JP4408019B2 - Manufacturing method of EL element - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板上にEL素子を有する発光装置を製造するための製造システムに関する。特に、本発明は高純度の有機化合物からなる層の製造システムに関する。また、本発明は製造装置の操作方法に関し、その操作方法によって形成される発光装置も本発明の一つである。加えて、有機化合物のリサイクルシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、発光型の素子としてEL素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、EL材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。この発光装置は有機ELディスプレイ又は有機発光ダイオードとも呼ばれている。
【0003】
なお、EL素子は、電場を加えることで発生するルミネッセンス(Electro Luminescence)が得られる有機化合物を含む層(以下、EL層と記す)と、陽極と、陰極とを有する。有機化合物におけるルミネッセンスには、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(蛍光)と三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光(リン光)とがあるが、本発明の成膜装置および成膜方法により作製される発光装置は、どちらの発光を用いた場合にも適用可能である。
【0004】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴がある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適しており、様々な形での使用が提案されている。
【0005】
また、発光装置としては、互いに直交するように設けられた2種類のストライプ状電極の間にEL層を形成する方式(単純マトリクス方式)、又はTFTに接続されマトリクス状に配列された画素電極と対向電極との間にEL層を形成する方式(アクティブマトリクス方式)の2種類がある。
【0006】
EL素子は一対の電極間にEL層が挟まれた構造となっているが、EL層は通常、積層構造となっている。代表的には、「正孔輸送層/発光層/電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高い。
【0007】
また、他にも陽極上に正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層、または正孔注入層/正孔輸送層/発光層/電子輸送層/電子注入層の順に積層する構造も良い。発光層に対して蛍光性色素等をドーピングしても良い。また、これらの層は、全て低分子系の材料を用いて形成しても良いし、一部の層に高分子系の材料を用いて形成しても良い。
【0008】
なお、本明細書において、陰極と陽極との間に設けられる全ての層を総称してEL層という。したがって、上述した正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層及び電子注入層は、全てEL層に含まれる。
【0009】
また、本明細書において、EL素子とはEL材料ならびにこのEL材料にキャリアを注入するための有機材料もしくは無機材料を含む層(以下、EL層という)を二つの電極(陽極および陰極)で挟んだ構造からなる発光素子であり、陽極、陰極およびEL層からなるダイオードを指す。
【0010】
有機EL材料を用いたEL素子は、有機EL材料と有機材料の組み合わせからなるEL層を用いる構造が一般的である。この有機EL材料および有機材料は低分子系(モノマー系)材料と高分子系(ポリマー系)材料に大別されるが、このうち低分子系材料は主に蒸着により成膜される。
【0011】
EL素子の実用化における最大の問題は、素子の寿命が不十分な点である。また、素子の劣化は、長時間発光させると共に非発光領域(ダークスポット)が広がるという形で現れるが、その原因としてEL層の劣化が問題となっている。
【0012】
EL層を形成するEL材料は、酸素や水等の不純物により劣化を受けやすい。また、その他の不純物がEL材料に含まれることでEL層の劣化に影響を及ぼすことも考えられる。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
蒸着させるEL材料に対して、酸素や水等の不純物が混入する恐れのある主な過程を挙げた場合、蒸着前にEL材料を蒸着装置にセットする過程、蒸着過程などが考えられる。
【0014】
通常、EL材料を保存する容器は、褐色のガラス瓶に入れられ、プラスチック製の蓋(キャップ)で閉められている。このEL材料を保存する容器の密閉度が不十分であることも考えられる。
【0015】
従来、蒸着法により成膜を行う際には、容器(ガラス瓶)に入れられた蒸発材料を所定の量取りだし、蒸着装置内での被膜形成物に対向させた位置に設置された容器(代表的にはルツボ、蒸着ボート)に移しかえているが、この移しかえ作業において不純物が混入する恐れがある。すなわち、EL素子の劣化原因の一つである酸素や水及びその他の不純物が混入する可能性がある。
【0016】
ガラス瓶から容器に移しかえる際には、例えば、蒸着装置にグローブなどが備えられた前処理室内で人間の手で行うことが考えられる。しかし、前処理室にグローブを備えた場合、真空にすることができず、大気圧で作業を行うこととなり、たとえ窒素雰囲気で行うとしても前処理室内の水分や酸素を極力低減することは困難であった。ロボットを使用することも考えられるが、蒸発材料は粉状であるので、移しかえするロボットを作製することは困難である。従って、下部電極上にEL層を形成する工程から上部電極形成工程までの工程を全自動化し、不純物混入を避けることが可能な一貫したクローズドシステムとすることを困難にしていた。
【0017】
また、材料メーカーから納入した蒸発材料を発光装置メーカーで精製することによって、さらに純度を高めることもできるが、精製する手間がかかり、また、同様に、蒸着装置に蒸発材料をセットする際、不純物が混入してしまう恐れがある。
【0018】
また、EL材料は非常に高価であり、グラム単価が金のグラム単価よりも数段高く、できるだけ効率よく使用することが望まれている。
【0019】
本発明は、EL材料を高純度に維持し、下部電極上にEL層を形成する工程から上部電極形成工程までの工程を全自動化してスループットを向上させるシステムを提供するとともに、不純物混入を避けることが可能な一貫したクローズドシステムを提供することを課題とする。
【0020】
さらに、本発明は、EL材料を効率よく使用することも課題とする。
【0021】
加えて、本発明は、高純度のEL材料を用いて、発光素子の信頼性及び輝度を高めることも課題とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】
本発明は、EL材料を保存する容器として従来の容器、代表的には褐色のガラス瓶等を使用せず、蒸着装置に設置される予定の容器にEL材料を直接収納し、搬送後に蒸着を行う製造システムとし、高純度なEL材料への不純物混入防止を実現するものである。また、EL材料を直接収納する際、得られたEL材料を分けて収納するのではなく、蒸着装置に設置される予定の容器に直接昇華精製を行ってもよい。本発明により、今後のさらなるEL材料の超高純度化への対応を可能とする。
【0023】
上記蒸着装置に設置する容器にEL材料を直接収納する作業は、蒸着装置を使用する発光装置メーカーがEL材料を作製、または販売している材料メーカーに依頼することが望ましい。本発明では発光装置メーカーと、材料メーカーとを連携させることによって、極めて高純度なEL材料を達成し、そのEL材料を用いて信頼性の高い発光装置を完成させる製造システムを提供する。本発明のシステムによって、廃棄物となる使用済みのガラス瓶をなくし、環境に優しいプロセスとすることができる。また、材料メーカーで容器に直接EL材料を精製または収納することによって、必要な量だけを販売し、比較的高価なEL材料を効率よく使用することができる。即ち、従来のようにガラス瓶にEL材料の余りや不足が生じることをなくすことができる。
【0024】
さらに、本発明のシステムによりガラス瓶から容器に移しかえる作業をなくすことができる。この移しかえの作業をなくすことによって、移しかえる際に何らかのミスによってEL材料がこぼれることなどもなくなる。加えて、発光装置メーカーがEL材料を容器に移しかえる作業などをなくすことによって、予め材料メーカーでEL材料が精製または収納された容器を発光装置メーカーで蒸着装置内に設置する簡単な作業だけとしてスループットを向上させる。
【0025】
本発明により、全自動化してスループットを向上させる製造システムを実現するとともに、不純物混入を避けることが可能な一貫したクローズドシステムを実現することが可能となる。
【0026】
また、いくら高純度なEL材料を材料メーカーで提供されても、発光装置メーカーで従来の移しかえの作業があるかぎり不純物混入の恐れが存在し、EL材料の純度を維持することができず、純度に限界があった。本発明により発光装置メーカーと材料メーカーが連携して不純物混入の低減に努めることによって、材料メーカーで得られる極めて高い純度のEL材料を維持し、そのまま純度を落とすことなく発光装置メーカーで蒸着を行うことができる。
【0027】
本明細書で開示する発明の構成は、図1にその概要を示すように、
材料メーカーにて、第1の容器内に蒸着材料を精製または収納し、さらに蒸着材料を収納した前記第1の容器を第2の容器で密閉する第1段階と、
前記第2の容器を発光装置メーカーに搬送する第2段階と、
前記発光装置メーカーにて、製造装置内に前記第2の容器を導入し、前記第2の容器の中から前記第1の容器を取り出して配置する第3段階と、
前記製造装置内で前記第1の容器を加熱して蒸着を行う第4段階と、を有することを特徴とする製造システムである。
【0028】
また、材料メーカーが容器を作製し、用意する必要は特になく、外注してもよいことはいうまでもない。上記蒸着装置に設置する容器を作製する作業は、蒸着装置を発光装置メーカーに提供した装置メーカーに依頼することが望ましい。本発明では装置メーカーと、発光装置メーカーと、材料メーカーとを連携させることによって、極めて高純度なEL材料を達成し、そのEL材料を用いて信頼性の高い発光装置を完成させる製造システムを提供する。
【0029】
本明細書で開示する他の発明の構成は、図2にその概要を示すように、
装置メーカーから第1の容器と第2の容器とを材料メーカーに搬送する第1段階と、
前記材料メーカーにて、前記第1の容器内に蒸着材料を精製または収納し、さらに蒸着材料を収納した前記第1の容器を前記第2の容器で密閉する第2段階と、
前記第2の容器を発光装置メーカーに搬送する第3段階と、
前記発光装置メーカーにて、製造装置内に前記第2の容器を導入し、前記第2の容器の中から前記第1の容器を取り出して配置する第4段階と、
前記製造装置内で前記第1の容器を加熱して蒸着を行う第5段階と、を有することを特徴とする製造システムである。
【0030】
また、上記蒸着装置に設置する容器を作製する作業は、発光装置メーカーが用意してもよい。
【0031】
本明細書で開示する他の発明の構成は、図3にその概要を示すように、
発光装置メーカーから第2の容器と、第1の容器とを材料メーカーに搬送する第1段階と、
前記材料メーカーにて、前記第1の容器内に蒸着材料を精製または収納し、さらに蒸着材料を収納した前記第1の容器を前記第2の容器で密閉する第2段階と、
前記第2の容器を前記発光装置メーカーに搬送する第3段階と、
前記発光装置メーカーにて、製造装置内に前記第2の容器を導入し、前記第2の容器から前記第1の容器を取り出して配置する第4段階と、
前記製造装置内で前記第1の容器を加熱して蒸着を行う第5段階と、を有することを特徴とする製造システムである。
【0032】
また、蒸着法によるEL層の形成では、容器に収納されたEL材料全部が蒸着されず、蒸着を行った後、容器には蒸着されなかったEL材料が付着してしまう。この容器を材料メーカーに回収させて、容器に残ったEL材料を取り出し、再利用する製造システムとしてもよい。さらに、容器に残ったEL材料を取り出した後、精製して純度を高め、再利用する製造システムとしてもよい。
【0033】
本明細書で開示する他の発明の構成は、図4にその概要を示すように、
発光装置メーカーから第1の容器と、第2の容器とを材料メーカーに搬送する第1段階と、
前記材料メーカーにて、前記第1の容器内に蒸着材料を精製または収納し、さらに蒸着材料を収納した前記第1の容器を前記第2の容器で密閉する第2段階と、
前記第2の容器を前記発光装置メーカーに搬送する第3段階と、
前記発光装置メーカーにて、製造装置内に前記第2の容器を導入し、前記第2の容器から前記第1の容器を取り出して配置する第4段階と、
前記製造装置内で前記第1の容器を加熱して蒸着を行う第5段階と、
製造装置内から前記第1の容器を取り出し、前記発光装置メーカーから前記第2の容器で密閉された前記第1の容器を前記材料メーカーに搬送する第6段階と、を有することを特徴とする製造システムである。
【0034】
また、上記構成において、蒸着を行った後、前記第1の容器内部に付着した蒸着材料を前記材料メーカーで回収し、再利用することを特徴としている。回収するのであれば、回収する際にも第2の容器で密閉し、不純物が混入するのを防止することが後のEL材料の精製上、望ましい。
【0035】
また、上記各構成において、前記第1の容器は、不活性ガス雰囲気、或いは真空で前記第2の容器に収納され、蒸着材料を精製または収納した後、大気に触れることなく前記製造装置に配置されることを特徴としている。大気にふれることにより、前記第1の容器の外壁などに水や酸素が付着することを防止する。本発明においては、蒸着装置に設置する予定の容器にEL材料を直接精製または収納させて搬送するため、可能な限り容器への汚染を防ぐことが好ましい。もし、容器の外壁などに水や酸素が付着したまま、蒸着装置に設置されると蒸着の際に混入してしまう恐れがある。
【0036】
また、上記各構成において、前記製造装置は、真空排気手段を備えた複数の処理室を有し、第2の容器から第1の容器を取りだす処理室と、真空蒸着装置とを有していることを特徴としている。また、前記製造装置は、マルチチャンバー式の製造装置であってもよいし、インライン式の製造装置であってもよい。具体的には、第1の容器を密閉している第2の容器を不活性ガスで充填された第1のチャンバー(処理室)に導入し、第1のチャンバー内を真空排気してチャンバー内の不純物を除去した後、不活性ガスを導入して大気圧に戻してから第2の容器から第1の容器を取りだし、第1のチャンバー内を真空排気し、第1のチャンバーに連結した第2のチャンバー(予め真空排気されている真空蒸着装置)に第1の容器を搬送して所望の位置に設置すればよい。また、これらの動作を全てロボットで行い、自動化することもできることは言うまでもない。また、真空中で第2の容器から第1の容器を取りだしてもよい。
【0037】
また、上記各構成において、前記第1の容器は特に限定されないが、EL材料の使用効率が比較的よいルツボを用いることが好ましい。また、ルツボに代えて、蒸着ボートとしてもよい。また、前記第1の容器は取り付けられた蓋により密閉可能なルツボであってもよい。
【0038】
また、上記各構成において、前記第2の容器は遮光性を有する容器であれば、特に限定されないが、減圧および加圧が可能な容器であることが好ましい。
【0039】
また、上記各構成において、EL材料を収納する前に、前記材料メーカーで前記第1の容器または第2の容器のクリーニングを行うことが好ましい。
【0040】
また、EL材料を再利用するだけでなく、さらに材料メーカーで容器もクリーニングを行って再利用する製造システムとしてもよい。こうすることによって、必要な容器の数を節約することができ、且つ、EL材料も節約することができる。
【0041】
本明細書で開示する他の発明の構成は、図5にその概要を示すように、
発光装置メーカーから容器を材料メーカーに搬送する第1段階と、
前記材料メーカーにて、前記容器内に蒸着材料を精製または収納する第2段階と、
前記容器を前記発光装置メーカーに搬送する第3段階と、
発光装置メーカーにて、製造装置内に前記容器を導入する第4段階と、
前記製造装置内で前記容器を加熱して蒸着を行う第5段階と、
製造装置内から前記容器を取り出し、前記発光装置メーカーから前記容器を前記材料メーカーに搬送し、再び前記容器内に蒸着材料を収納する第6段階と、を有することを特徴とする製造システムである。
【0042】
また、上記構成において、前記容器に代えて、第1の容器とし、搬送時には第2の容器で密閉してもよい。第1の容器を再利用するのであれば、回収する際にも第2の容器で密閉し、不純物が混入するのを防止することが後のEL材料の収納上、望ましい。また、EL材料を回収するのであれば、回収する際にも第2の容器で密閉し、不純物が混入するのを防止することが後のEL材料の精製上、望ましい。
【0043】
また、上記構成において、前記容器はルツボ、或いは、前記容器は取り付けられた蓋により密閉可能なルツボであることを特徴としている。
【0044】
また、上記構成において、前記第6段階において、前記材料メーカーで前記容器内部に付着した蒸着材料を回収し、再利用(リサイクル)することを特徴としている。また、上記構成において、前記材料メーカーで前記容器のクリーニングを行うことを特徴としている。また、上記構成において、前記製造装置は、真空蒸着装置であることを特徴としている。
【0045】
また、上記各構成において、前記製造装置は、図8にその一例を示したように、真空蒸着装置を少なくとも1つ有するマルチチャンバー方式の製造装置であることを特徴としている。
【0046】
また、直接容器(ルツボ等)に昇華精製を行い、その容器(ルツボ等)を蒸着装置に設置して蒸着を行う製造方法も本発明の一つであり、本発明の他の構成は、
容器内に蒸着材料を精製する第1工程と、
蒸着装置内に被蒸着物に対向して前記容器を設置する第2工程と、
前記蒸着装置内に設置された前記容器を加熱して蒸着を行う第3工程と、を有することを特徴とする製造方法である。
【0047】
なお、本明細書中において、ルツボとは、BNの焼結体、BNとAlNの複合焼結体、石英、またはグラファイトなどの材料によって形成された比較的大きな開口部を有する筒状容器であり、高温、高圧、減圧に耐えうるものとなっている。外観の一例として図12(A)を示す。蒸着装置において、蒸着源とは、ルツボと、ルツボの外側に均熱部材を介して配設されたヒータと、このヒータの外側に設けられた断熱層と、これらを収納した外筒と、外筒の外側に旋回された冷却パイプと、ルツボの開口部を含む外筒の開口部を開閉するシャッタ装置とから構成されている。
【0048】
また、代表的な例として、図12(B)に真空蒸着装置の内部に設置した様子を簡略に示した。真空蒸着装置は、内部が真空排気手段(図示しない)によって所定の減圧状態に維持できる真空チャンバーと、チャンバー内の上部に設置された基板ホルダと、この基板ホルダの下方に対向配置された複数の蒸着源を含んで構成されている。基板ホルダは、基板を保持する保持部(図示しない)を備えており、基板ホルダの上面中央部には、基板を回転させるための回転軸が垂直方向に設けられている。なお、図12(B)では、ベースプレートに3つのルツボをセットした例を示したが、特に限定されず、1つや2つでもよいし、4つ以上としてもよい。
【0049】
また、本発明の他の発明の構成は、
有機材料を収納した第1の容器が第2の容器で密閉され、
真空排気手段を有する製造装置に、前記第2の容器を導入し、該第2の容器の中から前記第1の容器を取り出して配置した後、前記第1の容器を加熱して蒸着を行うことを特徴とする製造装置の操作方法である。
【0050】
また、上記構成において、前記第1の容器は、内壁に有機材料を昇華精製されていることを特徴としている。また、上記構成において、前記有機材料は、蒸着材料であることを特徴としている。
【0051】
また、上記構成における前記製造装置の操作方法を用いたことを特徴とする発光装置は、純度の高い材料で形成されているため、高い信頼性と輝度を有している。
【0052】
また、本発明は、蒸着法として、抵抗加熱法であっても電子銃を用いた蒸着法(EB蒸着法とも呼ばれる)を用いてもよく、材料も有機化合物を含む材料だけでなく、陰極や陽極となる無機材料(合金材料を含む)にも適用することができる。特に本発明は、大気(酸素や水分など)にふれると変質する恐れのある金属材料を陰極や陽極として形成する場合に有効である。
【0053】
また、本発明は、蒸着可能な粉末状の有機材料を用いる例が主であるが、液体状である高分子材料にも適用することが可能である。即ち、本発明は、スピンコート法、キャスト法、LB法、インクジェット法などの成膜方法にも適用できる。高分子材料を用いる場合、材料メーカーで高純度に得られた液体状の高分子材料を、注射針とこれに連続して液体を入れる第1の容器と、ピストン(注射筒)とを用い、該ピストンを動かすことによる減圧によって収納し、さらにその第1の容器を密閉する第2の容器に収納すればよい。
【0054】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【0055】
(実施の形態1)
図1に本発明の製造システムの説明図を示す。
【0056】
図1において、11aは第1の容器(ルツボ)であり、11bは第1の容器を大気から隔離して汚染から防ぐための第2の容器である。また、12は高純度に精製された粉末状のEL材料である。また、13は真空可能なチャンバーであり、14は加熱手段、15は被蒸着物、16は蒸着膜である。また、18は、材料メーカーであり、蒸着材料である有機化合物材料を生産、精製している製造者(代表的には原材料取り扱い業者)であり、19は蒸着装置を有する発光装置メーカーであり、発光装置の製造者(代表的には生産工場)である。
【0057】
本発明の製造システムの流れを以下に説明する。
【0058】
まず、発光装置メーカー19から材料メーカー18に発注10を行う。材料メーカー18は発注10に従って、第1の容器11aと第2の容器11bを用意する。そして、材料メーカーが清浄室環境内で不純物(酸素や水分など)の混入に十分注意を払いながら第1の容器11aに超高純度のEL材料12を精製または収納する。その後、材料メーカー18が清浄室環境内で第1の容器の内部または外部に余分な不純物が付着しないように第2の容器11bで第1の容器11aを密閉することが好ましい。密閉する際には、第2の容器11bの内部は、真空、または不活性ガスで充填することが好ましい。なお、超高純度のEL材料12を精製または収納する前に第1の容器11aおよび第2の容器11bをクリーニングしておくことが好ましい。
【0059】
本発明において、第1の容器11aは、後に蒸着を行う際、そのままチャンバー内に設置されるものである。また、第2の容器11bは、酸素や水分の混入をブロックするバリア性を備えた包装フィルムであってもよいが、自動で取り出し可能とするため、筒状、または箱状の頑丈な遮光性を有する容器とすることが好ましい。
【0060】
次いで、第1の容器11aが第2の容器11bに密閉されたままの状態で、材料メーカー18から発光装置メーカー19に搬送17する。
【0061】
次いで、第1の容器11aが第2の容器11bに密閉されたままの状態で、真空排気可能な処理室13内に導入する。なお、処理室13は、内部に加熱手段14、基板ホルダー(図示しない)が設置されている蒸着チャンバーである。その後、処理室13内を真空排気して酸素や水分が極力低減されたクリーンな状態にした後、第2の容器11bから第1の容器11aを取り出し、真空を破ることなく、加熱手段14に設置することで蒸着源を用意することができる。なお、第1の容器11aに対向するように被蒸着物(ここでは基板)15が設置される。
【0062】
次いで、抵抗加熱などの加熱手段14によって蒸着材料に熱を加えて蒸着源に対向して設けられた被蒸着物15の表面に蒸着膜16を形成することができる。こうして得られた蒸着膜16は不純物を含まず、この蒸着膜16を用いて発光素子を完成させた場合、高い信頼性と高い輝度を実現することができる。
【0063】
こうして、第1の容器11aは一度も大気に触れることなく蒸着チャンバー13に導入され、材料メーカーで蒸着材料12を収納した段階での純度を維持したまま、蒸着が行えることを可能とする。また、材料メーカーで第1の容器11aに直接EL材料12を収納することによって、必要な量だけを発光装置メーカーに提供し、比較的高価なEL材料を効率よく使用することができる。
【0064】
蒸着法においては、材料の使用効率が低く、例えば図13に示すような使用効率をあげる方法がある。図13に示すように、装置のメンテナンス時にルツボ901に新しいEL材料902を入れた状態(図13(A))で1回目の蒸着を行った後は、図13(B)に示すように蒸着されずに残留物903が残る。そして、次に蒸着を行う際には新たにEL材料904を補充して蒸着を行い、以降の蒸着はメンテナンスを行うまで図13(B)と図13(C)を繰り返す方法で使用効率をあげることができるが、この方法では、残留物が汚染の原因となり得る。また、補充する際には作業者が行うため、その際、蒸着材料に酸素や水分が混入して純度が低下する恐れがある。この方法で補充する量の一例を図13(D)に示した。また、何回か繰り返し蒸着したルツボはメンテナンス時に放棄する。また、不純物の汚染を防ぐため、蒸着を行うごとに新しいEL材料をルツボに入れ、蒸着するごとにルツボも放棄することも考えられるが、製造コストが高くなる。
【0065】
従来において蒸着材料を収納していたガラス瓶をなくすことができ、さらに、上記製造システムによりガラス瓶からルツボに移しかえる作業をなくすことができ、不純物混入を防ぐことができる。加えて、スループットも向上する。
【0066】
本発明により、全自動化してスループットを向上させる製造システムを実現するとともに、材料メーカー18で精製した蒸着材料12への不純物混入を避けることが可能な一貫したクローズドシステムを実現することが可能となる。
【0067】
(実施の形態2)
実施の形態1では、二者の連携で高純度のEL材料を維持する例を示したが、ここでは、三者の連携で高純度のEL材料を維持する例を示す。
【0068】
図2に本発明の製造システムの説明図を示す。
【0069】
図2において、21aは第1の容器(ルツボ)であり、21bは第1の容器を大気から隔離して汚染から防ぐための第2の容器である。また、22は高純度に精製された粉末状のEL材料である。また、23は真空可能なチャンバーであり、24は加熱手段、25は被蒸着物、26は蒸着膜である。また、27は、装置メーカーであり、蒸着装置を製造している製造者である。28は、材料メーカーであり、蒸着材料である有機化合物材料を生産、精製している製造者(代表的には原材料取り扱い業者)である。29は蒸着装置を有する発光装置メーカーであり、発光装置の製造者(代表的には生産工場)である。
【0070】
本発明の製造システムの流れを以下に説明する。
【0071】
まず、発光装置メーカー29から材料メーカー28に発注32を行う。材料メーカー28は発注32を受け、装置メーカー27に発注33を行う。ここで、装置メーカー27は、第1の容器21aが蒸着源に配置できる蒸着装置を製造し、その蒸着装置を発光装置メーカー29に搬入した業者である。発注33に従って、装置メーカー27は、第1の容器21aと第2の容器21bを作製する。ここでは同一の装置メーカー27で第1の容器21a及び第2の容器21bを作製した例を示したが、別々の装置メーカーで作製してもよい。作製した段階で第1の容器21aおよび第2の容器21bをクリーニングしておくことが好ましい。
【0072】
第1の容器21aは、後に蒸着を行う際、そのままチャンバー内に設置されるものである。また、第2の容器21bは、酸素や水分の混入をブロックするバリア性を備えた包装フィルムであってもよいが、自動で取り出し可能とするため、筒状、または箱状の頑丈な遮光性を有する容器とすることが好ましい。その後、装置メーカー27が清浄室環境内で第1の容器の内部または外部に余分な不純物が付着しないように第2の容器21bで第1の容器21aを密閉することが好ましい。
【0073】
次いで、第1の容器21aが第2の容器21bに密閉されたままの状態で、装置メーカー27から材料メーカー28に搬送30する。
【0074】
次いで、材料メーカーが清浄室環境内で不純物(酸素や水分など)の混入に十分注意を払いながら第1の容器21aに超高純度のEL材料22を精製または収納する。その後、材料メーカー28が清浄室環境内で第1の容器の内部または外部に余分な不純物が付着しないように第2の容器21bで第1の容器21aを密閉することが好ましい。密閉する際には、第2の容器21bの内部は、真空、または不活性ガスで充填することが好ましい。なお、超高純度のEL材料22を精製または収納する前に第1の容器21aおよび第2の容器21bを再度、クリーニングしておくことが好ましい。
【0075】
次いで、第1の容器21aが第2の容器21bに密閉されたままの状態で、材料メーカー28から発光装置メーカー29に搬送31する。
【0076】
次いで、第1の容器21aが第2の容器21bに密閉されたままの状態で、真空排気可能な処理室内に導入する。その後、処理室内を真空排気して酸素や水分が極力低減されたクリーンな状態にした後、高純度の不活性ガス(窒素等)を導入して大気圧とする。次いで、第2の容器21bから第1の容器21aを取り出し、再び真空状態とした後、真空を破ることなく、処理室に連結されている蒸着チャンバー23に第1の容器21aを導入し、加熱手段24に設置することで蒸着源を用意することができる。なお、第1の容器21aに対向するように被蒸着物(ここでは基板)25が設置される。
【0077】
次いで、抵抗加熱などの加熱手段24によって蒸着材料に熱を加えて蒸着源に対向して設けられた被蒸着物25の表面に蒸着膜26を形成することができる。こうして得られた蒸着膜26は不純物を含まず、この蒸着膜26を用いて発光素子を完成させた場合、高い信頼性と高い輝度を実現することができる。
【0078】
こうして、第1の容器21aは一度も大気に触れることなく蒸着チャンバー23に導入され、材料メーカーで蒸着材料22を収納した段階での純度を維持したまま、蒸着が行えることを可能とする。また、材料メーカーで第1の容器21aに直接EL材料22を収納することによって、必要な量だけを発光装置メーカーに提供し、比較的高価なEL材料を効率よく使用することができる。
【0079】
従来において蒸着材料を収納していたガラス瓶をなくすことができ、さらに、上記製造システムによりガラス瓶からルツボに移しかえる作業をなくすことができ、不純物混入を防ぐことができる。加えて、スループットも向上する。
【0080】
本発明により、全自動化してスループットを向上させる製造システムを実現するとともに、材料メーカー28で精製した蒸着材料22への不純物混入を避けることが可能な一貫したクローズドシステムを実現することが可能となる。
【0081】
また、ここでは発光装置メーカー29が材料メーカー28に発注32した例を示したが、発光装置メーカー29が装置メーカー27に発注してもよい。
【0082】
(実施の形態3)
ここでは、実施の形態1と異なり、発光装置メーカーが容器を用意する例を示す。
【0083】
図3に本発明の製造システムの説明図を示す。
【0084】
図3において、41aは第1の容器(ルツボ)であり、41bは第1の容器を大気から隔離して汚染から防ぐための第2の容器である。また、42は高純度に精製された粉末状のEL材料である。また、43は真空可能なチャンバーであり、44は加熱手段、45は被蒸着物、46は蒸着膜である。また、47は、材料メーカーであり、蒸着材料である有機化合物材料を生産、精製している製造者(代表的には原材料取り扱い業者)である。48は蒸着装置を有する発光装置メーカーであり、発光装置の製造者(代表的には生産工場)である。
【0085】
まず、発光装置メーカー48が第1の容器41aと第2の容器41bを用意、または作製する。作製した段階で第1の容器41aおよび第2の容器41bをクリーニングしておくことが好ましい。
【0086】
次いで、第1の容器41aと第2の容器41bとを発光装置メーカー48から材料メーカー47に搬送40する。第1の容器の内部または外部に余分な不純物が付着しないように第1の容器41aが第2の容器41bに密閉されたままの状態で搬送40することが好ましい。この搬送40は、発注も兼ねており、搬送を受け取った材料メーカー47は、送られてきた第1の容器の個数に合わせて清浄室環境内で不純物(酸素や水分など)の混入に十分注意を払いながら、第2の容器41bから第1の容器41aを取り出し、第1の容器41aに超高純度のEL材料42を精製または収納する。その後、材料メーカー47が清浄室環境内で第1の容器の内部または外部に余分な不純物が付着しないように第2の容器41bで第1の容器41aを密閉することが好ましい。密閉する際には、第2の容器41bの内部は、真空、または不活性ガスで充填することが好ましい。なお、超高純度のEL材料42を精製または収納する前に第1の容器41aおよび第2の容器41bをクリーニングしておくことが好ましい。
【0087】
次いで、第1の容器41aが第2の容器41bに密閉されたままの状態で、材料メーカー47から発光装置メーカー48に搬送49する。
【0088】
次いで、第1の容器41aが第2の容器41bに密閉されたままの状態で、真空排気可能な処理室内に導入する。その後、処理室内を真空排気して酸素や水分が極力低減されたクリーンな状態にした後、高純度の不活性ガス(窒素等)を導入して大気圧とする。次いで、第2の容器41bから第1の容器41aを取り出し、再び真空状態とした後、真空を破ることなく、処理室に連結されている蒸着チャンバー43に第1の容器41aを導入し、加熱手段44に設置することで蒸着源を用意することができる。なお、第1の容器41aに対向するように被蒸着物(ここでは基板)45が設置される。
【0089】
次いで、抵抗加熱などの加熱手段44によって蒸着材料に熱を加えて蒸着源に対向して設けられた被蒸着物45の表面に蒸着膜46を形成することができる。こうして得られた蒸着膜46は不純物を含まず、この蒸着膜46を用いて発光素子を完成させた場合、高い信頼性と高い輝度を実現することができる。
【0090】
こうして、第1の容器41aは一度も大気に触れることなく蒸着チャンバー43に導入され、材料メーカーで蒸着材料42を収納した段階での純度を維持したまま、蒸着が行えることを可能とする。また、材料メーカーで第1の容器41aにEL材料42を直接収納することによって、必要な量だけを提供し、比較的高価なEL材料を効率よく使用することができる。
【0091】
(実施の形態4)
ここでは、実施の形態2と一部異なる例を示す。なお、異なる箇所以外は、実施の形態2と同一であるので同一の符号を用いる。
【0092】
図4に本実施の形態の製造システムの説明図を示す。
【0093】
図4において、50は蒸着されずに残ったEL材料である。本実施の形態では、第1の容器21a中に残されたEL材料を汚染することなく材料メーカー28に回収51させ、EL材料を再利用するシステムである。
【0094】
本実施の形態の製造システムの流れは、実施の形態2と蒸着膜26を得るまで同一であるのでここでは省略する。
【0095】
蒸着膜26を得た後、蒸着されなかったEL材料50は、第1の容器21aの底に固化して残ってしまう。一般に蒸着は、EL材料22界面から被蒸着物までの距離と、ルツボの開口と、ルツボの温度分布とに大きく依存する傾向がある。従って、第1の容器21aの底に残ったEL材料は、被蒸着物までの距離が蒸着前のものと比べて異なるため、そのまま第1の容器内に完全になくなるまで蒸着を行うことは避けることが好ましい。また、マージンを考えても完全になくなるまで蒸着を行うことは避けることが好ましい。即ち、蒸着法は、最初にルツボに入れたEL材料のうち、全体の3分の1から4分の1、またはそれ以下しか使用しないため、利用効率は非常に低いと言える。さらに、残ったEL材料は無駄になる。
【0096】
そこで、本実施の形態では、図4に示すように、第1の容器21aを蒸着装置から取り出し、材料メーカー28が回収51する。回収したEL材料50は、再度精製を行って純度を高め、再利用することが望ましい。精製する前にもできるだけ不純物がEL材料50に混入するのを防ぐことが望ましい。従って、取り出す際、大気に触れることなく第2の容器21bに入れて密閉させることが望ましい。加えて、第1の容器21aが第2の容器21bに密閉されたままの状態で回収51することが好ましい。
【0097】
こうして、材料メーカーで第1の容器21aのEL材料50を回収することによって、資源の無駄を無くし、比較的高価なEL材料を効率よく使用、または再利用することができる。
【0098】
また、本実施の形態は、実施の形態1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【0099】
(実施の形態5)
本実施の形態では、EL材料の再利用と、ルツボの再利用を行う製造システムを図5に示す。
【0100】
図5において、61は容器(ルツボ)である。また、60は高純度に精製された粉末状のEL材料である。また、63は真空可能なチャンバーであり、64は加熱手段、65は被蒸着物、66は蒸着膜である。67は蒸着されずに残ったEL材料である。また、68は、材料メーカーであり、蒸着材料である有機化合物材料を生産、精製している製造者(代表的には原材料取り扱い業者)である。69は蒸着装置を有する発光装置メーカーであり、発光装置の製造者(代表的には生産工場)である。
【0101】
本発明のリサイクルシステムの流れを以下に説明する。
【0102】
まず、材料メーカー68で高純度に精製された粉末状のEL材料60を精製または製造する。
【0103】
次いで、材料メーカー68で発光装置メーカー69に指定された容器61に精製済みのEL材料62を収納する。また、容器61に直接的にEL材料60を精製してもよい。なお、この容器61は、そのまま蒸着装置の蒸着源にセットすることができる容器、代表的にはルツボ、蒸着ボートなどである。
【0104】
次いで、EL材料62が収納された容器61を発光装置メーカー69に搬送70して、蒸着チャンバー63内に設置する。
【0105】
次いで、抵抗加熱などの加熱手段64によって蒸着材料に熱を加えて蒸着源に対向して設けられた被蒸着物65の表面に蒸着膜66を形成することができる。こうして得られた蒸着膜66は不純物を含まず、この蒸着膜66を用いて発光素子を完成させた場合、高い信頼性と高い輝度を実現することができる。
【0106】
次いで、容器61を蒸着装置から取り出し、材料メーカー68が回収71する。従来では蒸着後、ルツボは廃棄していた。
【0107】
次いで、容器61はクリーニングを行い、回収したEL材料67は、再度精製を行って純度を高めて再利用する。精製する前にもできるだけ不純物がEL材料67に混入するのを防ぐことが望ましい。加えて、容器61が密閉されたままの状態で回収71することが好ましい。
【0108】
こうして、材料メーカー68で容器61のEL材料67を回収し、さらに容器61を再利用することによって、資源の無駄を無くし、比較的高価なEL材料を効率よく使用、または再利用することができる。
【0109】
また、本実施の形態は、実施の形態1乃至4のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【0110】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【0111】
(実施例)
[実施例1]
本実施例では、実施の形態1乃至4に示した第2の容器の一例を図6に示す。
【0112】
図6は、第1の容器を収納した第2の容器の断面図である。
【0113】
図6において、301は第1の容器、代表的にはルツボであり、EL材料302が収納されている。このルツボ301は、ルツボ蓋303で軽く閉めることができるようにする。また、第2の容器は2つのパーツからなっており、上部パーツ304aと下部パーツ304bとをOリング305などで密閉するものである。上部パーツ304aにはバネ306が設けられており、上蓋307が可動するようになっている。また、下部パーツ304bにもバネ308が設けられており、下蓋309が可動するようになっている。ルツボ301は、上蓋307と下蓋309とで挟まれる形で配置されている。下蓋309にはルツボ301を固定する凸部(図示しない)が設けられており、ルツボ蓋303は上蓋307で押さえ付けるようになっている。なお、ルツボ蓋と上蓋を一体化させてもよい。
【0114】
また、第2の容器304a、304bの内部は不活性ガス(代表的には窒素)で充填する。
【0115】
この第2の容器を真空排気可能な処理室内に入れて、真空状態にすると、内圧と外圧の差で第2の容器の上部パーツ304aがバネの復元力で外れる。それとともにルツボ301がバネの復元力で押し出される。このように、図6に示した第2の容器は、大気圧から真空状態とすることで比較的容易に開くことが可能な容器である。従って、開けた後の作業、例えば、上部パーツ304aやルツボ蓋303を除去する作業や、第1の容器を取り出す作業はロボットなどによって可能となる。また、図6に示した第2の容器は、衝撃にも強く搬送に適した容器とすることが可能である。
【0116】
本実施例は、実施の形態1乃至5のいずれか一と自由に組み合わせることが可能である。
【0117】
[実施例2]
ここでは発光素子の代表的な積層構造について図7を用いて説明する。
【0118】
有機ELの発光機構は、外部から電子とホール(正孔)を注入し、それらの再結合エネルギーによって発光中心を励起することによる。有機EL素子の構造は、3層構造が典型的なものであるが、ここでは2層構造(電子輸送層、ホール輸送層)を用いて説明する。電子輸送層としては、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下、Alq3と示す)などがある。ホール輸送層としては、4,4'−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(以下、α−NPDと示す)などがある。なお、ここでは、陽極としてITOを用い、陰極にMgAgを用いた例で以下に発光メカニズムを説明する。
【0119】
上記2層構造を有するEL素子に対して、外部から直流電圧を印加すると、陽極であるITO電極からホールが注入されて有機化合物層との界面まで輸送され有機化合物層へ注入される。一方、MgAg電極からは電子が注入され有機化合物層内を輸送され界面付近まで到達し発光分子上でホールと再結合することになる。その結果、発光分子の励起状態が生成し、その分子の蛍光スペクトルに類似した発光が生じる。
【0120】
図7(A)は、EL素子の積層構造の一例を示した模式図である。図7(A)中、200は陽極(或いは陰極)、201はEL層、202は陰極(或いは陽極)、203は保護膜である。また、図中における矢印方向に発光させる場合(陰極202に発光を通過させる場合)、202として、透光性を有する導電性材料または非常に薄い金属膜(MgAg、MgIn、AlLi、CaNなどの合金、または周期表の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜)、あるいはそれらの積層を用いることが好ましい。
【0121】
保護膜203は、スパッタ法(DC方式やRF方式)により得られる窒化珪素または窒化酸化珪素を主成分とする絶縁膜、または水素を含むDLC膜(Diamond Like Carbon)を用いればよい。シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で形成すれば、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲットを用いてもよい。また、保護膜203は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて形成してもよい。また、保護膜に発光を通過させる場合、保護膜の膜厚は、可能な限り薄くすることが好ましい。
【0122】
また、酸化珪素膜を上記保護膜の前に形成し、バッファ層として機能させることもでき、スパッタ法により透明導電膜からなる膜に接して窒化珪素膜を形成する場合、透明導電膜に含まれる不純物(In、Sn、Zn等)が窒化珪素膜に混入する恐れがあるが、バッファ層となる上記酸化珪素膜を間に形成することによって窒化珪素膜への不純物混入を防止することもできる。上記構成によりバッファ層を形成することで、透明導電膜からの不純物(In、Snなど)の混入を防止し、不純物のない優れた保護膜を形成することができる。
【0123】
このような構成とすることで、発光素子を保護して信頼性を向上させることができる。
【0124】
また、図7(B)は、EL素子の積層構造の他の一例を示した模式図である。図7(B)中、400は陽極(或いは陰極)、401はEL層、402は陰極(或いは陽極)、403は保護膜である。また、図中における矢印方向に発光させる場合(電極400に発光を通過させる場合)、400として、透光性を有する導電性材料を用いることが好ましい。
【0125】
本実施例では、蒸着装置の蒸着源として、正孔注入性の有機化合物を備えた第一の蒸着源と、正孔輸送性の有機化合物を備えた第二の蒸着源と、発光性を有する有機化合物のホストとなる正孔輸送性の有機化合物を備えた第三の蒸着源と、発光性を有する有機化合物を備えた第四の蒸着源と、ブロッキング性を有する有機化合物を備えた第五の蒸着源と、電子輸送性の有機化合物を備えた第六の蒸着源が備えられた例を示す。
【0126】
なお、蒸着源は、マイクロコンピュータによりその成膜速度を制御できるようにしておくと良い。
【0127】
また、一つの蒸着源に備えられる有機化合物は必ずしも一つである必要はなく、複数であっても良い。例えば、蒸着源に発光性の有機化合物として備えられている一種類の材料の他に、ドーパントとなりうる別の有機化合物を一緒に備えておいても良い。なお、これらの複数の機能を有し、赤色発光を示す有機化合物膜を形成する有機化合物としては公知の材料を用いれば良い。
【0128】
また、本実施例においては、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、銅フタロシアニン(以下、Cu−Pcと示す)、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、4,4'−ビス[N−(1−ナフチル)−N−フェニル−アミノ]−ビフェニル(以下、α−NPDと示す)、第三の蒸着源に備えるホストとなる有機化合物(以下、ホスト材料という)として、4,4’−ジカルバゾール−ビフェニル(以下、CBPと示す)、第四の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、2,3,7,8,12,13,17,18−オクタエチル−21H、23H−ポルフィリン−白金(以下、PtOEPと示す)、第五の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、バソキュプロイン(以下、BCPと示す)、第六の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(以下、Alq3と示す)を用いる。
【0129】
なお、これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、正孔輸送性、発光性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。
【0130】
上記では、赤色の発光を示す有機化合物膜を形成する場合を示したが、緑色の発光を示す有機化合物膜を形成する場合、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Cu−Pc、第二の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、MTDATA、第三の蒸着源に備える正孔輸送性の有機化合物として、α−NPD、第四の蒸着源に備える正孔輸送性のホスト材料としてCBP、第五の蒸着源に備える発光性の有機化合物としてトリス(2−フェニルピリジン)イリジウム(Ir(ppy)3)、第六の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、BCP、第七の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、Alq3を用いればよい。これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔輸送性、発光性、ブロッキング性、および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。
【0131】
また、青色の発光を示す有機化合物膜を形成する場合、第一の蒸着源に備える正孔注入性の有機化合物として、Cu−Pc、第二の蒸着源に備える発光性の有機化合物として、α−NPD、第三の蒸着源に備えるブロッキング性の有機化合物として、BCP、第四の蒸着源に備える電子輸送性の有機化合物として、Alq3を用いればよい。これらの有機化合物を順に蒸着していくことにより、陽極上に正孔注入性、発光性、ブロッキング性および電子輸送性の機能を有する領域からなる有機化合物膜を形成することができる。
【0132】
保護膜403は、スパッタ法(DC方式やRF方式)により得られる窒化珪素または窒化酸化珪素を主成分とする絶縁膜、または水素を含むDLC膜を用いればよい。シリコンターゲットを用い、窒素とアルゴンを含む雰囲気で形成すれば、窒化珪素膜が得られる。また、窒化シリコンターゲットを用いてもよい。また、保護膜403は、リモートプラズマを用いた成膜装置を用いて形成してもよい。また、酸化珪素膜を上記保護膜の前に形成し、バッファ層として機能させることもできる。
【0133】
このような構成とすることで、発光素子を保護して信頼性を向上させることができる。
【0134】
また、本実施例は、アクティブマトリクス型表示装置だけでなく、パッシブ型表示装置に適用することもできる。
【0135】
また、本実施例は、実施の形態1乃至5、または実施例1と自由に組み合わせることができる。
【0136】
[実施例3]
本実施例では上部電極までの作製を全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。
【0137】
図8において、100a〜100k、100m〜100p、100r〜100uはゲート、101は仕込室、119は取出室、102、104a、108、114は搬送室、105、107、111は受渡室、106R、106B、106G、106H、109、110、113は成膜室、103は前処理室、117は封止基板ロード室、115はディスペンサ室、116は封止室である。
【0138】
以下、予めTFTが設けられた基板を図8に示す製造装置に搬入し、図7(A)に示す積層構造を形成する手順を示す。
【0139】
まず、仕込室101にTFT及び陽極200が設けられた基板をセットする。仕込室101は、真空排気処理室と連結されており、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にしておくことが好ましい。次いで仕込室101に連結された搬送室102に搬送する。予め、搬送室内には極力水分や酸素が存在しないよう、真空排気して真空を維持しておく。
【0140】
また、搬送室102には、搬送室内を真空にする真空排気処理室と連結されている。真空排気処理室としては、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が備えられている。これにより搬送室の到達真空度を10-5〜10-6Paにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に成膜装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【0141】
また、基板に含まれる水分やその他のガスを除去するために、脱気のためのアニールを真空中で行うことが好ましく、搬送室102に連結された前処理室103に搬送し、そこでアニールを行えばよい。さらに、陽極の表面をクリーニングする必要があれば、搬送室102に連結された前処理室103に搬送し、そこでクリーニングを行えばよい。
【0142】
また、必要があれば、陽極上に高分子からなる有機化合物層を全面に形成してもよい。図8の製造装置に、高分子からなる有機化合物層を形成するための成膜室を設けてもよい。スピンコート法やインクジェット法やスプレー法で形成する場合には、大気圧下で基板の被成膜面を上向きにしてセットする。受渡室105には、基板反転機構が備わっており、基板を適宜反転させる。また、水溶液を用いた成膜を行った後は、前処理室103に搬送し、そこで真空中での加熱処理を行って水分を気化させることが好ましい。
【0143】
次いで、大気にふれさせることなく、搬送室102から受渡室105に基板104cを搬送した後、搬送室104に基板104cを搬送し、搬送機構104bによって、成膜室106Rに搬送し、陽極200上に赤色発光するEL層を適宜形成する。ここでは蒸着によって形成する例を示す。成膜室106Rには、受渡室105で基板の被成膜面を下向きにしてセットする。なお、基板を搬入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。
【0144】
例えば、真空度が5×10-3Torr(0.665Pa)以下、好ましくは10-4〜10-6Paまで真空排気された成膜室106Rで蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッター(図示しない)が開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク(図示しない)に設けられた開口部(図示しない)を通って基板に蒸着される。なお、蒸着の際、基板を加熱する手段により基板の温度(T1)は、50〜200℃、好ましくは65〜150℃とする。
【0145】
本実施例においては、成膜室106R、106B、106G、106Hには蒸着材料が予め材料メーカーで収納されているルツボをセットする。セットする際には大気に触れることなく行うことが好ましく、材料メーカーから搬送する際、ルツボは実施例1に示すような第2の容器に密閉した状態のまま成膜室に導入することが好ましい。望ましくは、成膜室106Rに連結して真空排気手段を有するチャンバーを備え、そこで真空、若しくは不活性ガス雰囲気で第2の容器からルツボを取り出して、成膜室にルツボを設置する。こうすることによって、ルツボおよび該ルツボに収納されたEL材料を汚染から防ぐことができる。
【0146】
フルカラーとするために、3種類のEL層を形成する場合には、成膜室106Rで成膜した後、順次、各成膜室106G、106Bで成膜を行って、赤色、緑色、青色の発光を示す有機化合物膜を適宜形成すればよい。
【0147】
陽極200上に所望のEL層201を得たら、次いで、大気にふれさせることなく、搬送室104aから受渡室107に基板を搬送した後、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室107から搬送室108に基板を搬送する。
【0148】
次いで、搬送室108内に設置されている搬送機構によって、成膜室110に搬送し、EL層201上に薄い金属層を形成した後、成膜室109に搬送して透明導電膜を形成し、薄い金属層と透明導電膜との積層からなる陰極202を適宜形成する。ここでは、成膜室110は、MgとAgを蒸着源に備えた蒸着装置とし、成膜室109は、透明導電材料からなるターゲットを少なくとも有しているスパッタ装置とする。
【0149】
次いで、大気に触れることなく、搬送室108から成膜室113に搬送して保護膜203を形成する。ここでは、成膜室113内に、珪素からなるターゲットまたは窒化珪素からなるターゲットを備えたスパッタ装置とする。成膜室雰囲気を窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって窒化珪素膜を形成することができる。
【0150】
以上の工程で図7(A)に示す積層構造、即ち、基板上に保護膜で覆われた発光素子が形成される。
【0151】
次いで、発光素子が形成された基板を大気に触れることなく、搬送室108から受渡室111に搬送し、さらに受渡室111から搬送室114に搬送する。
【0152】
次いで、発光素子が形成された基板を搬送室114から封止室116に搬送する。なお、封止室116には、シール材が設けられた封止基板を用意しておくことが好ましい。
【0153】
封止基板は、封止基板ロード室117に外部からセットされる。なお、水分などの不純物を除去するために予め真空中でアニール、例えば、封止基板ロード室117内でアニールを行うことが好ましい。そして、封止基板にシール材を形成する場合には、搬送室114を大気圧とした後、封止基板を封止基板ロード室からディスペンサ室115に搬送して、発光素子が設けられた基板と貼り合わせるためのシール材を形成し、シール材を形成した封止基板を封止室116に搬送する。
【0154】
次いで、発光素子が設けられた基板を脱気するため、真空または不活性雰囲気中でアニールを行った後、シール材が設けられた封止基板と、発光素子が形成された基板とを貼り合わせる。また、基板間の密閉された空間には水素または不活性気体を充填させる。なお、ここでは、封止基板にシール材を形成した例を示したが、特に限定されず、発光素子が形成された基板にシール材を形成してもよい。
【0155】
次いで、貼り合わせた一対の基板を封止室116に設けられた紫外線照射機構によってUV光を照射してシール材を硬化させる。なお、ここではシール材として紫外線硬化樹脂を用いたが、接着材であれば、特に限定されない。
【0156】
次いで、貼り合わせた一対の基板を封止室116から搬送室114、そして搬送室114から取出室119に搬送して取り出す。
【0157】
以上のように、図8に示した製造装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで外気に晒さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。また、予め蒸着材料が収納されたルツボを設置すればよいので、蒸着材料の設置を自動化することができる。なお、搬送室114においては、真空と、大気圧での窒素雰囲気とを繰り返すが、搬送室102、104a、108は常時、真空が保たれることが望ましい。
【0158】
なお、インライン方式の成膜装置とすることも可能である。
【0159】
以下、予めTFT及び陽極が設けられた基板を図8に示す製造装置に搬入し、図7(B)に示す積層構造を形成する手順を示す。
【0160】
まず、仕込室101にTFT及び陽極400が設けられた基板をセットする。予め、仕込室101内には極力水分や酸素が存在しないよう、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にしておくことが好ましい。次いで仕込室101に連結された搬送室102に搬送する。陽極400を形成する材料は、透明導電性材料が用いられ、インジウム・スズ化合物や酸化亜鉛などを用いることができる。次いで搬送室102に連結された前処理室103に搬送する。この前処理室では、陽極表面のクリーニングや酸化処理や加熱処理などを行えばよい。陽極表面のクリーニングとしては、真空中での紫外線照射、または酸素プラズマ処理を行い、陽極表面をクリーニングする。また、酸化処理としては、100〜120℃で加熱しつつ、酸素を含む雰囲気中で紫外線を照射すればよく、陽極がITO(またはIZO)のような酸化物である場合に有効である。また、加熱処理としては、真空中で基板が耐えうる50℃以上の加熱温度、好ましくは65〜150℃の加熱を行えばよく、基板に付着した酸素や水分などの不純物や、基板上に形成した膜中の酸素や水分などの不純物を除去する。特に、EL材料は、酸素や水などの不純物により劣化を受けやすいため、蒸着前に真空中で加熱することは有効である。
【0161】
必要であれば、大気にふれさせることなく、搬送室102から基板104cを受渡室105に搬送し、さらに搬送室104aに搬送した後、搬送機構104bによって、成膜室106Hに搬送し、陽極400上にEL層の1層である正孔輸送層または正孔注入層などを適宜、積層形成する。ここでは蒸着によって形成する例を示す。成膜室106Hには、基板の被成膜面を下向きにしてセットする。なお、基板を搬入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。
【0162】
次いで、成膜室106Rに搬送し、陽極400上に赤色発光するEL層を適宜形成する。ここでは蒸着によって形成する例を示す。成膜室106Rには、基板受渡室105で基板の被成膜面を下向きにしてセットする。なお、基板を搬入する前に成膜室内は真空排気しておくことが好ましい。
【0163】
例えば、真空度が5×10-3Torr(0.665Pa)以下、好ましくは10-4〜10-6Paまで真空排気された成膜室106Rで蒸着を行う。蒸着の際、予め、抵抗加熱により有機化合物は気化されており、蒸着時にシャッター(図示しない)が開くことにより基板の方向へ飛散する。気化された有機化合物は、上方に飛散し、メタルマスク(図示しない)に設けられた開口部(図示しない)を通って基板に蒸着される。なお、蒸着の際、基板を加熱する手段により基板の温度(T1)は、50〜200℃、好ましくは65〜150℃とする。
【0164】
また、成膜室には蒸着材料が予め材料メーカーで収納されているルツボがセットされている。セットする際には大気に触れることなく行うことが好ましく、材料メーカーから搬送する際、ルツボは実施例1に示すような第2の容器に密閉した状態のまま成膜室に導入することが好ましい。望ましくは、成膜室106Rに連結して真空排気手段を有するチャンバーを備え、そこで真空、若しくは不活性ガス雰囲気で第2の容器からルツボを取り出して、成膜室にルツボを設置する。こうすることによって、ルツボおよび該ルツボに収納されたEL材料を汚染から防ぐことができる。
【0165】
フルカラーとするために、3種類のEL層を形成する場合には、成膜室106Rで成膜した後、順次、各成膜室106G、106Bで成膜を行って赤色、緑色、青色の発光を示す有機化合物膜を適宜形成すればよい。
【0166】
陽極400上に所望のEL層401を得たら、次いで、大気にふれさせることなく、搬送室104aから受渡室107に基板を搬送した後、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室107から搬送室108に基板を搬送する。
【0167】
また、必要があれば、陽極400上に正孔注入層として作用するポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)を全面に形成してもよい。図8の製造装置に、高分子からなる有機化合物層を形成するための成膜室を設けてもよい。スピンコート法やインクジェット法やスプレー法で形成する場合には、大気圧下で基板の被成膜面を上向きにしてセットする。受渡室105で基板を適宜反転させる。また、水溶液を用いた成膜を行った後は、前処理室103に搬送し、そこで真空中での加熱処理を行って水分を気化させることが好ましい。
【0168】
次いで、搬送室108内に設置されている搬送機構によって、成膜室110に搬送し、EL層401上に金属層からなる陰極402を形成する。ここでは、成膜室110は、AlLiを蒸着源に備えた蒸着装置とする。
【0169】
次いで、大気に触れることなく、搬送室108から成膜室113に搬送して陰極402上に保護膜403を形成する。ここでは、成膜室113内に、珪素からなるターゲットまたは窒化珪素からなるターゲットを備えたスパッタ装置とする。成膜室雰囲気を窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって窒化珪素膜を形成することができる。
【0170】
以上の工程で図7(B)に示す積層構造、即ち、基板上に保護膜で覆われた発光素子が形成される。
【0171】
また、以降の工程は上記した図7(A)に示す積層構造を有する発光装置の作製手順と同一であるのでここでは説明を省略する。
【0172】
このように、図8に示す製造装置を用いれば、図7(A)、図7(B)に示す積層構造とを作り分けることができる。
【0173】
また、本実施例は、実施の形態1乃至5、実施例1、実施例2と自由に組み合わせることができる。
【0174】
[実施例4]
本実施例では、搬送する容器の形態について図9(A)を用いて具体的に説明する。搬送に用いる上部(721a)と下部(721b)に分かれる第2の容器は、第2の容器の上部に設けられた第1の容器を固定するための固定手段706と、固定手段に加圧するためのバネ705と、取っ手710と、第2の容器の下部に設けられた第2の容器を減圧保持するためガス経路となるガス導入口708と、上部容器721aと下部容器721bとを固定するOリングと、留め具702と有している。この第2の容器内には、精製された蒸着材料が封入された第1の容器701が設置されている。なお、第2の容器はステンレスを含む材料で形成され、第1の容器701はチタンを有する材料で形成するとよい。
【0175】
材料メーカーにおいて、第1の容器701に精製した蒸着材料を封入する。そして、Oリングを介して第2の上部721aと下部721bとを合わせ、留め具702で上部容器721aと下部容器721bとを固定し、第2の容器内に第1の容器701を密閉する。その後、ガス導入口708を介して第2の容器内を減圧し、更に窒素雰囲気に置換し、バネ705を調節して固定手段706により第1の容器701を固定する。なお、第2の容器内に乾燥剤を設置してもよい。このように第2の容器内を真空や減圧、窒素雰囲気に保持すると、蒸着材料へのわずかな酸素や水の付着でさえも防止することができる。
【0176】
この状態で発光装置メーカーへ搬送され、第1の容器701を蒸着室へ設置する。その後、加熱により蒸着材料は昇華し、蒸着膜の成膜が行われる。
【0177】
また、その他の部品、例えば膜厚モニタ(水晶振動子など)、シャッターなども同様にして大気にふれることなく搬送し、蒸着装置内に設置することが好ましい。
【0178】
また、本実施例では、大気にふれることなく容器内に真空封止されたルツボ(蒸着材料が充填されている)を容器から取り出し、蒸着ホルダにルツボをセットするための設置室が成膜室に連結されており、大気にふれることなく設置室から搬送ロボットでルツボを搬送する。設置室にも真空排気手段を設け、さらにルツボを加熱する手段も設けることが好ましい。
【0179】
図9(A)および図9(B)を用いて、第2の容器721a、721bに密閉されて搬送される第1の容器701を成膜室へ設置する機構を説明する。
【0180】
図9(A)は、第1の容器が収納された第2の容器721a、721bを載せる回転設置台713と、第1の容器を搬送するための搬送機構と、持ち上げ機構711とを有する設置室705の断面が記載されている。また、設置室は成膜室と隣り合うように配置され、ガス導入口を介して雰囲気を制御する手段により設置室の雰囲気を制御することが可能である。なお、本実施例の搬送機構は、図9(B)に記載されるように第1の容器701の上方から、該第1の容器を挟んで(つまんで)搬送する構成に限定されるものではなく、第1の容器の側面を挟んで搬送する構成でも構わない。
【0181】
このような設置室内に、留め具702を外した状態で第2の容器を回転設置台713上に配置する。内部は真空状態であるので留め具702を外しても取れない。次いで、雰囲気を制御する手段により、設置室内を減圧状態とする。設置室内の圧力と第2の容器内の圧力とが等しくなるとき、容易に第2の容器は開封できる状態となる。そして持ち上げ機構711により第2の容器の上部721aを取り外し、回転設置台713が回転軸712を軸として回転することによって第2の容器の下部および第1の容器を移動させる。そして、第1の容器701を搬送機構により蒸着室へ搬送して第1の容器701を蒸着源ホルダ(図示しない)に設置する。また、蒸着室へ搬送する前に回転設置台713に内蔵されたヒータによって第1の容器701の予備加熱を行ってもよい。
【0182】
その後、蒸着源ホルダに設けられた加熱手段により、蒸着材料は昇華され、成膜が開始される。この成膜時に、蒸着源ホルダに設けられたシャッター(図示しない)が開くと、昇華した蒸着材料は基板の方向へ飛散し、基板に蒸着され、発光層(正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、電子注入層を含む)が形成される。
【0183】
そして、蒸着が完了した後、蒸着源ホルダから第1の容器を持ち上げ、設置室に搬送して、回転設置台713に設置された第2の容器の下部容器(図示しない)に載せられ、上部容器721aにより密閉される。このとき、第1の容器と、上部容器と、下部容器とは、搬送された組み合わせで密閉することが好ましい。この状態で、設置室を大気圧とし、第2の容器を設置室から取り出し、留め具702を固定して材料メーカーへ搬送される。
【0184】
また、第1の容器911を複数設置可能な設置室の例を図10に示す。図10(A)、図10(B)において、設置室905には、第1の容器911または第2の容器912を複数載せることができる回転台907と、第1の容器を搬送するための搬送機構902bと、持ち上げ機構902aとを有し、成膜室906には蒸着源ホルダ903と、蒸着ホルダを移動させる機構(ここでは図示しない)とを有している。蒸着の際には、固定された基板に対して蒸着ホルダ903をX方向またはY方向に移動させて、基板表面に均一な蒸着膜を形成する。図10(A)は上面図を示し、図10(B)には設置室内の斜視図を示している。また、設置室905は成膜室906と隣り合うようにゲート弁900を介して配置され、ガス導入口を介して雰囲気を制御する手段により設置室の雰囲気を制御することが可能である。なお図示しないが、取り外した上部(第2の容器)912を配置する箇所は別途設けられる。
【0185】
或いは、成膜室に連結した前処理室(設置室)にロボットを備え、蒸着源ごと成膜室から前処理室に移動させ、前処理室で蒸着源に蒸着材料をセットしてもよい。即ち、蒸着源が前処理室まで移動する製造装置としてもよい。こうすることによって、成膜室の洗浄度を保ったまま、蒸着源をセットすることができる。
【0186】
また、本実施例は、実施の形態1乃至5、実施例1乃至3のいずれか一と自由に組み合わせることができる。
【0187】
[実施例5]
本実施例では、第1の電極から封止までの作製を全自動化したマルチチャンバー方式の製造装置の例を図11に示す。
【0188】
図11は、ゲート500a〜500yと、搬送室502、504a、508、514、518と、受渡室505、507、511と、仕込室501と、第1成膜室506Hと、第2成膜室506Bと、第3成膜室506Gと、第4成膜室506R、第5成膜室506Eと、その他の成膜室509、510、512、513、532と、蒸着源を設置する設置室526R、526G、526B、526E、526Hと、前処理室503a、503bと、封止室516と、マスクストック室524と、封止基板ストック室530と、カセット室520a、520bと、トレイ装着ステージ521と、取出室519と、を有するマルチチャンバーの製造装置である。なお、搬送室504aには基板504cを搬送するための搬送機構504bが設けており、他の搬送室も同様にそれぞれ搬送機構が設けてある。
【0189】
以下、予め陽極(第1の電極)と、該陽極の端部を覆う絶縁物(隔壁)とが設けられた基板を図11に示す製造装置に搬入し、発光装置を作製する手順を示す。なお、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合、予め基板上には、陽極に接続している薄膜トランジスタ(電流制御用TFT)およびその他の薄膜トランジスタ(スイッチング用TFTなど)が複数設けられ、薄膜トランジスタからなる駆動回路も設けられている。また、単純マトリクス型の発光装置を作製する場合にも図11に示す製造装置で作製することが可能である。
【0190】
まず、カセット室520aまたはカセット室520bに上記基板をセットする。基板が大型基板(例えば300mm×360mm)である場合はカセット室520bにセットし、通常基板(例えば、127mm×127mm)である場合には、カセット室520aにセットした後、トレイ装着ステージ521に搬送し、トレイ(例えば300mm×360mm)に複数の基板をセットする。
【0191】
カセット室にセットした基板(陽極と、該陽極の端部を覆う絶縁物とが設けられた基板)は搬送室518に搬送する。
【0192】
また、カセット室にセットする前には、点欠陥を低減するために第1の電極(陽極)の表面に対して界面活性剤(弱アルカリ性)を含ませた多孔質なスポンジ(代表的にはPVA(ポリビニルアルコール)製、ナイロン製など)で洗浄して表面のゴミを除去することが好ましい。洗浄機構として、基板の面に平行な軸線まわりに回動して基板の面に接触するロールブラシ(PVA製)を有する洗浄装置を用いてもよいし、基板の面に垂直な軸線まわりに回動しつつ基板の面に接触するディスクブラシ(PVA製)を有する洗浄装置を用いてもよい。また、有機化合物を含む膜を形成する前に、上記基板に含まれる水分やその他のガスを除去するために、脱気のためのアニールを真空中で行うことが好ましく、搬送室518に連結されたベーク室523に搬送し、そこでアニールを行えばよい。
【0193】
次いで、基板搬送機構が設けられた搬送室518から仕込室501に搬送する。本実施例の製造装置では、搬送室518に設けられたロボットは、基板の表裏を反転させることができ、仕込室501に反転させて搬入することができる。本実施例において、搬送室518は常に大気圧が維持されている。仕込室501は、真空排気処理室と連結されており、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にしておくことが好ましい。
【0194】
次いで仕込室501に連結された搬送室502に搬送する。搬送室502内には極力水分や酸素が存在しないよう、予め、真空排気して真空を維持しておくことが好ましい。
【0195】
また、上記の真空排気処理室としては、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が備えられている。これにより仕込室と連結された搬送室の到達真空度を10-5〜10-6Paにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。装置内部に不純物が導入されるのを防ぐため、導入するガスとしては、窒素や希ガス等の不活性ガスを用いる。装置内部に導入されるこれらのガスは、装置内に導入される前にガス精製機により高純度化されたものを用いる。従って、ガスが高純度化された後に蒸着装置に導入されるようにガス精製機を備えておく必要がある。これにより、ガス中に含まれる酸素や水、その他の不純物を予め除去することができるため、装置内部にこれらの不純物が導入されるのを防ぐことができる。
【0196】
また、不用な箇所に形成された有機化合物を含む膜を除去したい場合には、前処理室503aに搬送し、有機化合物膜の積層を選択的に除去すればよい。前処理室503aはプラズマ発生手段を有しており、Ar、H2、F、NF3またはO2から選ばれた一種または複数種のガスを励起してプラズマを発生させることによって、ドライエッチングを行う。マスクを使用することによって不要な部分だけ選択的に除去することができる。また、陽極表面処理として紫外線照射が行えるように前処理室503aにUV照射機構を備えてもよい。
【0197】
また、シュリンクをなくすためには、有機化合物を含む膜の蒸着直前に真空加熱を行うことが好ましく、前処理室503bに搬送し、上記基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空(5×10-3Torr(0.665Pa)以下、好ましくは10-4〜10-6Pa)で行う。前処理室503bでは平板ヒータ(代表的にはシースヒータ)を用いて、複数の基板を均一に加熱する。この平板ヒータは複数設置され、平板ヒータで基板を挟むように両面から加熱することもでき、勿論、片面から加熱することもできる。特に、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いた場合、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に100℃〜250℃、好ましくは150℃〜200℃、例えば30分以上の加熱を行った後、30分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【0198】
次いで、上記真空加熱を行った後、搬送室502から受渡室505に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室505から搬送室504aに基板を搬送する。
【0199】
その後、搬送室504aに連結された成膜室506R、506G、506B、506Eへ基板を適宜、搬送して、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、または電子注入層となる低分子からなる有機化合物層を適宜形成する。また、搬送室102から基板を成膜室506Hに搬送して、蒸着を行うこともできる。
【0200】
また、成膜室512では大気圧下、または減圧下でインクジェット法やスピンコート法などで高分子材料からなる正孔注入層を形成してもよい。また、基板を縦置きとして真空中でインクジェット法により成膜してもよい。第1の電極(陽極)上に、正孔注入層(陽極バッファー層)として作用するポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)、ポリアニリン/ショウノウスルホン酸水溶液(PANI/CSA)、PTPDES、Et−PTPDEK、またはPPBAなどを全面に塗布、焼成してもよい。焼成する際にはベーク室523で行うことが好ましい。スピンコートなどを用いた塗布法で高分子材料からなる正孔注入層を形成した場合、平坦性が向上し、その上に成膜される膜のカバレッジおよび膜厚均一性を良好なものとすることができる。特に発光層の膜厚が均一となるため均一な発光を得ることができる。この場合、正孔注入層を塗布法で形成した後、蒸着法による成膜直前に真空加熱(100〜200℃)を行うことが好ましい。真空加熱する際には前処理室503bで行えばよい。例えば、第1の電極(陽極)の表面をスポンジで洗浄した後、カセット室に搬入し、成膜室512に搬送してスピンコート法でポリ(エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)水溶液(PEDOT/PSS)を全面に膜厚60nmで塗布した後、ベーク室523に搬送して80℃、10分間で仮焼成、200℃、1時間で本焼成し、さらに前処理室503bに搬送して蒸着直前に真空加熱(170℃、加熱30分、冷却30分)した後、成膜室506R、506G、506Bに搬送して大気に触れることなく蒸着法で発光層の形成を行えばよい。特に、ITO膜を陽極材料として用い、表面に凹凸や微小な粒子が存在している場合、PEDOT/PSSの膜厚を30nm以上の膜厚とすることでこれらの影響を低減することができる。
【0201】
また、PEDOT/PSSはITO膜上に塗布すると濡れ性があまりよくないため、PEDOT/PSS溶液をスピンコート法で1回目の塗布を行った後、一旦純水で洗浄することによって濡れ性を向上させ、再度、PEDOT/PSS溶液をスピンコート法で2回目の塗布を行い、焼成を行って均一性良く成膜することが好ましい。なお、1回目の塗布を行った後、一旦純水で洗浄することによって表面を改質するとともに、微小な粒子なども除去できる効果が得られる。
【0202】
また、スピンコート法によりPEDOT/PSSを成膜した場合、全面に成膜されるため、基板の端面や周縁部、端子部、陰極と下部配線との接続領域などは選択的に除去することが好ましく、前処理室503aでマスクを使用してO2アッシングなどにより選択的に除去することが好ましい。
【0203】
ここで、成膜室506R、506G、506B、506E、506Hについて説明する。
【0204】
各成膜室506R、506G、506B、506E、506Hには、移動可能な蒸着源ホルダが設置されている。この蒸着源ホルダは複数用意されており、適宜、EL材料が封入された容器(ルツボ)を複数備え、この状態で成膜室に設置されている。フェイスダウン方式で基板をセットし、CCDなどで蒸着マスクの位置アライメントを行い、抵抗加熱法で蒸着を行うことで選択的に成膜を行うことができる。なお、蒸着マスクはマスクストック室524にストックして、適宜、蒸着を行う際に成膜室に搬送する。また、蒸着の際にはマスクストック室が空くため、成膜後または処理後の基板をストックすることも可能である。また、成膜室532は有機化合物を含む層や金属材料層を形成するための予備の蒸着室である。
【0205】
これら成膜室へEL材料の設置は、以下に示す製造システムを用いると好ましい。すなわち、EL材料が予め材料メーカーで収納されている容器(代表的にはルツボ)を用いて成膜を行うことが好ましい。さらに設置する際には大気に触れることなく行うことが好ましく、材料メーカーから搬送する際、ルツボは第2の容器に密閉した状態のまま成膜室に導入されることが好ましい。望ましくは、各成膜室506R、506G、506B、506H、506Eに連結した真空排気手段を有する設置室526R、526G、526B、526H、526Eを真空、または不活性ガス雰囲気とし、この中で第2の容器からルツボを取り出して、成膜室にルツボを設置する。なお、図9、または図10に設置室の一例が示してある。こうすることにより、ルツボおよび該ルツボに収納されたEL材料を汚染から防ぐことができる。なお、設置室526R、526G、526B、526H、526Eには、メタルマスクをストックしておくことも可能である。
【0206】
成膜室506R、506G、506B、506H、506Eに設置するEL材料を適宜選択することにより、発光素子全体として、単色(具体的には白色)、或いはフルカラー(具体的には赤色、緑色、青色)の発光を示す発光素子を形成することができる。例えば、緑色の発光素子を形成する場合、成膜室506Hで正孔輸送層または正孔注入層、成膜室506Gで発光層(G)、成膜室506Eで電子輸送層または電子注入層を順次積層した後、陰極を形成すれば緑色の発光素子を得ることができる。例えば、フルカラーの発光素子を形成する場合、成膜室506RでR用の蒸着マスクを用い、正孔輸送層または正孔注入層、発光層(R)、電子輸送層または電子注入層を順次積層し、成膜室506GでG用の蒸着マスクを用い、正孔輸送層または正孔注入層、発光層(G)、電子輸送層または電子注入層を順次積層し、成膜室506BでB用の蒸着マスクを用い、正孔輸送層または正孔注入層、発光層(B)、電子輸送層または電子注入層を順次積層した後、陰極を形成すればフルカラーの発光素子を得ることができる。
【0207】
なお、白色の発光を示す有機化合物層は、異なる発光色を有する発光層を積層する場合において、赤色、緑色、青色の3原色を含有する3波長タイプと、青色/黄色または青緑色/橙色の補色の関係を用いた2波長タイプに大別される。一つの成膜室で白色発光素子を形成することも可能である。例えば、3波長タイプを用いて白色発光素子を得る場合、複数のルツボを搭載した蒸着源ホルダを複数備えた成膜室を用意して、第1の蒸着源ホルダには芳香族ジアミン(TPD)、第2の蒸着源ホルダにはp−EtTAZ、第3の蒸着源ホルダにはAlq3、第4の蒸着源ホルダにはAlq3に赤色発光色素であるNileRedを添加したEL材料、第5の蒸着源ホルダにはAlq3が封入され、この状態で各成膜室に設置する。そして、第1から第5の蒸着源ホルダが順に移動を開始し、基板に対して蒸着を行い、積層する。具体的には、加熱により第1の蒸着源ホルダからTPDが昇華され、基板全面に蒸着される。その後、第2の蒸着源ホルダからp―EtTAZが昇華され、第3の蒸着源ホルダからAlq3が昇華され、第4の蒸着源ホルダからAlq3:NileRedが昇華され、第5の蒸着源ホルダからAlq3が昇華され、基板全面に蒸着される。この後、陰極を形成すれば白色発光素子を得ることができる。
【0208】
上記工程によって適宜、有機化合物を含む層を積層した後、搬送室504aから受渡室507に基板を搬送し、さらに、大気にふれさせることなく、受渡室507から搬送室508に基板を搬送する。
【0209】
次いで、搬送室508内に設置されている搬送機構により、基板を成膜室510に搬送し、陰極を形成する。この陰極は、抵抗加熱を用いた蒸着法により形成される無機膜(MgAg、MgIn、CaF2、LiF、CaNなどの合金、または周期表の1族もしくは2族に属する元素とアルミニウムとを共蒸着法により形成した膜、またはこれらの積層膜)である。また、スパッタ法を用いて陰極を形成してもよい。
【0210】
また、上面出射型の発光装置を作製する場合には、陰極は透明または半透明であることが好ましく、上記金属膜の薄膜(1nm〜10nm)、或いは上記金属膜の薄膜(1nm〜10nm)と透明導電膜との積層を陰極とすることが好ましい。この場合、スパッタ法を用いて成膜室509で透明導電膜(ITO(酸化インジウム酸化スズ合金)、酸化インジウム酸化亜鉛合金(In2O3―ZnO)、酸化亜鉛(ZnO)等)からなる膜を形成すればよい。
【0211】
以上の工程で積層構造の発光素子が形成される。
【0212】
また、搬送室508に連結した成膜室513に搬送して窒化珪素膜、または窒化酸化珪素膜からなる保護膜を形成して封止してもよい。ここでは、成膜室513内には、珪素からなるターゲット、または酸化珪素からなるターゲット、または窒化珪素からなるターゲットが備えられている。例えば、珪素からなるターゲットを用い、成膜室雰囲気を窒素雰囲気または窒素とアルゴンを含む雰囲気とすることによって陰極上に窒化珪素膜を形成することができる。また、炭素を主成分とする薄膜(DLC膜、CN膜、アモルファスカーボン膜)を保護膜として形成してもよく、別途、CVD法を用いた成膜室を設けてもよい。ダイヤモンドライクカーボン膜(DLC膜とも呼ばれる)は、プラズマCVD法(代表的には、RFプラズマCVD法、マイクロ波CVD法、電子サイクロトロン共鳴(ECR)CVD法、熱フィラメントCVD法など)、燃焼炎法、スパッタ法、イオンビーム蒸着法、レーザー蒸着法などで形成することができる。成膜に用いる反応ガスは、水素ガスと、炭化水素系のガス(例えばCH4、C2H2、C6H6など)とを用い、グロー放電によりイオン化し、負の自己バイアスがかかったカソードにイオンを加速衝突させて成膜する。また、CN膜は反応ガスとしてC2H4ガスとN2ガスとを用いて形成すればよい。なお、DLC膜やCN膜は、可視光に対して透明もしくは半透明な絶縁膜である。可視光に対して透明とは可視光の透過率が80〜100%であることを指し、可視光に対して半透明とは可視光の透過率が50〜80%であることを指す。
【0213】
本実施例では、陰極上に第1の無機絶縁膜と、応力緩和膜と、第2の無機絶縁膜との積層からなる保護層を形成する。例えば、陰極を形成した後、成膜室513に搬送して第1の無機絶縁膜を形成し、成膜室532に搬送して蒸着法で吸湿性および透明性を有する応力緩和膜(有機化合物を含む層など)を形成し、さらに再度、成膜室513に搬送して第2の無機絶縁膜を形成すればよい。
【0214】
次いで、発光素子が形成された基板を大気に触れることなく、搬送室508から受渡室511に搬送し、さらに受渡室511から搬送室514に搬送する。次いで、発光素子が形成された基板を搬送室514から封止室516に搬送する。
【0215】
封止基板は、ロード室517に外部からセットし、用意される。なお、水分などの不純物を除去するために予め真空中でアニールを行うことが好ましい。そして、封止基板に発光素子が設けられた基板と貼り合わせるためのシール材を形成する場合には、シーリング室555でディスペンサ装置を用いてシール材を描画し、シール材を形成した封止基板を封止基板ストック室530に搬送する。なお、シーリング室555において、封止基板に乾燥剤を設けてもよい。なお、ここでは、封止基板にシール材を形成した例を示したが、特に限定されず、発光素子が形成された基板にシール材を形成してもよい。
【0216】
次いで、封止室516、基板と封止基板と貼り合わせ、貼り合わせた一対の基板を封止室516に設けられた紫外線照射機構によってUV光を照射してシール材を硬化させる。なお、ここではシール材として紫外線硬化樹脂を用いたが、接着材であれば、特に限定されない。
【0217】
次いで、貼り合わせた一対の基板を封止室516から搬送室514、そして搬送室514から取出室519に搬送して取り出す。
【0218】
以上のように、図11に示した製造装置を用いることで完全に発光素子を密閉空間に封入するまで大気に曝さずに済むため、信頼性の高い発光装置を作製することが可能となる。なお、搬送室514においては、大気圧で基板搬送を行うが、水分を除去するため、真空と、大気圧での窒素雰囲気とを繰り返すことができるようになっているが、搬送室502、504a、508は常時、真空が保たれることが望ましい。また、搬送室518は常に大気圧である。
【0219】
なお、ここでは図示しないが、各処理室での作業をコントロールするための制御装置や、各処理室間を搬送するための制御装置や、基板を個々の処理室に移動させる経路を制御して自動化を実現するコントロール制御装置などを設けている。
【0220】
また、図11に示す製造装置では、陽極として透明導電膜(または金属膜(TiN)が設けられた基板を搬入し、有機化合物を含む層を形成した後、透明または半透明な陰極(例えば、薄い金属膜(Al、Ag)と透明導電膜の積層)を形成することによって、上面出射型(或いは両面出射)の発光素子を形成することも可能である。なお、上面出射型の発光素子とは、陰極を透過させて有機化合物層において生じた発光を取り出す素子を指している。
【0221】
また、図11に示す製造装置では、陽極として透明導電膜が設けられた基板を搬入し、有機化合物を含む層を形成した後、金属膜(Al、Ag)からなる陰極を形成することによって、下面出射型の発光素子を形成することも可能である。なお、下面出射型の発光素子とは、有機化合物層において生じた発光を透明電極である陽極からTFTの方へ取り出し、さらに基板を通過させる素子を指している。
【0222】
また、本実施例は、実施の形態1乃至5、実施例1、実施例2、実施例4と自由に組み合わせることができる。
【0223】
【発明の効果】
本発明により、廃棄物となる使用済みのガラス瓶をなくし、環境に優しいプロセスとすることができる。また、材料メーカーで容器に直接EL材料を精製または収納することによって、必要な量だけを販売し、比較的高価なEL材料を効率よく使用することができる。
【0224】
さらに、本発明によりガラス瓶から容器に移しかえる作業をなくすことができる。発光装置メーカーがEL材料を容器に移しかえる作業などをなくすことによって、予め材料メーカーでEL材料が精製または収納された容器を発光装置メーカーで蒸着装置内に設置する簡単な作業だけとしてスループットを向上させることができる。
【0225】
また、本発明により、全自動化してスループットを向上させる製造システムを実現するとともに、不純物混入を避けることが可能な一貫したクローズドシステムを実現することが可能となる。
【0226】
従来、いくら高純度なEL材料を材料メーカーで提供されても、発光装置メーカーで従来の移しかえの作業があるかぎり不純物混入の恐れが存在し、EL材料の純度を維持することができず、純度に限界があったが、本発明により材料メーカーで得られる極めて高い純度のEL材料を維持し、そのまま純度を落とすことなく発光装置メーカーで蒸着を行うことができる。即ち、本発明により、今後のさらなるEL材料の超高純度化への対応を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 実施の形態1を示す図である。
【図2】 実施の形態2を示す図である。
【図3】 実施の形態3を示す図である。
【図4】 実施の形態4を示す図である。
【図5】 実施の形態5を示す図である。
【図6】 実施例1を示す図である。
【図7】 積層構造を示す図である。(実施例2)
【図8】 マルチチャンバー方式の製造装置を示す図である。
【図9】 設置室におけるルツボ搬送を示す図。
【図10】 設置室における蒸着源ホルダへのルツボ搬送を示す図。
【図11】 マルチチャンバー方式の製造装置を示す図である。(実施例5)
【図12】 ルツボの外観図および蒸着装置の簡略図を示す図である。
【図13】 補充して蒸着した場合を示す図である。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a manufacturing system for manufacturing a light emitting device having an EL element on a substrate. In particular, the present invention relates to a system for producing a layer made of a high-purity organic compound. The present invention also relates to a method for operating a manufacturing apparatus, and a light-emitting device formed by the operation method is also one aspect of the present invention. In addition, it relates to organic compound recycling systems.
[0002]
[Prior art]
In recent years, research on a light-emitting device having an EL element as a light-emitting element has been activated, and in particular, a light-emitting device using an organic material as an EL material has attracted attention. This light emitting device is also called an organic EL display or an organic light emitting diode.
[0003]
Note that the EL element includes a layer containing an organic compound (hereinafter, referred to as an EL layer) from which luminescence generated by applying an electric field is obtained, an anode, and a cathode. Luminescence in an organic compound includes light emission (fluorescence) when returning from the singlet excited state to the ground state and light emission (phosphorescence) when returning from the triplet excited state to the ground state. The light-emitting device manufactured by the film formation method can be applied to either light emission.
[0004]
Unlike the liquid crystal display device, the light-emitting device is a self-luminous type and has a feature that there is no problem of viewing angle. That is, as a display used outdoors, it is more suitable than a liquid crystal display, and use in various forms has been proposed.
[0005]
In addition, as a light-emitting device, a method of forming an EL layer between two types of stripe electrodes provided so as to be orthogonal to each other (simple matrix method), or a pixel electrode connected to a TFT and arranged in a matrix There are two types of methods (active matrix method) in which an EL layer is formed between the counter electrode.
[0006]
An EL element has a structure in which an EL layer is sandwiched between a pair of electrodes, but the EL layer usually has a laminated structure. Typically, a laminated structure of “hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer” can be given. This structure has very high luminous efficiency.
[0007]
In addition, a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer, or a hole injection layer / a hole transport layer / a light emitting layer / an electron transport layer / an electron injection layer are sequentially laminated on the anode. Good structure. You may dope a fluorescent pigment | dye etc. with respect to a light emitting layer. These layers may all be formed using a low molecular weight material, or a part of the layers may be formed using a high molecular weight material.
[0008]
Note that in this specification, all layers provided between a cathode and an anode are collectively referred to as an EL layer. Therefore, the above-described hole injection layer, hole transport layer, light emitting layer, electron transport layer, and electron injection layer are all included in the EL layer.
[0009]
In this specification, an EL element refers to an EL material and a layer containing an organic material or an inorganic material for injecting carriers into the EL material (hereinafter referred to as an EL layer) between two electrodes (an anode and a cathode). A light-emitting element having a structure, and a diode composed of an anode, a cathode and an EL layer.
[0010]
An EL element using an organic EL material generally has a structure using an EL layer made of a combination of an organic EL material and an organic material. The organic EL material and the organic material are roughly classified into a low molecular (monomer) material and a high molecular (polymer) material. Of these, the low molecular material is mainly formed by vapor deposition.
[0011]
The biggest problem in the practical application of EL elements is that the lifetime of the elements is insufficient. In addition, the deterioration of the element appears in the form of light emission for a long time and a non-light emitting region (dark spot) is widened. The cause is deterioration of the EL layer.
[0012]
The EL material forming the EL layer is easily deteriorated by impurities such as oxygen and water. In addition, it is conceivable that other impurities are included in the EL material to affect the deterioration of the EL layer.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
In the case where a main process in which impurities such as oxygen and water may be mixed is given to the EL material to be vapor-deposited, a process of setting the EL material in a vapor deposition apparatus before vapor deposition, a vapor deposition process, and the like can be considered.
[0014]
Usually, the container for storing the EL material is placed in a brown glass bottle and closed with a plastic lid (cap). It is also conceivable that the container for storing the EL material is insufficiently sealed.
[0015]
Conventionally, when a film is formed by a vapor deposition method, a predetermined amount of evaporating material placed in a container (glass bottle) is taken out, and a container (typical) placed at a position facing a film formation in a vapor deposition apparatus. However, there is a risk that impurities may be mixed in this transfer operation. That is, oxygen, water, and other impurities, which are one cause of deterioration of the EL element, may be mixed.
[0016]
When transferring from a glass bottle to a container, for example, it is conceivable to carry out by a human hand in a pretreatment chamber provided with a glove or the like in a vapor deposition apparatus. However, when the pretreatment chamber is equipped with a glove, it cannot be evacuated and work is performed at atmospheric pressure, and it is difficult to reduce moisture and oxygen in the pretreatment chamber as much as possible even in a nitrogen atmosphere. Met. Although it is conceivable to use a robot, since the evaporation material is in the form of powder, it is difficult to produce a robot that can be transferred. Therefore, it has been difficult to fully automate the process from the process of forming the EL layer on the lower electrode to the process of forming the upper electrode, and to make a consistent closed system capable of avoiding impurity contamination.
[0017]
In addition, it is possible to further increase the purity by evaporating the evaporation material delivered from the material manufacturer at the light emitting device manufacturer. However, it takes time and effort to purify it. May get mixed in.
[0018]
In addition, the EL material is very expensive, and the gram unit price is several steps higher than the gram unit price of gold, and it is desired to use it as efficiently as possible.
[0019]
The present invention provides a system that maintains the EL material with high purity, fully automates the process from the process of forming the EL layer on the lower electrode to the process of forming the upper electrode to improve the throughput, and avoids contamination by impurities. It is an object to provide a consistent closed system that can do this.
[0020]
Furthermore, another object of the present invention is to use an EL material efficiently.
[0021]
In addition, another object of the present invention is to improve the reliability and luminance of a light-emitting element using a high-purity EL material.
[0022]
[Means for Solving the Problems]
The present invention does not use a conventional container, typically a brown glass bottle, as a container for storing the EL material, but directly stores the EL material in a container to be installed in the vapor deposition apparatus, and performs vapor deposition after transportation. A manufacturing system is used to prevent impurities from being mixed into a high-purity EL material. Further, when EL materials are directly stored, the obtained EL materials may not be stored separately, but sublimation purification may be performed directly on a container to be installed in the vapor deposition apparatus. The present invention makes it possible to cope with further ultra-high purity of EL materials in the future.
[0023]
The operation of directly storing the EL material in the container installed in the vapor deposition apparatus is preferably requested by a light emitting device manufacturer using the vapor deposition apparatus to a material manufacturer that manufactures or sells the EL material. The present invention provides a manufacturing system that achieves an extremely high-purity EL material by linking a light-emitting device manufacturer and a material manufacturer and completes a highly reliable light-emitting device using the EL material. The system of the present invention eliminates used glass bottles that become waste, making it an environmentally friendly process. Further, by refining or storing the EL material directly in the container at the material manufacturer, only a necessary amount can be sold, and the relatively expensive EL material can be used efficiently. That is, it is possible to eliminate the excess or shortage of the EL material in the glass bottle as in the prior art.
[0024]
Furthermore, the system of the present invention can eliminate the work of transferring from a glass bottle to a container. By eliminating the transfer operation, EL material is not spilled due to some mistakes during transfer. In addition, by eliminating the task of transferring the EL material to the container by the light-emitting device manufacturer, the light-emitting device manufacturer simply installs the container in which the EL material has been purified or stored in advance in the vapor deposition device. Increase throughput.
[0025]
According to the present invention, it is possible to realize a manufacturing system that is fully automated to improve throughput, and to realize a consistent closed system that can avoid contamination with impurities.
[0026]
Also, no matter how high-purity EL material is provided by the material manufacturer, as long as there is a conventional transfer work at the light-emitting device manufacturer, there is a risk of contamination, and the purity of the EL material cannot be maintained, There was a limit in purity. According to the present invention, the light emitting device manufacturer and the material manufacturer cooperate to reduce the contamination of impurities, thereby maintaining the extremely high purity EL material obtained by the material manufacturer, and performing vapor deposition at the light emitting device manufacturer without reducing the purity as it is. be able to.
[0027]
The configuration of the invention disclosed in this specification is as shown in FIG.
In a material manufacturer, the first stage of refining or storing the vapor deposition material in the first container, and further sealing the first container containing the vapor deposition material with a second container;
A second stage of transporting the second container to a light emitting device manufacturer;
In the light-emitting device manufacturer, a third stage in which the second container is introduced into a manufacturing apparatus, and the first container is taken out from the second container and arranged,
And a fourth stage in which vapor deposition is performed by heating the first container in the manufacturing apparatus.
[0028]
In addition, it is needless to say that the material manufacturer does not need to prepare and prepare the container, and it may be outsourced. It is desirable to request the apparatus manufacturer who provided the vapor deposition apparatus to the light emitting apparatus manufacturer for the operation of preparing the container to be installed in the vapor deposition apparatus. In the present invention, a device system, a light emitting device manufacturer, and a material manufacturer are linked to achieve an extremely high purity EL material, and a manufacturing system for completing a highly reliable light emitting device using the EL material is provided. To do.
[0029]
The structure of another invention disclosed in the present specification is summarized as shown in FIG.
A first stage of transporting a first container and a second container from a device manufacturer to a material manufacturer;
In the material manufacturer, a second stage of purifying or storing the vapor deposition material in the first container, and further sealing the first container containing the vapor deposition material with the second container;
A third stage of transporting the second container to a light emitting device manufacturer;
In the light emitting device manufacturer, the fourth stage of introducing the second container into the manufacturing apparatus, taking out the first container from the second container,
And a fifth stage in which vapor deposition is performed by heating the first container in the manufacturing apparatus.
[0030]
Moreover, the light-emitting device maker may prepare the operation | work which produces the container installed in the said vapor deposition apparatus.
[0031]
The structure of another invention disclosed in the present specification is summarized as shown in FIG.
A first stage of transporting the second container and the first container from the light emitting device manufacturer to the material manufacturer;
In the material manufacturer, a second stage of purifying or storing the vapor deposition material in the first container, and further sealing the first container containing the vapor deposition material with the second container;
A third stage of transporting the second container to the light emitting device manufacturer;
In the light emitting device manufacturer, the fourth stage of introducing the second container into the manufacturing apparatus, taking out the first container from the second container,
And a fifth stage in which vapor deposition is performed by heating the first container in the manufacturing apparatus.
[0032]
Further, in the formation of the EL layer by the vapor deposition method, not all the EL material accommodated in the container is vapor deposited, and after vapor deposition, the EL material that has not been vapor deposited adheres to the container. It is good also as a manufacturing system which makes a material manufacturer collect | recover this container, takes out EL material which remained in the container, and reuses it. Furthermore, after taking out EL material which remained in the container, it is good also as a manufacturing system which refine | purifies and improves purity and reuses.
[0033]
The configuration of another invention disclosed in the present specification is summarized as shown in FIG.
A first stage of transporting a first container and a second container from a light emitting device manufacturer to a material manufacturer;
In the material manufacturer, a second stage of purifying or storing the vapor deposition material in the first container, and further sealing the first container containing the vapor deposition material with the second container;
A third stage of transporting the second container to the light emitting device manufacturer;
In the light emitting device manufacturer, the fourth stage of introducing the second container into the manufacturing apparatus, taking out the first container from the second container,
A fifth stage in which vapor deposition is performed by heating the first container in the manufacturing apparatus;
And taking out the first container from the manufacturing apparatus, and transporting the first container sealed with the second container from the light emitting apparatus manufacturer to the material manufacturer. It is a manufacturing system.
[0034]
In the above structure, after vapor deposition, the vapor deposition material adhering to the inside of the first container is collected by the material manufacturer and reused. If it is to be recovered, it is desirable for the subsequent purification of the EL material that it is sealed with the second container to prevent impurities from being mixed.
[0035]
In each of the above structures, the first container is stored in the second container in an inert gas atmosphere or in a vacuum, and after the deposition material is purified or stored, the first container is disposed in the manufacturing apparatus without touching the atmosphere. It is characterized by being. By touching the atmosphere, water and oxygen are prevented from adhering to the outer wall of the first container. In the present invention, since the EL material is directly purified or stored in a container to be installed in the vapor deposition apparatus and transported, it is preferable to prevent contamination of the container as much as possible. If water or oxygen adheres to the outer wall of the container and is installed in a vapor deposition apparatus, it may be mixed during vapor deposition.
[0036]
Further, in each of the above configurations, the manufacturing apparatus includes a plurality of processing chambers provided with a vacuum exhaust unit, a processing chamber for taking out the first container from the second container, and a vacuum vapor deposition apparatus. It is characterized by that. The manufacturing apparatus may be a multi-chamber manufacturing apparatus or an in-line manufacturing apparatus. Specifically, a second container that seals the first container is introduced into a first chamber (processing chamber) filled with an inert gas, and the inside of the first chamber is evacuated and evacuated. After removing the impurities, the inert gas is introduced to return to atmospheric pressure, the first container is taken out from the second container, the inside of the first chamber is evacuated, and the first container connected to the first chamber is removed. What is necessary is just to convey a 1st container to 2 chambers (vacuum vapor deposition apparatus evacuated previously), and to install in a desired position. Needless to say, all of these operations can be performed by a robot and automated. Further, the first container may be taken out from the second container in a vacuum.
[0037]
In each of the above configurations, the first container is not particularly limited, but it is preferable to use a crucible with relatively good EL material usage efficiency. Moreover, it may be a vapor deposition boat instead of the crucible. The first container may be a crucible that can be sealed with an attached lid.
[0038]
Moreover, in each said structure, although the said 2nd container will not be specifically limited if it is a container which has light-shielding property, It is preferable that it is a container which can be pressure-reduced and pressurized.
[0039]
In each of the above structures, it is preferable that the material maker cleans the first container or the second container before storing the EL material.
[0040]
Further, not only the EL material can be reused, but also a manufacturing system in which the container is cleaned and reused by the material manufacturer. By doing this, the number of containers required can be saved and the EL material can also be saved.
[0041]
The structure of another invention disclosed in the present specification is summarized as shown in FIG.
A first stage of transporting a container from a light emitting device manufacturer to a material manufacturer;
In the material manufacturer, a second stage of refining or storing the vapor deposition material in the container;
A third stage of transporting the container to the light emitting device manufacturer;
In the light emitting device manufacturer, a fourth stage of introducing the container into the manufacturing device;
A fifth stage of performing vapor deposition by heating the container in the manufacturing apparatus;
And a sixth stage of taking out the container from the manufacturing apparatus, transporting the container from the light emitting device manufacturer to the material manufacturer, and storing the vapor deposition material in the container again. .
[0042]
Moreover, in the said structure, it may replace with the said container and it may be set as a 1st container and may be sealed with a 2nd container at the time of conveyance. If the first container is to be reused, it is desirable that the second container be sealed to prevent impurities from being mixed for recovery of the EL material later. In addition, if the EL material is to be collected, it is desirable for the subsequent purification of the EL material that the second material is sealed with the second container to prevent the impurities from being mixed.
[0043]
In the above configuration, the container is a crucible, or the container is a crucible that can be sealed by an attached lid.
[0044]
Further, in the above configuration, in the sixth stage, the material manufacturer collects the vapor deposition material adhering to the inside of the container and reuses (recycles) it. Further, in the above configuration, the container is cleaned by the material manufacturer. In the above configuration, the manufacturing apparatus is a vacuum evaporation apparatus.
[0045]
In each of the above configurations, the manufacturing apparatus is a multi-chamber manufacturing apparatus having at least one vacuum deposition apparatus as shown in FIG.
[0046]
In addition, a production method in which vapor deposition is performed by performing sublimation purification directly on a container (such as a crucible), and the container (such as a crucible) is installed in a vapor deposition apparatus is also one aspect of the present invention.
A first step of refining the vapor deposition material in the container;
A second step of installing the container facing the deposition object in the vapor deposition apparatus;
And a third step of performing vapor deposition by heating the vessel installed in the vapor deposition apparatus.
[0047]
In this specification, the crucible is a cylindrical container having a relatively large opening formed of a material such as a sintered body of BN, a composite sintered body of BN and AlN, quartz, or graphite. It can withstand high temperature, high pressure and reduced pressure. FIG. 12A shows an example of the appearance. In the vapor deposition apparatus, the vapor deposition source includes a crucible, a heater disposed outside the crucible via a heat equalizing member, a heat insulating layer disposed outside the heater, an outer cylinder housing these, The cooling pipe is turned to the outside of the cylinder, and a shutter device that opens and closes the opening of the outer cylinder including the opening of the crucible.
[0048]
Further, as a typical example, FIG. 12B schematically shows a state where the vacuum evaporation apparatus is installed. The vacuum deposition apparatus includes a vacuum chamber in which the inside can be maintained at a predetermined pressure-reduced state by a vacuum exhaust means (not shown), a substrate holder installed in an upper portion of the chamber, and a plurality of opposingly arranged below the substrate holder A vapor deposition source is included. The substrate holder includes a holding portion (not shown) for holding the substrate, and a rotation axis for rotating the substrate is provided in the vertical direction at the center of the upper surface of the substrate holder. FIG. 12B shows an example in which three crucibles are set on the base plate, but there is no particular limitation, and one, two, or four or more may be used.
[0049]
In addition, the configuration of another invention of the present invention is as follows:
A first container containing an organic material is sealed with a second container;
The second container is introduced into a manufacturing apparatus having a vacuum evacuation means, the first container is taken out from the second container and placed, and then the first container is heated to perform vapor deposition. This is a method for operating a manufacturing apparatus.
[0050]
Further, in the above structure, the first container is characterized in that an organic material is purified by sublimation on an inner wall. In the above structure, the organic material is an evaporation material.
[0051]
In addition, the light-emitting device using the operation method of the manufacturing apparatus having the above structure is formed using a high-purity material, and thus has high reliability and luminance.
[0052]
In the present invention, the evaporation method may be a resistance heating method or an evaporation method using an electron gun (also referred to as an EB evaporation method), and the material is not limited to a material containing an organic compound. The present invention can also be applied to inorganic materials (including alloy materials) serving as an anode. In particular, the present invention is effective when a metal material that may be altered when exposed to the atmosphere (oxygen, moisture, etc.) is formed as a cathode or an anode.
[0053]
In addition, the present invention mainly uses a powdery organic material that can be deposited, but can also be applied to a liquid polymer material. That is, the present invention can also be applied to film forming methods such as a spin coating method, a casting method, an LB method, and an ink jet method. In the case of using a polymer material, a liquid polymer material obtained at a high purity by a material maker is used by using a syringe, a first container for containing a liquid continuously, and a piston (syringe). What is necessary is just to accommodate by the pressure reduction by moving this piston, and also to accommodate in the 2nd container which seals the 1st container further.
[0054]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below.
[0055]
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows an explanatory diagram of the production system of the present invention.
[0056]
In FIG. 1, 11a is a first container (crucible), and 11b is a second container for isolating the first container from the atmosphere and preventing it from contamination.
[0057]
The flow of the manufacturing system of the present invention will be described below.
[0058]
First, an order 10 is made from the light emitting device manufacturer 19 to the material manufacturer 18. The material manufacturer 18 prepares the
[0059]
In the present invention, the
[0060]
Next, the
[0061]
Next, the
[0062]
Next, the
[0063]
In this way, the
[0064]
In the vapor deposition method, there is a method of increasing the use efficiency as shown in FIG. As shown in FIG. 13, after performing the first deposition in a state where a new EL material 902 is put in the
[0065]
Conventionally, the glass bottle storing the vapor deposition material can be eliminated, and further, the operation of transferring from the glass bottle to the crucible by the above-described manufacturing system can be eliminated, and contamination with impurities can be prevented. In addition, throughput is improved.
[0066]
According to the present invention, it is possible to realize a manufacturing system that is fully automated and improves throughput, and that it is possible to realize a consistent closed system that can avoid contamination of the
[0067]
(Embodiment 2)
In the first embodiment, an example in which a high-purity EL material is maintained by cooperation between the two parties is shown. Here, an example in which a high-purity EL material is maintained by cooperation between the three parties is shown.
[0068]
FIG. 2 shows an explanatory diagram of the production system of the present invention.
[0069]
In FIG. 2, 21a is a first container (crucible), and 21b is a second container for isolating the first container from the atmosphere and preventing it from contamination.
[0070]
The flow of the manufacturing system of the present invention will be described below.
[0071]
First, an
[0072]
The
[0073]
Next, the
[0074]
Next, the material maker purifies or stores the ultra-high
[0075]
Next, the
[0076]
Next, the
[0077]
Next, the
[0078]
In this way, the
[0079]
Conventionally, the glass bottle storing the vapor deposition material can be eliminated, and further, the operation of transferring from the glass bottle to the crucible by the above-described manufacturing system can be eliminated, and contamination with impurities can be prevented. In addition, throughput is improved.
[0080]
According to the present invention, it is possible to realize a manufacturing system that is fully automated and improves throughput, and that it is possible to realize a consistent closed system that can avoid contamination of the
[0081]
Here, an example in which the light emitting device manufacturer 29
[0082]
(Embodiment 3)
Here, unlike
[0083]
FIG. 3 shows an explanatory diagram of the production system of the present invention.
[0084]
In FIG. 3, 41a is a first container (crucible), and 41b is a second container for isolating the first container from the atmosphere and preventing it from contamination.
[0085]
First, the light emitting device manufacturer 48 prepares or manufactures the
[0086]
Next, the
[0087]
Next, the
[0088]
Next, the
[0089]
Next, the
[0090]
In this way, the
[0091]
(Embodiment 4)
Here, an example that is partially different from the second embodiment is shown. In addition, since it is the same as
[0092]
FIG. 4 is an explanatory diagram of the manufacturing system of the present embodiment.
[0093]
In FIG. 4, 50 is the EL material remaining without being deposited. In the present embodiment, the EL material remaining in the
[0094]
Since the flow of the manufacturing system of the present embodiment is the same as that of the second embodiment until the
[0095]
After obtaining the
[0096]
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
[0097]
Thus, by collecting the
[0098]
Further, this embodiment mode can be freely combined with any one of
[0099]
(Embodiment 5)
In this embodiment, FIG. 5 shows a manufacturing system for reusing EL materials and crucibles.
[0100]
In FIG. 5, 61 is a container (crucible).
[0101]
The flow of the recycling system of the present invention will be described below.
[0102]
First, the
[0103]
Next, the purified
[0104]
Next, the
[0105]
Next, the
[0106]
Next, the
[0107]
Next, the
[0108]
In this way, by collecting the
[0109]
Further, this embodiment can be freely combined with any one of
[0110]
The present invention having the above-described configuration will be described in more detail with the following examples.
[0111]
(Example)
[Example 1]
In this example, an example of the second container shown in
[0112]
FIG. 6 is a cross-sectional view of the second container containing the first container.
[0113]
In FIG. 6, reference numeral 301 denotes a first container, typically a crucible, in which an EL material 302 is accommodated. The crucible 301 can be lightly closed with a crucible lid 303. The second container is composed of two parts, and the upper part 304a and the lower part 304b are sealed with an O-ring 305 or the like. The upper part 304a is provided with a spring 306 so that the upper lid 307 is movable. The lower part 304b is also provided with a spring 308 so that the lower lid 309 is movable. The crucible 301 is arranged so as to be sandwiched between the upper lid 307 and the lower lid 309. The lower lid 309 is provided with a convex portion (not shown) for fixing the crucible 301, and the crucible lid 303 is pressed by the upper lid 307. Note that the crucible lid and the upper lid may be integrated.
[0114]
The interiors of the second containers 304a and 304b are filled with an inert gas (typically nitrogen).
[0115]
When this second container is placed in a processing chamber capable of being evacuated and brought into a vacuum state, the upper part 304a of the second container is detached by the restoring force of the spring due to the difference between the internal pressure and the external pressure. At the same time, the crucible 301 is pushed out by the restoring force of the spring. As described above, the second container shown in FIG. 6 is a container that can be opened relatively easily by changing the pressure from the atmospheric pressure to the vacuum state. Therefore, work after opening, for example, work for removing the upper part 304a and the crucible lid 303 and work for taking out the first container can be performed by a robot or the like. Further, the second container shown in FIG. 6 can be a container that is resistant to impact and suitable for conveyance.
[0116]
This embodiment can be freely combined with any one of
[0117]
[Example 2]
Here, a typical stacked structure of a light-emitting element will be described with reference to FIGS.
[0118]
The light emission mechanism of organic EL is by injecting electrons and holes (holes) from the outside and exciting the emission center by their recombination energy. A typical structure of the organic EL element is a three-layer structure. Here, a two-layer structure (electron transport layer, hole transport layer) will be described. As the electron transport layer, tris (8-quinolinolato) aluminum (hereinafter referred to as Alq). Three And so on). Examples of the hole transport layer include 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (hereinafter referred to as α-NPD). Here, the light emission mechanism will be described below using an example in which ITO is used as the anode and MgAg is used as the cathode.
[0119]
When a DC voltage is applied from the outside to the EL element having the above two-layer structure, holes are injected from the ITO electrode serving as the anode, transported to the interface with the organic compound layer, and injected into the organic compound layer. On the other hand, electrons are injected from the MgAg electrode, transported in the organic compound layer, reach the vicinity of the interface, and recombine with holes on the light emitting molecule. As a result, an excited state of the light emitting molecule is generated, and light emission similar to the fluorescence spectrum of the molecule occurs.
[0120]
FIG. 7A is a schematic view illustrating an example of a stacked structure of EL elements. In FIG. 7A, 200 is an anode (or cathode), 201 is an EL layer, 202 is a cathode (or anode), and 203 is a protective film. Further, when light is emitted in the direction of the arrow in the figure (when light emission is allowed to pass through the cathode 202), as 202, a translucent conductive material or an extremely thin metal film (an alloy such as MgAg, MgIn, AlLi, CaN) Or a film formed by co-evaporation of an element belonging to
[0121]
As the protective film 203, an insulating film mainly containing silicon nitride or silicon nitride oxide obtained by a sputtering method (DC method or RF method) or a DLC film (Diamond Like Carbon) containing hydrogen may be used. If a silicon target is used and formed in an atmosphere containing nitrogen and argon, a silicon nitride film can be obtained. A silicon nitride target may be used. Further, the protective film 203 may be formed using a film formation apparatus using remote plasma. Moreover, when light emission is allowed to pass through the protective film, the protective film is preferably as thin as possible.
[0122]
In addition, a silicon oxide film can be formed before the protective film and function as a buffer layer. When a silicon nitride film is formed in contact with a film made of a transparent conductive film by a sputtering method, the silicon oxide film is included in the transparent conductive film. Impurities (In, Sn, Zn, etc.) may be mixed into the silicon nitride film. However, the silicon oxide film can be prevented from being mixed into the silicon nitride film by forming the silicon oxide film serving as a buffer layer therebetween. By forming the buffer layer with the above structure, impurities (In, Sn, etc.) from the transparent conductive film can be prevented from mixing, and an excellent protective film free of impurities can be formed.
[0123]
With such a structure, the light-emitting element can be protected and reliability can be improved.
[0124]
FIG. 7B is a schematic view illustrating another example of a stacked structure of EL elements. In FIG. 7B, 400 is an anode (or cathode), 401 is an EL layer, 402 is a cathode (or anode), and 403 is a protective film. In the case where light is emitted in the direction of the arrow in the drawing (when light emission is allowed to pass through the electrode 400), it is preferable to use a light-transmitting conductive material as 400.
[0125]
In this embodiment, as a vapor deposition source of the vapor deposition apparatus, a first vapor deposition source including a hole injecting organic compound, a second vapor deposition source including a hole transporting organic compound, and light emission are provided. A third vapor deposition source comprising a hole transporting organic compound serving as a host for the organic compound; a fourth vapor deposition source comprising a light emitting organic compound; and a fifth vapor deposition comprising a blocking organic compound. And a sixth evaporation source including an electron transporting organic compound is shown.
[0126]
Note that the deposition source can be controlled by a microcomputer so that the deposition rate can be controlled.
[0127]
Further, the number of organic compounds provided in one vapor deposition source is not necessarily one, and a plurality of organic compounds may be provided. For example, in addition to one kind of material provided as a light-emitting organic compound in the vapor deposition source, another organic compound that can serve as a dopant may be provided together. Note that a known material may be used as an organic compound that forms an organic compound film that has these multiple functions and emits red light.
[0128]
In this example, copper phthalocyanine (hereinafter referred to as Cu-Pc) and a hole transporting organic compound provided in the second vapor deposition source are used as the hole injecting organic compound provided in the first vapor deposition source. 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenyl-amino] -biphenyl (hereinafter referred to as α-NPD), an organic compound serving as a host for the third vapor deposition source (hereinafter referred to as “α-NPD”) 4,4′-dicarbazole-biphenyl (hereinafter referred to as CBP) as the host material, and 2,3,7,8,12,13,17 as the luminescent organic compound provided in the fourth evaporation source. , 18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin-platinum (hereinafter referred to as PtOEP), as a blocking organic compound provided for the fifth vapor deposition source, bathocuproine (hereinafter referred to as BCP), sixth steam Tris (8-quinolinolato) aluminum (hereinafter referred to as Alq) is an electron transporting organic compound provided for the source. Three Is used).
[0129]
By depositing these organic compounds in order, an organic compound film composed of a region having a hole injecting property, a hole transporting property, a light emitting property, and an electron transporting property can be formed on the anode. it can.
[0130]
In the above, the case where an organic compound film that emits red light is formed has been shown. However, when an organic compound film that emits green light is formed, Cu as a hole-injecting organic compound included in the first vapor deposition source is used. -Pc, hole-transporting organic compound provided in the second deposition source, MTDATA, hole-transporting organic compound provided in the third deposition source, α-NPD, hole provided in the fourth deposition source CBP as a transporting host material, Tris (2-phenylpyridine) iridium (Ir (ppy) as a light-emitting organic compound for the fifth evaporation source Three ), BCP as the blocking organic compound provided for the sixth vapor deposition source, Alq as the organic compound for electron transport provided for the seventh vapor deposition source Three May be used. By vapor-depositing these organic compounds in order, an organic compound film composed of a region having a hole transporting property, a light emitting property, a blocking property, and an electron transporting property can be formed on the anode.
[0131]
Moreover, when forming the organic compound film | membrane which shows blue light emission, as a hole-injection organic compound with which a 1st vapor deposition source is equipped, Cu-Pc, as a luminescent organic compound with which a 2nd vapor deposition source is equipped, (alpha) -NPD, a blocking organic compound for the third deposition source, BCP, an electron transporting organic compound for the fourth deposition source, Alq Three May be used. By vapor-depositing these organic compounds in order, an organic compound film composed of a region having a hole injecting property, a light emitting property, a blocking property, and an electron transporting property can be formed on the anode.
[0132]
As the protective film 403, an insulating film mainly containing silicon nitride or silicon nitride oxide obtained by a sputtering method (DC method or RF method) or a DLC film containing hydrogen may be used. If a silicon target is used and formed in an atmosphere containing nitrogen and argon, a silicon nitride film can be obtained. A silicon nitride target may be used. Further, the protective film 403 may be formed using a film formation apparatus using remote plasma. In addition, a silicon oxide film can be formed before the protective film to function as a buffer layer.
[0133]
With such a structure, the light-emitting element can be protected and reliability can be improved.
[0134]
In addition, this embodiment can be applied not only to an active matrix display device but also to a passive display device.
[0135]
Further, this embodiment can be freely combined with
[0136]
[Example 3]
In this embodiment, FIG. 8 shows an example of a multi-chamber manufacturing apparatus in which the production up to the upper electrode is fully automated.
[0137]
8, 100a to 100k, 100m to 100p, 100r to 100u are gates, 101 is a preparation chamber, 119 is a take-out chamber, 102, 104a, 108 and 114 are transfer chambers, 105, 107 and 111 are delivery chambers, 106R, 106B, 106G, 106H, 109, 110, 113 are film forming chambers, 103 is a pretreatment chamber, 117 is a sealing substrate loading chamber, 115 is a dispenser chamber, and 116 is a sealing chamber.
[0138]
Hereinafter, a procedure for carrying a substrate provided with TFTs in advance to the manufacturing apparatus shown in FIG. 8 and forming a laminated structure shown in FIG.
[0139]
First, the substrate provided with the TFT and the anode 200 is set in the preparation chamber 101. The charging chamber 101 is connected to a vacuum evacuation treatment chamber, and after evacuating, it is preferable to introduce an inert gas to an atmospheric pressure. Next, the material is transferred to a transfer chamber 102 connected to the preparation chamber 101. In advance, the vacuum is maintained by evacuation so that moisture and oxygen do not exist in the transfer chamber as much as possible.
[0140]
Further, the transfer chamber 102 is connected to an evacuation processing chamber that evacuates the transfer chamber. As the vacuum evacuation processing chamber, a magnetic levitation type turbo molecular pump, a cryopump, or a dry pump is provided. As a result, the ultimate vacuum in the transfer chamber is reduced to 10 -Five -10 -6 Pa can be set, and the back diffusion of impurities from the pump side and the exhaust system can be controlled. In order to prevent impurities from being introduced into the apparatus, an inert gas such as nitrogen or a rare gas is used as the introduced gas. These gases introduced into the apparatus are those purified by a gas purifier before being introduced into the apparatus. Therefore, it is necessary to provide a gas purifier so that the gas is introduced into the film forming apparatus after being highly purified. Thereby, oxygen, water, and other impurities contained in the gas can be removed in advance, so that these impurities can be prevented from being introduced into the apparatus.
[0141]
Further, in order to remove moisture and other gases contained in the substrate, it is preferable to perform annealing for deaeration in a vacuum, and the substrate is transferred to a pretreatment chamber 103 connected to the transfer chamber 102, where annealing is performed. Just do it. Further, if it is necessary to clean the surface of the anode, it may be transferred to a pretreatment chamber 103 connected to the transfer chamber 102 and cleaned there.
[0142]
If necessary, an organic compound layer made of a polymer may be formed on the entire surface on the anode. A film forming chamber for forming an organic compound layer made of a polymer may be provided in the manufacturing apparatus of FIG. In the case of forming by a spin coating method, an ink jet method, or a spray method, the substrate is set with the deposition surface of the substrate facing upward at atmospheric pressure. The delivery chamber 105 is provided with a substrate reversing mechanism, and the substrate is reversed appropriately. In addition, after film formation using an aqueous solution, the film is preferably transferred to the pretreatment chamber 103 where heat treatment is performed in vacuum to vaporize moisture.
[0143]
Next, after the substrate 104c is transferred from the transfer chamber 102 to the delivery chamber 105 without being exposed to the atmosphere, the substrate 104c is transferred to the transfer chamber 104, and is transferred to the film formation chamber 106R by the
[0144]
For example, the degree of vacuum is 5 × 10 -3 Torr (0.665 Pa) or less, preferably 10 -Four -10 -6 Deposition is performed in the film forming chamber 106R evacuated to Pa. At the time of vapor deposition, the organic compound is vaporized in advance by resistance heating, and is scattered in the direction of the substrate by opening a shutter (not shown) at the time of vapor deposition. The vaporized organic compound is scattered upward and deposited on the substrate through an opening (not shown) provided in a metal mask (not shown). Note that the temperature of the substrate (T 1 ) Is 50 to 200 ° C, preferably 65 to 150 ° C.
[0145]
In this embodiment, a crucible in which a vapor deposition material is stored in advance by a material manufacturer is set in the
[0146]
When three types of EL layers are formed in order to obtain a full color, after the film formation in the film formation chamber 106R, the film formation is performed sequentially in each of the
[0147]
Once the desired
[0148]
Next, the film is transferred to the film formation chamber 110 by a transfer mechanism installed in the transfer chamber 108, a thin metal layer is formed over the
[0149]
Next, the protective film 203 is formed by being transferred from the transfer chamber 108 to the film formation chamber 113 without being exposed to the air. Here, a sputtering apparatus provided with a target made of silicon or a target made of silicon nitride in the film formation chamber 113 is used. The silicon nitride film can be formed by setting the film formation chamber atmosphere to a nitrogen atmosphere or an atmosphere containing nitrogen and argon.
[0150]
Through the above steps, the stacked structure illustrated in FIG. 7A, that is, a light-emitting element covered with a protective film is formed over the substrate.
[0151]
Next, the substrate over which the light-emitting element is formed is transferred from the transfer chamber 108 to the delivery chamber 111 without being exposed to the atmosphere, and further transferred from the delivery chamber 111 to the transfer chamber 114.
[0152]
Next, the substrate over which the light-emitting element is formed is transferred from the transfer chamber 114 to the sealing chamber 116. Note that a sealing substrate provided with a sealant is preferably prepared in the sealing chamber 116.
[0153]
The sealing substrate is set in the sealing substrate load chamber 117 from the outside. In order to remove impurities such as moisture, it is preferable to perform annealing in a vacuum in advance, for example, annealing in the sealing substrate load chamber 117. When a sealing material is formed on the sealing substrate, the transfer chamber 114 is set to atmospheric pressure, and then the sealing substrate is transferred from the sealing substrate load chamber to the dispenser chamber 115 to provide a light emitting element. And a sealing substrate on which the sealing material is formed is transported to the sealing chamber 116.
[0154]
Next, in order to deaerate the substrate provided with the light-emitting element, after annealing in a vacuum or an inert atmosphere, the sealing substrate provided with the sealant and the substrate on which the light-emitting element is formed are attached to each other . Further, the sealed space between the substrates is filled with hydrogen or an inert gas. Note that here, an example in which the sealing material is formed over the sealing substrate is described; however, there is no particular limitation, and the sealing material may be formed over the substrate over which the light-emitting element is formed.
[0155]
Next, the pair of bonded substrates is irradiated with UV light by an ultraviolet irradiation mechanism provided in the sealing chamber 116 to cure the sealing material. In addition, although ultraviolet curable resin was used here as a sealing material, if it is an adhesive material, it will not specifically limit.
[0156]
Next, the pair of bonded substrates is transferred from the sealing chamber 116 to the transfer chamber 114 and then transferred from the transfer chamber 114 to the take-out chamber 119 and taken out.
[0157]
As described above, by using the manufacturing apparatus illustrated in FIG. 8, it is not necessary to expose the light-emitting element to the outside until the light-emitting element is completely enclosed in the sealed space, so that a highly reliable light-emitting device can be manufactured. Moreover, since the crucible in which the vapor deposition material is stored in advance may be installed, the installation of the vapor deposition material can be automated. Note that in the transfer chamber 114, vacuum and a nitrogen atmosphere at atmospheric pressure are repeated, but it is desirable that the transfer chambers 102, 104a, and 108 are always kept in vacuum.
[0158]
Note that an in-line film deposition apparatus can also be used.
[0159]
Hereinafter, a procedure in which a substrate on which a TFT and an anode are provided in advance is carried into the manufacturing apparatus shown in FIG. 8 to form a laminated structure shown in FIG.
[0160]
First, the substrate provided with the TFT and the anode 400 is set in the preparation chamber 101. It is preferable to evacuate in advance and introduce an inert gas to atmospheric pressure so that moisture and oxygen are not present in the charging chamber 101 as much as possible. Next, the material is transferred to a transfer chamber 102 connected to the preparation chamber 101. A transparent conductive material is used as a material for forming the anode 400, and an indium / tin compound, zinc oxide, or the like can be used. Next, the sample is transferred to a pretreatment chamber 103 connected to the transfer chamber 102. In this pretreatment chamber, the anode surface may be cleaned, oxidized, or heated. As the cleaning of the anode surface, ultraviolet irradiation in a vacuum or oxygen plasma treatment is performed to clean the anode surface. In addition, the oxidation treatment may be performed by irradiating ultraviolet rays in an atmosphere containing oxygen while heating at 100 to 120 ° C., and is effective when the anode is an oxide such as ITO (or IZO). The heat treatment may be performed at a heating temperature of 50 ° C. or higher, preferably 65 to 150 ° C. that the substrate can withstand in vacuum, and is formed on the substrate by impurities such as oxygen and moisture attached to the substrate. Impurities such as oxygen and moisture in the film are removed. In particular, since the EL material is easily deteriorated by impurities such as oxygen and water, it is effective to heat in vacuum before vapor deposition.
[0161]
If necessary, the substrate 104c is transferred from the transfer chamber 102 to the delivery chamber 105 without being exposed to the atmosphere, further transferred to the transfer chamber 104a, and then transferred to the film formation chamber 106H by the
[0162]
Next, the film is transferred to the film formation chamber 106 </ b> R, and an EL layer that emits red light is appropriately formed over the anode 400. Here, an example of forming by vapor deposition is shown. In the film formation chamber 106R, the substrate delivery chamber 105 is set with the film formation surface of the substrate facing downward. Note that the film formation chamber is preferably evacuated before the substrate is carried in.
[0163]
For example, the degree of vacuum is 5 × 10 -3 Torr (0.665 Pa) or less, preferably 10 -Four -10 -6 Deposition is performed in the film forming chamber 106R evacuated to Pa. At the time of vapor deposition, the organic compound is vaporized in advance by resistance heating, and is scattered in the direction of the substrate by opening a shutter (not shown) at the time of vapor deposition. The vaporized organic compound is scattered upward and deposited on the substrate through an opening (not shown) provided in a metal mask (not shown). Note that the temperature of the substrate (T 1 ) Is 50 to 200 ° C, preferably 65 to 150 ° C.
[0164]
In addition, a crucible in which a vapor deposition material is stored in advance by a material manufacturer is set in the film forming chamber. When setting, it is preferable not to touch the atmosphere, and when transporting from the material manufacturer, the crucible is preferably introduced into the film forming chamber while being sealed in the second container as shown in Example 1. . Desirably, a chamber having a vacuum evacuation unit is provided connected to the film formation chamber 106R, where the crucible is taken out from the second container in a vacuum or an inert gas atmosphere, and the crucible is installed in the film formation chamber. By doing so, the crucible and the EL material housed in the crucible can be prevented from contamination.
[0165]
When three types of EL layers are formed in order to achieve full color, after film formation in the film formation chamber 106R, film formation is sequentially performed in the
[0166]
Once the desired
[0167]
If necessary, a poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution (PEDOT / PSS) that acts as a hole injection layer may be formed on the entire surface of the anode 400. A film forming chamber for forming an organic compound layer made of a polymer may be provided in the manufacturing apparatus of FIG. In the case of forming by a spin coating method, an ink jet method, or a spray method, the substrate is set with the deposition surface of the substrate facing upward at atmospheric pressure. The substrate is appropriately reversed in the delivery chamber 105. In addition, after film formation using an aqueous solution, the film is preferably transferred to the pretreatment chamber 103 where heat treatment is performed in vacuum to vaporize moisture.
[0168]
Next, the film is transferred to the film formation chamber 110 by a transfer mechanism installed in the transfer chamber 108, and the cathode 402 made of a metal layer is formed on the
[0169]
Next, the protective film 403 is formed over the cathode 402 by being transferred from the transfer chamber 108 to the film formation chamber 113 without being exposed to the atmosphere. Here, a sputtering apparatus provided with a target made of silicon or a target made of silicon nitride in the film formation chamber 113 is used. The silicon nitride film can be formed by setting the film formation chamber atmosphere to a nitrogen atmosphere or an atmosphere containing nitrogen and argon.
[0170]
Through the above process, the stacked structure illustrated in FIG. 7B, that is, a light-emitting element covered with a protective film is formed over the substrate.
[0171]
The subsequent steps are the same as the manufacturing procedure of the light-emitting device having the stacked structure shown in FIG.
[0172]
Thus, if the manufacturing apparatus shown in FIG. 8 is used, the stacked structure shown in FIGS. 7A and 7B can be made separately.
[0173]
Further, this embodiment can be freely combined with
[0174]
[Example 4]
In this embodiment, the form of a container to be conveyed will be specifically described with reference to FIG. The second container divided into an upper part (721a) and a lower part (721b) used for conveyance is for fixing the first container provided on the upper part of the second container, and pressurizing the fixing means. A spring 705, a handle 710, a
[0175]
In the material manufacturer, the purified deposition material is sealed in the
[0176]
In this state, the
[0177]
In addition, it is preferable that other components such as a film thickness monitor (such as a crystal resonator), a shutter, and the like are similarly transported without being exposed to the atmosphere and installed in the vapor deposition apparatus.
[0178]
Further, in this embodiment, an installation chamber for taking out a crucible (filled with a deposition material) vacuum-sealed in the container without touching the atmosphere from the container and setting the crucible in the deposition holder is a film formation chamber. The crucible is transferred from the installation room by the transfer robot without being exposed to the atmosphere. It is preferable to provide a vacuum evacuation unit in the installation chamber and also provide a unit for heating the crucible.
[0179]
With reference to FIGS. 9A and 9B, a mechanism for installing the
[0180]
FIG. 9A shows an installation having a
[0181]
In such an installation room, the second container is placed on the
[0182]
Thereafter, the vapor deposition material is sublimated by the heating means provided in the vapor deposition source holder, and film formation is started. When a shutter (not shown) provided on the evaporation source holder is opened during the film formation, the sublimated evaporation material is scattered in the direction of the substrate and is evaporated onto the substrate, and the light emitting layer (hole transport layer, hole injection layer) , Including an electron transport layer and an electron injection layer).
[0183]
After the vapor deposition is completed, the first container is lifted from the vapor deposition source holder, transported to the installation chamber, and placed on the lower container (not shown) of the second container installed on the rotary installation table 713, and the upper part Sealed by the
[0184]
FIG. 10 shows an example of an installation room in which a plurality of first containers 911 can be installed. 10A and 10B, in the
[0185]
Alternatively, a robot may be provided in a pretreatment chamber (installation chamber) connected to the film formation chamber, and the evaporation source may be moved from the film formation chamber to the pretreatment chamber, and the vapor deposition material may be set in the vapor deposition source in the pretreatment chamber. That is, it is good also as a manufacturing apparatus which a vapor deposition source moves to a pre-processing chamber. By doing so, the vapor deposition source can be set while maintaining the cleanliness of the film forming chamber.
[0186]
In addition, this embodiment can be freely combined with any one of
[0187]
[Example 5]
In this embodiment, an example of a multi-chamber manufacturing apparatus in which the production from the first electrode to the sealing is fully automated is shown in FIG.
[0188]
FIG. 11
[0189]
Hereinafter, a procedure for manufacturing a light-emitting device by carrying a substrate provided with an anode (first electrode) and an insulator (partition wall) covering an end of the anode in advance into the manufacturing apparatus shown in FIG. Note that in the case of manufacturing an active matrix light-emitting device, a plurality of thin film transistors (current control TFTs) and other thin film transistors (such as switching TFTs) connected to an anode are provided in advance on a substrate, and are formed of thin film transistors. A drive circuit is also provided. In addition, when a simple matrix light-emitting device is manufactured, the manufacturing apparatus illustrated in FIG. 11 can be used.
[0190]
First, the substrate is set in the cassette chamber 520a or the cassette chamber 520b. When the substrate is a large substrate (for example, 300 mm × 360 mm), it is set in the cassette chamber 520b. When the substrate is a normal substrate (for example, 127 mm × 127 mm), it is set in the cassette chamber 520a and then transferred to the
[0191]
The substrate set in the cassette chamber (a substrate provided with an anode and an insulator covering the end of the anode) is transferred to the transfer chamber 518.
[0192]
In addition, before setting in the cassette chamber, a porous sponge (typically, a surfactant (weakly alkaline) is added to the surface of the first electrode (anode) to reduce point defects. It is preferable to remove dust on the surface by washing with PVA (polyvinyl alcohol), nylon, or the like. As a cleaning mechanism, a cleaning device having a roll brush (manufactured by PVA) that rotates around an axis parallel to the surface of the substrate and contacts the surface of the substrate may be used, or may rotate around an axis perpendicular to the surface of the substrate. You may use the washing | cleaning apparatus which has a disk brush (product made from PVA) which contacts the surface of a board | substrate while moving. In order to remove moisture and other gases contained in the substrate before forming a film containing an organic compound, annealing for deaeration is preferably performed in a vacuum, and is connected to the transfer chamber 518. Then, it may be transferred to the baking chamber 523 and annealed there.
[0193]
Next, the substrate is transferred from the transfer chamber 518 provided with the substrate transfer mechanism to the preparation chamber 501. In the manufacturing apparatus of this embodiment, the robot provided in the transfer chamber 518 can reverse the front and back of the substrate, and can carry it over into the preparation chamber 501. In this embodiment, the atmospheric pressure is always maintained in the transfer chamber 518. The charging chamber 501 is connected to an evacuation treatment chamber, and after evacuation, it is preferable to introduce an inert gas and set it to atmospheric pressure.
[0194]
Next, the material is transferred to a transfer chamber 502 connected to the preparation chamber 501. It is preferable to evacuate and maintain the vacuum in advance so that moisture and oxygen do not exist in the transfer chamber 502 as much as possible.
[0195]
The vacuum evacuation chamber is provided with a magnetic levitation turbo molecular pump, a cryopump, or a dry pump. As a result, the ultimate vacuum of the transfer chamber connected to the preparation chamber is reduced to 10 -Five -10 -6 Pa can be set, and the back diffusion of impurities from the pump side and the exhaust system can be controlled. In order to prevent impurities from being introduced into the apparatus, an inert gas such as nitrogen or a rare gas is used as the introduced gas. These gases introduced into the apparatus are those purified by a gas purifier before being introduced into the apparatus. Therefore, it is necessary to provide a gas purifier so that the gas is introduced into the vapor deposition apparatus after being highly purified. Thereby, oxygen, water, and other impurities contained in the gas can be removed in advance, so that these impurities can be prevented from being introduced into the apparatus.
[0196]
In addition, when it is desired to remove a film containing an organic compound formed in an unnecessary place, the film may be transferred to the pretreatment chamber 503a and the organic compound film stack may be selectively removed. The pretreatment chamber 503a has plasma generating means, and Ar, H 2 , F, NF Three Or O 2 Dry etching is performed by exciting one or more gases selected from the above to generate plasma. By using the mask, only unnecessary portions can be selectively removed. Further, a UV irradiation mechanism may be provided in the pretreatment chamber 503a so that ultraviolet irradiation can be performed as the anode surface treatment.
[0197]
In order to eliminate shrinkage, it is preferable to perform vacuum heating immediately before deposition of a film containing an organic compound. The film is transferred to the pretreatment chamber 503b to thoroughly remove moisture and other gases contained in the substrate. In order to perform the deaeration annealing, vacuum (5 × 10 -3 Torr (0.665 Pa) or less, preferably 10 -Four -10 -6 Pa). In the pretreatment chamber 503b, a plurality of substrates are uniformly heated using a flat plate heater (typically a sheath heater). A plurality of the flat plate heaters are installed, and can be heated from both sides so that the substrate is sandwiched by the flat plate heaters. Of course, the flat plate heaters can also be heated from one side. In particular, when an organic resin film is used as a material for an interlayer insulating film or a partition, depending on the organic resin material, moisture may be easily adsorbed and degassing may occur. Therefore, before forming a layer containing an organic compound, It is effective to perform vacuum heating for removing adsorbed moisture by performing natural cooling for 30 minutes after heating for 100 minutes to 100 ° C., preferably 150 ° C. to 200 ° C., for example, for 30 minutes or more.
[0198]
Next, after performing the vacuum heating, the substrate is transferred from the transfer chamber 502 to the delivery chamber 505, and further, the substrate is transferred from the transfer chamber 505 to the transfer chamber 504a without being exposed to the atmosphere.
[0199]
Thereafter, the substrate is appropriately transferred to the
[0200]
In the deposition chamber 512, a hole injection layer made of a polymer material may be formed by an inkjet method, a spin coating method, or the like under atmospheric pressure or reduced pressure. Alternatively, the film may be formed by an inkjet method in a vacuum with the substrate placed vertically. A poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) aqueous solution (PEDOT / PSS), polyaniline / camphorsulfonic acid aqueous solution (PEDOT / PSS) acting as a hole injection layer (anode buffer layer) on the first electrode (anode) PANI / CSA), PTPDES, Et-PTPDK, PPBA, or the like may be applied to the entire surface and fired. When firing, it is preferably performed in the baking chamber 523. When a hole injection layer made of a polymer material is formed by a coating method using spin coating or the like, flatness is improved, and coverage and film thickness uniformity of a film formed thereon are improved. be able to. In particular, since the thickness of the light emitting layer becomes uniform, uniform light emission can be obtained. In this case, it is preferable to perform vacuum heating (100 to 200 ° C.) immediately after forming the hole injection layer by a coating method and immediately before film formation by the vapor deposition method. What is necessary is just to perform in the pre-processing chamber 503b when heating in a vacuum. For example, after the surface of the first electrode (anode) is cleaned with a sponge, it is carried into a cassette chamber, conveyed to a film formation chamber 512, and poly (ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) by spin coating. An aqueous solution (PEDOT / PSS) is applied to the entire surface with a film thickness of 60 nm, then transferred to the baking chamber 523, pre-baked at 80 ° C. for 10 minutes, main-baked at 200 ° C. for 1 hour, and further transferred to the pretreatment chamber 503b. Then, after vacuum heating (170 ° C., heating for 30 minutes, cooling for 30 minutes) immediately before vapor deposition, the light emitting layer may be formed by vapor deposition without being exposed to the atmosphere by being transported to the
[0201]
Also, PEDOT / PSS has poor wettability when applied on an ITO film, so the wettability is improved by first applying the PEDOT / PSS solution by spin coating and then washing with pure water. Then, it is preferable to apply the PEDOT / PSS solution again by a spin coating method and perform baking to form a film with good uniformity. In addition, after performing the 1st application | coating, while washing | cleaning with a pure water once, while modifying the surface, the effect which can remove a microparticle etc. is acquired.
[0202]
In addition, when PEDOT / PSS is formed by spin coating, the film is formed over the entire surface, so that the end face, peripheral edge, terminal part, connection area between the cathode and lower wiring, etc. can be selectively removed. Preferably, using a mask in the pretreatment chamber 503a, O 2 It is preferable to remove selectively by ashing or the like.
[0203]
Here, the
[0204]
In each of the
[0205]
The EL material is preferably installed in these film formation chambers by using the following manufacturing system. That is, it is preferable to form a film using a container (typically a crucible) in which an EL material is stored in advance by a material manufacturer. Further, it is preferable that the installation is performed without touching the atmosphere. When the material is transferred from the material manufacturer, the crucible is preferably introduced into the film formation chamber while being sealed in the second container. Desirably, the installation chambers 526R, 526G, 526B, 526H, and 526E having vacuum exhaust means connected to the respective
[0206]
By appropriately selecting an EL material to be installed in the
[0207]
The organic compound layer that emits white light is a three-wavelength type containing three primary colors of red, green, and blue, and blue / yellow or blue-green / orange in the case of stacking light-emitting layers having different emission colors. Broadly divided into two-wavelength types using complementary color relationships. It is also possible to form a white light emitting element in one film formation chamber. For example, in the case of obtaining a white light emitting element using a three-wavelength type, a film formation chamber having a plurality of vapor deposition source holders equipped with a plurality of crucibles is prepared, and an aromatic diamine (TPD) is provided in the first vapor deposition source holder. P-EtTAZ for the second deposition source holder and Alq for the third deposition source holder Three In the fourth evaporation source holder, Alq Three EL material added with NileRed, a red luminescent dye, and Alq for the fifth evaporation source holder Three Is placed in each film forming chamber in this state. Then, the first to fifth vapor deposition source holders start moving in order to perform vapor deposition on the substrate and stack them. Specifically, TPD is sublimated from the first vapor deposition source holder by heating and vapor deposited on the entire surface of the substrate. Thereafter, p-EtTAZ is sublimated from the second vapor deposition source holder, and Alq from the third vapor deposition source holder. Three Is sublimated and Alq is removed from the fourth evaporation source holder. Three : NileRed is sublimated, Alq from the fifth evaporation source holder Three Is sublimated and deposited on the entire surface of the substrate. Thereafter, a white light emitting element can be obtained by forming a cathode.
[0208]
After a layer containing an organic compound is appropriately stacked by the above steps, the substrate is transferred from the transfer chamber 504a to the delivery chamber 507, and further transferred from the delivery chamber 507 to the transfer chamber 508 without being exposed to the atmosphere.
[0209]
Next, the substrate is transferred to the film formation chamber 510 by a transfer mechanism installed in the transfer chamber 508 to form a cathode. This cathode is an inorganic film (MgAg, MgIn, CaF) formed by a vapor deposition method using resistance heating. 2 , LiF, CaN, etc., or a film formed by co-evaporation of an element belonging to
[0210]
In the case of manufacturing a top emission type light emitting device, the cathode is preferably transparent or translucent, and the metal film thin film (1 nm to 10 nm) or the metal film thin film (1 nm to 10 nm) A laminate with a transparent conductive film is preferably used as the cathode. In this case, a transparent conductive film (ITO (indium oxide tin oxide alloy), indium oxide zinc oxide alloy (In 2 O Three (ZnO), zinc oxide (ZnO), or the like) may be formed.
[0211]
Through the above process, a light-emitting element having a stacked structure is formed.
[0212]
Alternatively, the protective film may be sealed by forming a protective film made of a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film by being transferred to the deposition chamber 513 connected to the transfer chamber 508. Here, a target made of silicon, a target made of silicon oxide, or a target made of silicon nitride is provided in the film formation chamber 513. For example, the silicon nitride film can be formed over the cathode by using a target made of silicon and setting the film formation chamber atmosphere to a nitrogen atmosphere or an atmosphere containing nitrogen and argon. Further, a thin film containing carbon as a main component (DLC film, CN film, amorphous carbon film) may be formed as a protective film, or a film formation chamber using a CVD method may be provided separately. Diamond-like carbon film (also called DLC film) is formed by plasma CVD method (typically RF plasma CVD method, microwave CVD method, electron cyclotron resonance (ECR) CVD method, hot filament CVD method, etc.), combustion flame method It can be formed by sputtering, ion beam vapor deposition, laser vapor deposition or the like. The reaction gas used for film formation includes hydrogen gas and hydrocarbon-based gas (for example, CH Four , C 2 H 2 , C 6 H 6 And the like, and ionized by glow discharge, and the ions are accelerated and collided with a negative self-biased cathode to form a film. Also, the CN film is C as a reactive gas. 2 H Four Gas and N 2 What is necessary is just to form using gas. Note that the DLC film and the CN film are insulating films that are transparent or translucent to visible light. Transparent to visible light means that the visible light transmittance is 80 to 100%, and translucent to visible light means that the visible light transmittance is 50 to 80%.
[0213]
In this embodiment, a protective layer made of a laminate of a first inorganic insulating film, a stress relaxation film, and a second inorganic insulating film is formed on the cathode. For example, after forming the cathode, the film is conveyed to the film formation chamber 513 to form a first inorganic insulating film, and the film is conveyed to the film formation chamber 532 to be hygroscopic and transparent by an evaporation method (organic compound). And a second inorganic insulating film may be formed again by being transported to the deposition chamber 513 again.
[0214]
Next, the substrate over which the light-emitting element is formed is transferred from the transfer chamber 508 to the delivery chamber 511 without being exposed to the air, and further transferred from the delivery chamber 511 to the transfer chamber 514. Next, the substrate over which the light-emitting element is formed is transferred from the transfer chamber 514 to the sealing chamber 516.
[0215]
The sealing substrate is prepared by being set in the load chamber 517 from the outside. Note that it is preferable to perform annealing in advance in advance in order to remove impurities such as moisture. In the case where a sealing material for bonding to a substrate provided with a light emitting element is formed on the sealing substrate, the sealing material is drawn using a dispenser device in the sealing chamber 555, and the sealing substrate is formed. Is transferred to the sealing
[0216]
Next, the sealing chamber 516, the substrate and the sealing substrate are bonded together, and the pair of bonded substrates is irradiated with UV light by an ultraviolet irradiation mechanism provided in the sealing chamber 516 to cure the sealing material. In addition, although ultraviolet curable resin was used here as a sealing material, if it is an adhesive material, it will not specifically limit.
[0217]
Next, the pair of bonded substrates is transferred from the sealing chamber 516 to the transfer chamber 514 and then transferred from the transfer chamber 514 to the take-out chamber 519 and taken out.
[0218]
As described above, by using the manufacturing apparatus illustrated in FIG. 11, it is not necessary to expose the light emitting element to the atmosphere until the light emitting element is completely enclosed in the sealed space. Therefore, a highly reliable light emitting apparatus can be manufactured. In the transfer chamber 514, the substrate is transferred at atmospheric pressure. In order to remove moisture, the vacuum and the nitrogen atmosphere at atmospheric pressure can be repeated, but the transfer chambers 502 and 504a can be repeated. , 508, it is desirable that the vacuum is always maintained. Further, the transfer chamber 518 is always at atmospheric pressure.
[0219]
Although not shown here, a control device for controlling work in each processing chamber, a control device for transferring between the processing chambers, and a path for moving the substrate to each processing chamber are controlled. A control device that realizes automation is provided.
[0220]
Moreover, in the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, after carrying in the board | substrate with which the transparent conductive film (or metal film (TiN) was provided as an anode, and forming the layer containing an organic compound, a transparent or translucent cathode (for example, A top emission (or double emission) light emitting element can be formed by forming a thin metal film (a laminate of Al, Ag) and a transparent conductive film). Indicates an element that transmits light emitted from the organic compound layer through the cathode.
[0221]
Moreover, in the manufacturing apparatus shown in FIG. 11, after carrying in the board | substrate with which the transparent conductive film was provided as an anode and forming the layer containing an organic compound, by forming the cathode which consists of a metal film (Al, Ag), It is also possible to form a bottom emission type light emitting element. Note that a bottom emission light-emitting element refers to an element that extracts light generated in an organic compound layer from an anode, which is a transparent electrode, toward a TFT and further passes through a substrate.
[0222]
In addition, this embodiment can be freely combined with
[0223]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to eliminate a used glass bottle which becomes a waste and to make an environmentally friendly process. Further, by refining or storing the EL material directly in the container at the material manufacturer, only a necessary amount can be sold, and the relatively expensive EL material can be used efficiently.
[0224]
Further, according to the present invention, the work of transferring from the glass bottle to the container can be eliminated. By eliminating the task of transferring the EL material to the container by the light emitting device manufacturer, the throughput is improved by simply installing the container in which the EL material has been purified or stored in advance in the vapor deposition device by the light emitting device manufacturer. Can be made.
[0225]
Further, according to the present invention, it is possible to realize a manufacturing system that is fully automated to improve throughput, and to realize a consistent closed system that can avoid contamination with impurities.
[0226]
Conventionally, no matter how much high-purity EL material is provided by the material manufacturer, there is a risk of impurity contamination as long as there is a conventional transfer work at the light emitting device manufacturer, and the purity of the EL material cannot be maintained, Although there was a limit in purity, it is possible to maintain the extremely high purity EL material obtained by the material manufacturer according to the present invention, and to perform vapor deposition in the light emitting device manufacturer without reducing the purity as it is. That is, according to the present invention, it is possible to cope with future ultra-high purity of EL materials.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment.
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment.
FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment.
4 is a diagram showing a fourth embodiment. FIG.
5 is a diagram illustrating a fifth embodiment. FIG.
6 is a diagram showing Example 1. FIG.
FIG. 7 is a view showing a laminated structure. (Example 2)
FIG. 8 shows a multi-chamber manufacturing apparatus.
FIG. 9 is a diagram showing crucible conveyance in an installation room.
FIG. 10 is a view showing crucible conveyance to a vapor deposition source holder in an installation chamber.
FIG. 11 shows a multi-chamber manufacturing apparatus. (Example 5)
FIG. 12 is a view showing an external view of a crucible and a simplified view of a vapor deposition apparatus.
FIG. 13 is a diagram showing a case where replenishment is performed and vapor deposition is performed.
Claims (1)
前記第1の容器を第2の容器で密閉し、
真空排気手段を有する製造装置に、前記第2の容器を導入し、該第2の容器の中から前記第1の容器を取り出して配置した後、前記第1の容器を加熱して前記EL材料の蒸着を行い、
前記第1の容器は、不活性ガス雰囲気、或いは真空で前記第2の容器で密閉され、
前記第1の容器は、前記EL材料を精製した後、大気に触れることなく前記製造装置に配置されることを特徴とするEL素子の製造方法。 Purify the EL material in the first container,
Sealing the first container with a second container;
The second container is introduced into a manufacturing apparatus having a vacuum evacuation means, the first container is taken out from the second container and arranged, and then the first container is heated to produce the EL material. Vapor deposition of
The first container is sealed with the second container in an inert gas atmosphere or vacuum,
The method of manufacturing an EL element, wherein the first container is disposed in the manufacturing apparatus without being exposed to the air after the EL material is purified.
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