には基板を搬送するためのキャリア７０２が設置さ
れる。ストック室７０１は、ゲート弁を介して搬送室７０３に連結されており、キャリア
７０２に装備された基板は、搬送アーム７０４によって搬送されて、基板取り付け台７０
５に設置される。このとき、基板はまずプッシャーピン７０６上に載せられ、その後、プ
ッシャーピン７０６を下げて基板取り付け台７０５に設置される。

基板取り付け台７０５は、基板を固定した後、９０℃起き上がり、ロード／アンロード
室７０７の内部まで移動し、基板をサセプタ７００に受け渡す。なお、図１３において、
サセプタ７００を点線で表している部分は、基板処理の際にはそこに位置するが、プロセ
スの進行に合わせて基板及びサセプタが一体となって移動してしまい、今その時点ではそ
こにないことを意味している。

ロード／アンロード室７０７で受け渡された基板は、サセプタ７００と一体となってレ
ールに沿って移動し、ゲート弁で連結された共通室７０８に搬送される。共通室７０８内
にはターンテーブル７０９が設けられ、ターンテーブル７０９上にサセプタ７００が載る
と、ターンテーブル７０９が回転し、共通室にゲート弁を介して連結された次の処理を行
うべきチャンバーを選択する。

本実施の形態における製造装置は、処理を行うチャンバーとして、正孔輸送層（ＨＴＬ
）を成膜する成膜室（ＨＴＬ成膜室）７１０、発光層を成膜する成膜室（発光層成膜室）
７１１、電子輸送層（ＥＴＬ）を成膜する成膜室（ＥＴＬ成膜室）７１２及びスパッタ法
により導電膜を成膜する成膜室（スパッタ成膜室）７１３が設けられている。発光体を形
成するための成膜室７１０〜７１２は、いずれも実施の形態１〜３で説明した溶液塗布装
置が設けられ、減圧下においてインクジェット等の溶液塗布による発光体組成物の成膜が
行われるチャンバーである。なお、各チャンバーには、それぞれ溶液塗布装置のヘッド部
７１０ａ〜７１２ａが設けられ、これらヘッド部が紙面に向かう方向（即ち基板表面に沿
う方向）
に走査されて被膜形成が行われる。

また、スパッタ法により陰極を成膜する成膜室７１３は、電極７１４、７１５及びター
ゲット７１６が設けられ、これらは全て柱状または長楕円状の形状となっている。サセプ
タ７００に取り付けられた基板は矢印の方向に搬送され、ターゲット７１６の横を通過す
る際に成膜が行われる。このときスパッタ法は、ＤＣ（直流）スパッタ法であってもＲＦ
（交流）スパッタ法のいずれを用いても良い。

そして、各チャンバーにて処理を終了した基板（サセプタ）は、ロード／アンロード室
７０７に戻り、基板取り付け台７０５等を経てキャリア７０２に収納される。以上で発光
素子の陰極形成までの工程を完了する。なお、本実施の形態では、陰極形成までの工程を
行う製造装置について説明したが、パッシベーション膜（保護膜）の形成や、シール缶等
による封止工程まで完了させるようチャンバー数を増やしても良い。また、発光体の構成
は、本実施の形態に限定するものではなく、実施の形態６に示したようなコンポジットの
形成にも適用できるし、その際は、チャンバー数の変更、成膜室の処理内容の変更その他
の変更を行えば良い。

なお、本実施の形態は、実施の形態４、５の構成を具備するものであっても良いし、実
施の形態７、８に記載の発光装置の作製に用いることが可能である。さらに、成膜室とし
て実施の形態１２、１３の構成を適用しても構わない。

〔実施の形態１５〕 本実施の形態では、本発明を実施して作製した発光装置の全体の
構成について、図１４を用いて説明する。図１４は、薄膜トランジスタが形成された素子
基板をシーリング材によって封止することによって形成された発光装置の上面図であり、
図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ
）のＡ−Ａ’における断面図である。

基板８１上には、画素部（表示部）８２、該画素部８２を囲むように設けられたデータ
線駆動回路８３、ゲート線駆動回路８４ａ、８４ｂ及び保護回路８５が配置され、これら
を囲むようにしてシール材８６が設けられている。画素部８２は本発明を実施して作製し
た発光素子を備える。シール材８６としては、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂その他の樹
脂を用いることが可能であるが、できるだけ吸湿性の低い材料を用いることが望ましい。
なお、シール材８６は、データ線駆動回路８３、ゲート線駆動回路８４ａ、８４ｂ及び保
護回路８５の一部に重畳させて設けても良いし、これらの回路を避けて設けても良い。

そして、シール材８６を用いてシーリング材８７が接着され、基板８１、シール材８６
及びシーリング材８７によって密閉空間８８が形成される。シーリング材８７としては、
ガラス材、金属材（代表的にはステンレス材）、セラミックス材、プラスチック材（プラ
スチックフィルムも含む）を用いることができる。また、実施の形態８に示したように絶
縁膜のみで封止することも可能である

なお、シーリング材８７として、基板８１と異なる材料を用いた場合、熱膨張係数の違
いからシール材８６の密着性を損なう可能性がある。従って、シーリング材８７としては
、トランジスタが形成される基板８１と同一材料のものを用いることが望ましい。換言す
れば、基板８１と同一の熱膨張係数を有する基体を用いることが望ましい。本実施の形態
では、基板８１及びシーリング材８７の材料としてガラスを用い、さらにシーリング材８
７は、基板８１が薄膜トランジスタの作製過程における熱履歴と同一の熱履歴を通すこと
により熱膨張係数を揃える。

シーリング材８７には予め凹部の中に吸湿剤（酸化バリウムもしくは酸化カルシウム等
）８９が設けられ、上記密閉空間２８の内部において、水分や酸素等を吸着して清浄な雰
囲気に保ち、ＥＬ層の劣化を抑制する役割を果たす。この凹部は目の細かいメッシュ状の
カバー材９０で覆われており、該カバー材９０は、空気や水分は通し、吸湿剤８９は通さ
ない。なお、密閉空間８８は、窒素もしくはアルゴン等の希ガスで充填しておけばよく、
不活性であれば樹脂もしくは液体で充填することも可能である。

また、基板８１上には、データ線駆動回路８３及びゲート線駆動回路８４ａ、８４ｂに
信号を伝達するための端子部９１が設けられ、該端子部９１へはＦＰＣ（フレキシブルプ
リントサーキット）９２を介してビデオ信号等のデータ信号が伝達される。端子部９１の
断面は、図１４（Ｂ）の通りであり、ゲート配線もしくはデータ配線と同時に形成された
配線９３の上に酸化物導電膜９４を積層した構造の配線とＦＰＣ９２側に設けられた配線
９５とを、導電体９６を分散させた樹脂９７を用いて電気的に接続してある。なお、導電
体９６としては、球状の高分子化合物に金もしくは銀といったメッキ処理を施したものを
用いれば良い。

本実施の形態において、保護回路８５は端子部９１とデータ線駆動回路８３との間に設
けられ、両者の間に突発的なパルス信号等の静電気が入った際に、該パルス信号を外部へ
逃がす役割を果たす。その際、まず瞬間的に入る高電圧の信号をコンデンサによって鈍ら
せ、その他の高電圧を薄膜トランジスタや薄膜ダイオードを用いて構成した回路によって
外部へと逃がすことができる。勿論、保護回路は、他の場所、例えば画素部８２とデータ
線駆動回路８３との間や画素部８２とゲート線駆動回路８４ａ、８４ｂの間などに設けて
も構わない。

〔実施の形態１６〕 実施の形態７、８に示した薄膜トランジスタの構成はいずれもト
ップゲート構造（具体的にはプレーナ構造）であるが、各実施の形態では、ボトムゲート
構造（具体的には逆スタガ構造）とすることも可能である。

また当然のことながら、薄膜トランジスタに限らず、シリコンウェルを用いて形成され
たＭＯＳ構造のトランジスタに適用しても良い。さらには、薄膜トランジスタではなく、
ＭＩＭ（Metal-Insulator-Metal）素子等に代表されるダイオード素子（二端子素子とも
いう。）を用いた場合に適用しても良い。

いずれにしても本発明はアクティブマトリクス型の発光装置の作製にあたって実施する
に際してもトランジスタ構造等のスイッチング素子の構造によってその本来の効果が損な
われるものではない。

〔実施の形態１７〕 本発明を実施して得た発光装置を表示部に組み込むことによって
電子機器を作製することができる。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、
ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音
響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、ノート型パーソナルコンピュータ
、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または
電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはDigital Versatile Disc（Ｄ
ＶＤ）等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置）などが
挙げられる。それらの電子機器の具体例を図１５に示す。

図１５（Ａ）はテレビであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピ
ーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明は表示部２００３に適用す
ることができる。なお、パソコン用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示
用のテレビが含まれる。

図１５（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０
３、操作キー２１０４、外部接続ポート２１０５、シャッター２１０６等を含む。本発明
は、表示部２１０２に適用することができる。

図１５（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２
、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウ
ス２２０６等を含む。本発明は、表示部２２０３に適用することができる。

図１５（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッ
チ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明は、表示部２３
０２に適用することができる。

図１５（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）
であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体
（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。
表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を
表示するが、本発明は表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４に適用することができる。なお、
記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。

図１５（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体
２５０１、表示部２５０２、アーム部２５０３を含む。本発明は、表示部２５０２に適用
することができる。

図１５（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、
外部接続ポート２６０４、リモコン受信部２６０５、受像部２６０６、バッテリー２６０
７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明は、表示部２６０２に適用
することができる。

図１５（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声
入力部２７０４、音声出力部２７０５、操作キー２７０６、外部接続ポート２７０７、ア
ンテナ２７０８等を含む。本発明は、表示部２７０３に適用することができる。なお、表
示部２７０３は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えるこ
とができる。

以上の様に、本発明を実施して得た表示装置は、あらゆる電子機器の表示部として用い
ても良い。なお、本実施の形態の電子機器には、実施の形態１〜３、６〜８のいずれの構
成を用いて作製された発光装置を用いても良い。

Claims (1)

1. 基板を有し、
   前記基板よりも上方に発光素子を有し、
   前記発光素子は薄膜を有する発光装置の作製方法であって、
   ノズルから溶液が出て、被処理面に前記溶液が塗布され、前記基板の下方から前記被処理面にランプの光が照射され、前記溶液が焼成され、前記薄膜が形成される工程を有し、
   前記工程は、前記基板が固定された状態で行われ、
   前記工程は、前記ノズルが移動しながら行われ、
   前記工程は、前記ランプが移動しながら行われることを特徴とする発光装置の作製方法。

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