JP4628656B2 - Light emitting device manufacturing apparatus and light emitting device manufacturing method - Google Patents

Light emitting device manufacturing apparatus and light emitting device manufacturing method Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極、陰極及び該陽極と陰極との間にエレクトロルミネセンス(Electro Luminescence)と呼ばれる現象により発光する薄膜(以下、発光層という。)を挟んだ構造からなる素子(以下、発光素子という。)を基体上に備えた表示装置(以下、発光装置という。)に係る技術分野及び該発光装置を製造するための製造装置に係る技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
近年、映像表示用ディスプレイとして、有機ELパネルまたは有機発光ダイオード(OLED)などと呼ばれる発光装置の開発が急がれている。これは、正孔を注入するための電極(以下、陽極という。)と電子を注入するための電極(以下、陰極という。)の間に設けられた発光層で正孔及び電子を再結合させることによりエレクトロルミネセンス(Electro Luminescence)と呼ばれる発光現象を発生させ、その発光のオン/オフを制御することにより映像表示を可能とするものである。
【0003】
これら発光装置の最も重要な役割を担う発光素子は、その発光層(特に有機化合物からなる発光層)が酸素や水分に極めて弱く、容易に劣化するため、細心の注意を払って作製しなければならない。即ち、陽極(もしくは陰極)を形成した後、発光層等を形成し、陰極(もしくは陽極)を形成し、さらに封止する(発光素子を密封する)までのプロセスを一貫して大気開放しないで行う技術が要求される。従って、発光素子を作製するための製造装置は、どうしても大型化が避けられず、装置の床面積(いわゆるフットプリント)が増大してしまっていた。
【0004】
フットプリントの大きな製造装置は、クリーンルームのレイアウトに困るばかりでなく、かなりの重量となるため、クリーンルーム設計においても非常にコストがかかってしまうという問題がある。しかしながら、現状においては、成膜装置や封止装置をマルチチャンバー化して連結するだけに留まり、製造装置としての小型化、軽量化といった方面は、まだ開発の余地が残っていた。
【0005】
また、昨今では、上記発光装置に使用される発光層を、スピンコート法、インクジェット法、印刷法といった溶液塗布により成膜する手法の開発が活発に進んでいる。特に、インクジェット法による有機薄膜の成膜は、既に実用化レベルに近づいており、その基礎的な技術は、公報等に開示されている(例えば、特許文献1参照。)。
【0006】
【特許文献1】
特開平10−12377号公報
【0007】
インクジェット法は、従来プリンター等に使用されていたインクジェット方式を薄膜形成に転用した技術であり、インクの代わりに、有機薄膜の材料となる溶質を水やアルコール等の溶媒に溶かしたものまたは分散させたものを用い、画素ごとに液滴として塗布していく手法である。このインクジェット法を用いた場合、真空装置を必要としない分、装置の小型化が可能と考えられるが、結局、マルチチャンバー化したとすれば全体としての大型化は避けられない状況であった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、フットプリントの小さい発光装置の製造装置を提供すると共に、それを用いた発光装置の作製方法を提供することを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明の製造装置は、ロード室、発光体成膜室、導電体成膜室、絶縁体成膜室及びアンロード室を備えた発光装置の製造装置において、前記発光体成膜室は、発光体組成物を含む溶液を滴(ドット)として又は連続流体として噴射する方法(以下、リキッドジェット法という。)により発光体を成膜する成膜室であり、前記導電体成膜室は、スパッタ法により導電体を成膜する成膜室であり、前記絶縁体成膜室は、スパッタ法により絶縁体を成膜する成膜室であり、前記ロード室、発光体成膜室、導電体成膜室、絶縁体成膜室及びアンロード室のいずれにおいても、被処理基体は、該被処理基体の成膜面と重力方向とのなす角が0〜30°に収まるよう保持されることを特徴とする。このとき、ロード室及びアンロード室は、共通に使用することもできる。即ち、両室が一体化されていても特に問題はない。
【0010】
本発明の最も重要な特徴は、発光体の形成から封止までを大気開放せずに行うにあたって、被膜成膜時及び搬送時において、常に被処理基体を立てた状態、即ち該被処理基体の成膜面と重力方向とのなす角が0〜30°(好ましくは0〜10°)に収まるように保持されている点にある。被処理基体を立てることによって、搬送機構及び各成膜室の占める床面積(フットプリント)を小さくすることができ、製造装置全体のフットプリントを小さくすることができる。なお、基体は、長辺が上下になるように配置しても短辺は上下になるように配置しても良いが、より積極的に製造装置のフットプリントを小さくするためには、短辺が上下になるように配置することが好ましい。
【0011】
上記本発明において、発光体とは、キャリア注入層(正孔注入層又は電子注入層)、キャリア輸送層(正孔輸送層又は電子輸送層)、キャリア阻止層(正孔阻止層又は電子阻止層)、発光層その他のキャリアの再結合に寄与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体をいう。また、発光体組成物とは、これらの発光体の材料となる組成物をいい、有機化合物であると無機化合物であるとを問わない。発光体組成物は、大別して発光性材料もしくはキャリア(正孔又は電子)輸送性材料がある。
【0012】
発光性材料とは、正孔及び電子を注入することによりエレクトロルミネセンスによる発光現象を発生させる材料である。このような発光性材料は、無機化合物にも有機化合物にも見られるが、本発明の如き溶液を塗布する方法においては、有機化合物を用いることが好ましい。また、発光性材料としては、一重項励起により蛍光を発する材料を用いても良いし、三重項励起により燐光を発する材料を用いても良い。また、正孔輸送性材料とは、正孔が移動し易い材料であり、電子輸送性材料とは、電子が移動し易い材料である。
【0013】
また、上記本発明の製造装置は、発光体の成膜にリキッドジェット法を用いる以外にも、印刷法、スプレー法その他の溶液塗布法を用いることができる。印刷法とは、スクリーン印刷法や凸版印刷法など印刷手法を用いて発光体組成物を含む溶液を塗布し、焼成して発光体を成膜する方法である。また、スプレー法とは、発光体組成物を含む溶液を霧状にして塗布し、焼成して発光体を成膜する方法である。これら三つの方法は、いずれも発光体組成物を含む溶液を塗布して焼成することにより発光体を成膜する方法であることから、総称して溶液塗布法とも呼ぶことができる。
【0014】
これら溶液塗布法は、大気圧または加圧した雰囲気で行えば良い。発光体組成物は、酸素や水分の存在により容易に劣化するため、水分を極力排除した雰囲気であることが望ましく、さらに窒素、希ガスその他の不活性雰囲気とすることが望ましい。また、塗布する溶液の溶媒成分を含む雰囲気としても良い。溶媒成分を含む雰囲気とした場合、塗布工程を中断した際に噴射口等において溶液が乾燥して目詰まり等が発生する確率を低減することができる。
【0015】
さらに、溶媒を選択することにより減圧下で溶液塗布を行うことも可能である。減圧下とは、大気圧よりも低い圧力下であることを指し、窒素、希ガスその他の不活性ガスで充填された雰囲気では1×102〜2×104Pa(好ましくは、5×102〜5×103Pa)とすれば良いし、さらに高い真空中では1〜5×104Pa(1×102〜1×103Pa)とすれば良い。減圧下におくことで、雰囲気中に噴射された液滴は画素電極に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発し、その体積は減少していく。そのため、焼成工程をより短時間で済ませることが可能である。
【0016】
なお、溶液塗布法により発光体を形成する場合、発光性材料としては主に有機化合物が用いられるが、高分子有機化合物を用いることが好ましい。高分子有機化合物は、耐熱性に優れるため、材料としての劣化が少なく、信頼性の高い発光装置の作製には好適な材料と言える。
【0017】
また、本発明の製造装置は、導電体及び絶縁体の成膜にスパッタ法を用いることを特徴としており、その理由は、電子線、X線その他の放射線により発光体またはトランジスタ等の素子が劣化することを防ぐためである。従来、導電体(特に陰極材料)を成膜する際には蒸着法を用いていたが、蒸着時に発生する放射線により発光体やトランジスタ等が劣化する恐れがある。この問題を解決するため、本発明の製造装置は、放射線を発生する恐れのないスパッタ法を用いている。当該構成は、特に、アクティブマトリクス型発光装置の作製において有効である。
【0018】
なお、導電体としては、陰極となる金属膜もしくは陽極となる酸化物導電膜が成膜される。陰極となる金属膜としては、周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む金属膜を用いることができ、特にリチウムを含むアルミニウム膜が好適である。また、陽極となる酸化物導電膜としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛もしくはこれらの化合物を用いることができる。
【0019】
また、絶縁体としては、酸素や水分の透過率の低い膜を用いることが望ましく、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜等の窒素を含むシリコン化合物を用いると良い。他にも、窒化アルミニウム膜を用いても良いし、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)膜を用いることも可能である。特に、窒化シリコン膜は、スパッタ法による成膜が容易であり、緻密な膜を成膜できるので好ましい。
【0020】
以上説明した製造装置は、発光体の形成から封止して発光体を酸素等から保護するまでのプロセスを大気開放することなく行うことができるため、信頼性の高い発光装置の作製が可能であるだけでなく、基体を立てた状態で全プロセスを行うため、製造装置のフットプリントを小さくすることができ、クリーンルームのレイアウト等の設計段階における自由度が大幅に向上する。さらに、発光体の形成に簡便な溶液塗布法を用いることにより発光装置の製造コストの低減を図ることもでき、発光層として高分子有機化合物を用いれば発光装置の信頼性をも向上することができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態1〕
本実施の形態では、発光体の形成から陰極の形成までの工程を行うインライン方式の製造装置について図1を用いて説明する。なお、図1(A)は上面図、図1(B)は側面図である。なお、各チャンバーは同一縮尺で記載されているとは限らないため、実際に当該製造装置を製造する際に、本実施の形態にて説明する各チャンバーの機能を参照して適宜容積を決定する必要がある。
【0022】
図1(A)、(B)において、11は基体の搬入を行うロード室、12は基体の搬出を行うアンロード室、13は正孔注入層を成膜する成膜室、14は発光層を成膜する成膜室、15は電子注入層を成膜する成膜室、16は陰極となる金属膜を成膜する成膜室、17はパッシベーション効果を有する保護膜を成膜する成膜室である。図中の矢印100は、基体10の搬送方向であり、既に処理の終了した基体は点線で表してある。このとき、基体10は立てた状態、即ち成膜面(被処理面)と重力方向とのなす角が0〜30°に収まるような状態で搬送される。
【0023】
成膜室13〜15のそれぞれは、発光体を形成するための成膜室であり、本実施の形態では、リキッドジェット法(特に、滴状の溶液を噴射する方式をドットジェット法と呼ぶ。この方法はインクジェット法とも呼ばれている。)の成膜室を例に挙げる。ここでドットジェット法の成膜室の特徴について、図2を用いて説明する。
【0024】
図2(A)は、ドットジェット法の溶液塗布装置におけるドットジェットを行うヘッドとして機能する部分(以下、ヘッド部という。)とその周辺の拡大図である。具体的には、ヘッド部から発光性材料を含む溶液が噴射された直後の状態を示している。なお、本実施の形態では、一つの成膜室内において、赤、緑及び青の三色に対応する発光性材料を塗り分ける例について説明する。
【0025】
図2(A)において、201は画素電極であり、発光素子の陽極もしくは陰極として機能する電極である。202は各画素を画定する絶縁体、203はキャリア注入層である。キャリア注入層203は、画素電極201が陽極であれば正孔注入層であるし、陰極であれば電子注入層である。また、ヘッド部204は、発光性材料を含む溶液を噴射する機能を持つ複数の噴射部205a〜205cを有しており、それぞれに圧電素子(ピエゾ素子)206a〜206cが設けられる。また、噴射部205a〜205cのそれぞれには発光性材料を含む溶液207a〜207cが充填されている。
【0026】
ここで発光性材料を含む溶液207aは、赤色に発光する発光性材料を含み、発光性材料を含む溶液207bは、緑色に発光する発光性材料を含み、発光性材料を含む溶液207cは、青色に発光する発光性材料を含む。これら三種類の発光性材料は、それぞれ赤色に発光する画素、緑色に発光する画素及び青色に発光する画素を構成し、これら三つの画素を一つの画素ユニット(画素単位)として捉える。
【0027】
なお、図2(A)においてはR(赤)、G(緑)、B(青)それぞれ一つに対応する噴射部しか説明していないが、並列に複数の噴射部(ノズル)を並べることも可能であり、スループットを考慮すると画素部の一行分もしくは一列分の画素数(ピクセル数)に相当する数だけ並べることが最も望ましいと言える。本実施の形態では、画素一行分に相当する噴射部を備えたヘッド部(即ち、線状もしくは長方形状のヘッド部)を用い、1回の走査で全ての画素に発光層を形成できるようにする。勿論、複数回の走査により重ね塗りをすることも可能である。
【0028】
また、ヘッド部204と画素電極201との間の空間208は、窒素を充填した大気圧雰囲気とする。特に、酸素及び水の含有量は、精製時に十分に減らしておくことが望ましい。また、窒素に加えて、又は窒素の代わりに溶媒成分(発光性材料を含む溶液の溶媒と同じもの)を充填させても良い。これは噴射部205a〜205cの先端部が乾燥して目詰まりを防ぐ効果がある。
【0029】
そして、噴射部205a〜205cに充填された発光性材料を含む溶液207a〜207cは、圧電素子206a〜206cの体積変化により加圧されて押し出され、画素電極201に向かって噴射される。その結果、発光性材料は間欠的に堆積されることになる。そして、噴射された液滴209は、画素電極201上に堆積し、焼成されることで発光層を形成する。なお、焼成は、真空中に曝す、加熱する、又はこれらを併用することによって行われる。
【0030】
本実施の形態の製造装置は、発光体の形成にあたって以上の特徴を有するリキッドジェット法を用いる。即ち、図1(A)、(B)において、成膜室13〜15の内部にはヘッド部13a〜15aが設けられている。これらのヘッド部はいずれも図2を用いて説明した構成を有し、有機化合物もしくは無機化合物を含む溶液塗布が行われる。このとき、基体10を室温(典型的には20℃)〜300℃、さらに好ましくは50〜200℃で加熱する機構を備えても良い。加熱機構を備えることにより溶液塗布と同時の加熱が可能となり、別途焼成工程を設ける必要性をなくすことができる。
【0031】
また、図1(B)において、成膜室(発光層)14の側面図は、基体表面(成膜面)に沿って移動するヘッド部を上方から見た様子に相当する。矢印101は、ヘッド部14aの移動方向を示しており、基体10の一端から他端に向かって、基体表面と平行に移動し、溶液塗布が行われる。なお、図1(A)に示すように、基体10とヘッド部14aの先端部(噴射口)との距離(L)は、0.1〜2mmが好ましい。
【0032】
さらに、このとき、各成膜室13〜15内には窒素、希ガスその他の不活性ガスが紙面に垂直な方向に向かって上から下へ流れており、基体10とヘッド部13a〜15aとの間には不活性ガスによる層流(ラミナーフロー)が形成される。このとき、基体を加熱する代わりに又は併用して、流れる不活性ガスを加熱することもできる。
【0033】
ここで、本実施の形態の製造装置で発光性材料を含む溶液を塗布する様子を図3、4を用いて説明する。図3において、301は薄膜トランジスタや画素電極が形成されたアクティブマトリクス基体であり、1枚のガラス基体上に4つのパネルに相当する回路が形成されている。なお、各パネルの構成は、画素部302a、ゲート線駆動回路302b及びデータ線駆動回路302cからなるが、当該構成に限定するものではない。
【0034】
このとき、ヘッド部303は、アクティブマトリクス基体301の上方から成膜面に沿って下方(矢印の方向)に向かって走査され、点線で囲まれた拡大部分304に示されるように、各画素には順次発光性材料が噴射される。なお、305aは赤色に対応する発光性材料が塗布された画素、305bは緑色に対応する発光性材料が塗布された画素、305cは青色に対応する発光性材料が塗布された画素である。また、306は各画素を画定する絶縁膜である。
【0035】
さらに、図3においては各画素単位で発光性材料を塗り分けたが、図4に示すように、各画素列単位で発光性材料を塗り分けても良い。図4において、401は薄膜トランジスタや画素電極が形成されたアクティブマトリクス基体であり、画素部402a、ゲート線駆動回路402b及びデータ線駆動回路402cが設けられている。そして、ヘッド部403は、アクティブマトリクス基体401の上方から成膜面に沿って下方(矢印の方向)に向かって走査され、点線で囲まれた拡大部分404に示されるように、各画素列には連続的に発光性材料が噴射される。なお、405aは赤色に対応する発光性材料が塗布された画素列、405bは緑色に対応する発光性材料が塗布された画素列、405cは青色に対応する発光性材料が塗布された画素列である。また、406は各画素列を画定する絶縁膜である。
【0036】
なお、各成膜室13〜15において塗布された溶液は、真空中での加熱等の焼成工程を行って薄膜化される。本実施の形態では図示していないが、全画素に溶液塗布を終了してから一括して行っても良いし、赤、緑、青の各色に対応する画素ごとに、個別に溶液塗布と焼成工程を行っても良い。
【0037】
また、図3、4においては、基体の上端から下端に向けてヘッド部を走査する例を示したが、左端から右端に向けて走査することも可能である。その場合、基体が移動する方式を採用することも可能である。
【0038】
以上の構成を有する成膜室13〜15で発光体の形成を終えた基体10は、次に、成膜室16に搬送される。成膜室16はスパッタ法により陰極となる金属膜を成膜するチャンバーであり、基体10が長方形のターゲット16aの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、アルミニウムとリチウムとの合金膜といった周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む金属膜を形成することが可能である。ターゲット16aの形状はこれに限定されるものではないが、基体10を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕円形状その他の細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ装置面積を小さくできるという点が挙げられる。
【0039】
また、成膜室17はスパッタ法(好ましくは高周波スパッタ法)によりパッシベーション効果を有する絶縁膜を成膜するチャンバーであり、前掲の成膜室16と同様に基体10が長方形のターゲット17aの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜といった緻密性の高いシリコン化合物膜を形成することが可能である。
【0040】
こうして封止工程まで終えた基体10は、アンロード室12に搬送され、取り出されることとなる。以上のような一連の工程を経て、発光体の形成、陰極の成膜、保護膜の成膜(封止)が大気開放することなく行われる。なお、ここではロード室11とアンロード室12を別のチャンバーとして記載したが、ロード室とアンロード室を一体化させて機能の共通化を図っても良い。
【0041】
〔実施の形態2〕
実施の形態1では、成膜室14において赤、緑及び青の各色に対応する発光性材料を塗り分ける例について説明したが、本実施の形態では、赤、緑及び青の各色に対応する発光性材料をそれぞれ個別の成膜室で成膜する例について説明する。なお、各チャンバーは同一縮尺で記載されているとは限らないため、実際に当該製造装置を製造する際に、本実施の形態にて説明する各チャンバーの機能を参照して適宜容積を決定する必要がある。
【0042】
図5に示す製造装置は、基本的な構成は図1に示したものと同じインライン方式であるが、プラズマ処理室を設けた点、成膜室を三つのチャンバーに分けた点、成膜室を折り返して連結する上で転回室を設けた点が異なる。ロード室501から搬入された基体500は、まずプラズマ処理室503に搬送され、そこで基体500上に形成された画素電極の表面に対してプラズマ処理を行い、清浄化と仕事関数の調整を図る。画素電極が陽極であれば、酸素プラズマやオゾンプラズマが好ましい。なお、プラズマは、電極503a間に電界を形成して発生させればよい。
【0043】
次に、成膜室504にてヘッド部504aより有機化合物を含む溶液を塗布される。そして、塗布後に加熱による焼成工程が行われ、正孔注入層が形成される。加熱による焼成工程は、基体を加熱した状態で溶液塗布を行うことにより塗布と同時に順次焼成していくことが可能である。以下、ヘッド部を用いた溶液塗布方法については、実施の形態1で説明したので、本実施の形態では説明を省略する。
【0044】
次に、成膜室505、506にてそれぞれ発光層R(赤色に対応する発光層)、発光層G(緑色に対応する発光層)が形成される。これらは、各チャンバー内に設けられたヘッド部504a、505aによる発光性材料を含む溶液の塗布工程及び加熱による焼成工程を経て発光層となる。なお、基体500は、各チャンバーで所定の色に対応する発光層を形成しつつ順次搬送される。また、発光層の形成においても溶液塗布と同時に焼成工程を行う。
【0045】
こうして発光層R、発光層Gの形成を終えた基体500は、そのまま転回室507に搬送される。転回室507にはターンテーブル507aが設置され、その上に二つのレール507bが設けられている。基体500がどちらか片方のレール507bに載った状態でターンテーブル507aが180°転回し、基体500は、次の成膜室508等のラインに移動する。
【0046】
次に、成膜室508にて発光層B(青色に対応する発光層)が形成される。発光層Bは、ヘッド部508aによる発光性材料を含む溶液の塗布工程、及びそれと同時に行われる加熱による焼成工程を経て形成される。
【0047】
次に、スパッタ法により陰極となる金属膜を成膜する成膜室509に搬送され、陰極が形成される。基体500は、実施の形態1と同様に長方形のターゲット509aの横を通過する間に成膜が行われる。勿論、ターゲット509aの形状はこれに限定されるものではなく、実施の形態1と同様に線状、長方形状、長楕円形状その他の細長い形状のターゲットを使うことができる。
【0048】
さらに、保護膜となる絶縁膜を成膜する成膜室510では、スパッタ法(好ましくは高周波スパッタ法)により陰極上に絶縁膜が形成され、基体500に形成された発光体が封止される。絶縁膜としては、窒化シリコン膜が好ましい。
【0049】
こうして封止工程まで終えた基体500は、アンロード室502に搬送され、取り出されることとなる。以上のような一連の工程を経て、発光体の形成、陰極の成膜、保護膜の成膜(封止)が大気開放することなく行われる。なお、ここではロード室501とアンロード室502を別のチャンバーとして記載したが、ロード室とアンロード室を一体化させて機能の共通化を図っても良い。
【0050】
〔実施の形態3〕
本実施の形態は、実施の形態1、2において、ヘッド部の構成を図2とは異なる形態とした例について、図6を用いて説明する。即ち、溶液塗布を液滴の噴射により行うのではなく、ある程度の粘性を有するゲル状の溶液を塗布する例である。この方法は、溶液を連続流体として線状に噴射する方法であるため、ラインジェット法と呼ぶ。
【0051】
図6(A)は、発光性材料を含む溶液が噴射されている状態を表し、図6(B)は、発光性材料を含む溶液の噴射を止めた状態を表している。なお、図2に用いられているものと同じ符号については、実施の形態1の説明を参照すれば良い。
【0052】
本実施の形態では、図6(A)に示すようにヘッド部604にそれぞれ発光性材料を噴射する機能を持つ複数の噴射部605a〜605cを有しており、それぞれに圧電素子(ピエゾ抵抗素子)606a〜606cが設けられる。また、噴射部605a〜605cのそれぞれには発光性材料を含む溶液607a〜607cが充填されている。このとき、図2(A)と同様に、発光性材料を含む溶液607aは、赤色に発光する発光性材料を含み、発光性材料を含む溶液607bは、緑色に発光する発光性材料を含み、発光性材料を含む溶液607cは、青色に発光する発光性材料を含む。
【0053】
ただし、本実施の形態においては、発光性材料を含む溶液607a〜607cの粘性が実施の形態1の発光性材料を含む溶液207a〜207cの粘性よりも高く調節してある。これは発光性材料を含む溶液が連続的に塗布されるようにするためであり、その結果、発光性材料は連続的に堆積されることになる。また、図6(A)に示すように、発光性材料を含む溶液607a〜607cを塗布する際は、圧電素子606a〜606cを下方に押し下げた状態で窒素等の不活性ガスにより発光性材料を含む溶液607a〜607cを加圧して押し出すように塗布する。
【0054】
このとき、噴射部605a〜605cと画素電極201との距離をできる限り近づけておくことが好ましい。例えば、0.1〜0.5mm位が好ましい。本実施の形態の場合、基体に対して垂直に噴射して溶液塗布を行う必要があるが、発光性材料を含む溶液607a〜607cの粘性が高いため、勢いよく噴射することが困難である。従って、出来る限り距離を近づけておいた方が、正確に画素電極201上に塗布することができるからである。
【0055】
また、図6(B)に示すように、発光性材料を含む溶液607a〜607cの塗布を止めるときは、不活性ガスによる加圧を止めると共に、圧電素子606a〜606cを上方(矢印の方向)に押し上げた状態とする。こうすると噴射口から少し奥へと発光性材料を含む溶液が入り込むため、溶液の乾燥を防ぐことができる。さらに、このとき空間608を溶媒成分を含む雰囲気とすることで発光性材料を含む溶液607a〜607cの噴射口における乾燥を防ぐこともできる。
【0056】
なお、各溶液を塗布した後、加熱して焼成しても良いし、真空中に曝すことで焼成を行っても良い。また、これらの焼成方法を併用しても良い。こうして図6(B)に示すように、赤色に発光する発光層610a、緑色に発光する発光層610b及び青色に発光する発光層610cが形成される。この後は、必要に応じてキャリア輸送層、キャリア注入層等を形成した後、対向電極(陽極に対しては陰極、陰極に対しては陽極)を設ければ発光素子が完成する。
【0057】
〔実施の形態4〕
本実施の形態では、実施の形態1または、実施の形態2に示した製造装置において、発光体を形成するために印刷法による成膜室を設けた例である。具体的には、凸版印刷法で形成する例を示すが、スクリーン印刷法に置き換えても良いことは言うまでもない。また、ここでは実施の形態2に示した製造装置を改良する例とし、赤、緑及び青の三色の発光層をそれぞれ別チャンバーで形成する例を示す。一色で良い場合は、実施の形態1の製造装置と組み合わせれば良い。
【0058】
なお、各チャンバーは同一縮尺で記載されているとは限らないため、実際に当該製造装置を製造する際に、本実施の形態にて説明する各チャンバーの機能を参照して適宜容積を決定する必要がある。
【0059】
本実施の形態の製造装置を図7に示す。図7に示す製造装置は、ロード室701、アンロード室702を有し、工程順にプラズマ処理室703、正孔注入層を成膜するための成膜室704、赤色に発色する発光層を成膜する成膜室705、緑色に発色する発光層を成膜する成膜室706、転回室707、青色に発色する発光層を成膜する成膜室708、陰極を成膜するための成膜室709及び保護膜を成膜するための成膜室710を有する。そして、プラズマ処理室703には電極703a、成膜室704にはロール部704a、成膜室705にはロール部705a、成膜室706にはロール部706a、転回室707にはターンテーブル707a及びレール707b、成膜室708にはロール部708a、成膜室709にはスパッタターゲット709a並びに成膜室710にはスパッタターゲット710aを有する。
【0060】
以上の構成における各部分の機能は、実施の形態2において図5を用いて説明した製造装置と概略同じであり、詳細な説明は省略するが、各成膜室704〜706及び708の構成が変更されているので、これら成膜室の内部の構成について、図8を用いて以下に説明する。
【0061】
図8に示す構成は、各成膜室704〜706及び708の内部に設けられたロール部付近の拡大図であり、図8(A)は成膜室を上面側から見た上面図、図8(B)は成膜室を側面側から見た側面図である。
【0062】
図8において、801はアニロックスロール、802は発光体組成物を含む溶液803を保持するための保持部(以下、単に溶液保持部という。)であり、溶液保持部802は、発光体組成物を含む溶液803を保持しつつアニロックストール801に接触し、アニロックスロール801に溶液を供給する。図示しないがアニロックスロール801の表面にはメッシュ状の溝が設けられており、矢印Aの方向に回転することでメッシュ状の溝に発光体組成物を含む溶液803が保持される。なお、アニロックスロール801の表面に図示された点線は発光体組成物を含む溶液803が保持されていることを意味している。
【0063】
そして、804は印刷ロール、805は印刷すべきパターンが彫り込まれた凸版(以下、単に凸版という。)である。前述のアニロックスロール801は回転しながらメッシュ状の溝に発光体組成物を含む溶液803を保持し続けると共に、印刷ロール804は矢印Bの方向に回転し、凸版805の凸部がアニロックスロール801と接触することにより凸版805の凸部に発光体組成物を含む溶液803が塗布される。
【0064】
そして、印刷ロール804と同じ速度で水平移動(矢印Cの方向)する基体806と凸版805の凸部が接した箇所に発光体組成物を含む溶液803が塗布(印刷)される。その後、真空中での加熱処理により溶媒を気化させて発光体組成物のみを残存させ、正孔注入層や発光層を形成する。このとき、発光体組成物を含む溶液803の粘度により最終的に形成される発光体の膜厚が決まる。粘度は、溶媒の選定により調節することが可能であり、10〜50cp、さらに好ましくは20〜30cpが良い。
【0065】
〔実施の形態5〕
本実施の形態では、実施の形態1、または実施の形態2に示した製造装置において、発光体を形成するためにスプレー法による成膜室を設けた例である。なお、ここでは実施の形態2に示した製造装置を改良する例とし、赤、緑及び青の三色の発光層をそれぞれ別チャンバーで形成する例を示す。一色で良い場合は、実施の形態1の製造装置と組み合わせれば良い。
【0066】
また、各チャンバーは同一縮尺で記載されているとは限らないため、実際に当該製造装置を製造する際に、本実施の形態にて説明する各チャンバーの機能を参照して適宜容積を決定する必要がある。
【0067】
本実施の形態の製造装置を図9に示す。図9に示す製造装置は、ロード室901、アンロード室902を有し、工程順にプラズマ処理室903、正孔注入層を成膜するための成膜室904、赤色に発色する発光層を成膜する成膜室905、緑色に発色する発光層を成膜する成膜室906、転回室907、青色に発色する発光層を成膜する成膜室908、陰極を成膜するための成膜室909及び保護膜を成膜するための成膜室910を有する。
【0068】
そして、プラズマ処理室903には電極903a、成膜室904には発光体組成物を含む溶液を噴射するスプレー部904a、成膜室905にはスプレー部905a及びマスク905b、成膜室906にはスプレー部906a及びマスク906b、転回室907にはターンテーブル907a及びレール907b、成膜室908にはスプレー部908a及びマスク908b、成膜室909にはスパッタターゲット909a並びに成膜室910にはスパッタターゲット910aを有する。
【0069】
このとき、マスク905bは、赤色に発色する発光層(発光層R)を形成すべき画素以外の画素を遮るためのマスクであり、マスク906bは、緑色に発色する発光層(発光層G)を形成すべき画素以外の画素を遮るためのマスクであり、マスク908bは、青色に発色する発光層(発光層B)を形成すべき画素以外の画素を遮るためのマスクである。これらマスクにより発光層の塗り分けが可能となる。
【0070】
以上の構成における各部分の機能は、実施の形態2において図5を用いて説明した製造装置と概略同じであり、詳細な説明は省略するが、各成膜室904〜906及び908の構成が変更されているので、これら成膜室の内部の構成について、図10を用いて以下に説明する。
【0071】
図10に示す構成は、各成膜室904〜906及び908の内部に設けられたスプレー部の拡大図であり、図10(A)は成膜室の上面側から見た上面図、図10(B)は成膜室の側面側から見た側面図である。
【0072】
図10において、1001は基体であり、図2に示したアクティブマトリクス基体と同様に画素電極及び各画素を画定させる絶縁膜を含む。ここで基体1001上には少なくとも赤色表示に対応する画素(画素R)1002a、緑色表示に対応する画素(画素G)1002b及び青色表示に対応する画素(画素B)1002cが存在し、これらの画素がマトリクス状に配列されている。
【0073】
そして、画素R1002a、画素G1002b及び画素B1002c上にはマスク1003及びその上にスプレー部1004が配置される。なお、マスク1003は、いわゆるシャドーマスクと呼ばれるものであり、不必要な画素に発光体組成物が形成されないようにするための遮蔽用マスクとして機能するものである。
【0074】
スプレー部1004には複数の噴射口1005が設けられており(図10(A)及び(B)参照)、そこから発光性材料を含む溶液1006が放射状に噴射される。本実施の形態では、霧状にされた溶液1006が放射状に噴射されるため、スプレー法と呼んでいる。なお、図10(A)に示す構成において、発光性材料を含む溶液1006は、赤色に発色する発光性材料を含む溶液であり、画素R1002a上に赤色に発色する発光層を形成する。その後、真空中での加熱処理により溶媒を気化させて発光性材料のみを残存させ、発光層を形成する。このとき、発光体性材料を含む溶液1006の粘度は、霧状に噴射させることが可能である範囲内とすることが必要である。
【0075】
また、上記構成において、噴射口1005付近では吹き出された運動エネルギーが大きいため、いわゆる乱流となっている。しかしながら、噴射口1005と各画素1002との距離が十分に離れている場合、放射状に噴射された発光性材料を含む溶液1006の流速が十分に遅くなって、いわゆる層流(ラミナーフロー)となると考えられる。従って、噴射口1005と各画素1002との距離を層流が発生する程度に十分に離しておけば、より均一性の高い成膜が可能となる。
【0076】
以上の構成によれば、一度に基体全面へのスプレーが可能であり、極めてスループットの高いプロセスを実現することができる。勿論、図3のドットジェット法におけるヘッド部で例示したように、スプレー部を線状、長方形状、長楕円状その他の細長い形状にして、基体もしくはスプレー部を移動させつつスプレーを行う方法を採用することも可能である。なお、この場合において、スプレー部は基体の上端から下端に向けて走査しても良いし、左端から右端に向けて走査しても良い。
【0077】
〔実施の形態6〕
本実施の形態は、実施の形態2に説明した製造装置(図5)において成膜室の構成を変更した例である。具体的には、正孔注入層を成膜する成膜室にスプレー法による溶液塗布装置を用い、発光層を成膜する成膜室にリキッドジェット法による溶液塗布装置を用いた例である。説明には、図11を用いる。なお、図5と同一構成の部分については、同一の符号を用いて説明することとする。
【0078】
まず図11(A)は、基体500上にスプレー法により正孔注入層を成膜した状態である。成膜室1101には、スプレー法により発光体組成物(ここでは正孔注入層となる有機化合物もしくは無機化合物)を含む溶液を噴射するためのスプレー部1101aが設けられており、正孔注入層となる材料を含む溶液が放射状に噴射される。
【0079】
そして、図11(B)は、正孔注入層が形成された基体500上にリキッドジェット法(ドットジェット法でもラインジェット法でも良い。)により緑色に発色する発光層を成膜した状態である。成膜室506には、リキッドジェット法により発光体組成物(ここでは発光層)を含む溶液を噴射するためのヘッド部506aが設けられており、発光層となる材料を含む溶液が噴射される。
【0080】
本実施の形態において、正孔注入層の成膜にスプレー法を用い、発光層の成膜にリキッドジェット法を用いた理由は、正孔注入層は全画素共通に機能する層であり、画素ごとに塗り分ける必要がないからである。則ち、塗り分けの必要がないため、簡便でスループットの高いスプレー法が有利である。一方、発光層は各画素ごとに塗り分ける必要性があるため、塗り分けに適したリキッドジェット法を用いるのである。勿論、リキッドジェット法のみならず印刷法を用いても良い。
【0081】
以上のように、全画素に共通の層を成膜する手段と各画素個別に塗り分けの必要な層を成膜する手段とを最適化することは、総合的なスループットの向上に寄与する。なお、本実施の形態を実施するにあたって、実施の形態1〜5に示したいずれの構成と組み合わせても本発明の効果を損なうものではない。
【0082】
〔実施の形態7〕
実施の形態1及び実施の形態2では、基体(被処理基体)を立てた状態、即ち被処理面が重力の方向に対して平行な状態で搬送される場合について説明したが、本実施の形態ではそれと異なる構成とした例について図12を用いて説明する。
【0083】
図12(A)、(B)は、本実施の形態における発光体の作製工程を示す図面であり、基体1200の表面に沿って溶液塗布装置のヘッド部1201が走査される。このヘッド部1201から実施の形態1〜3に示すような態様で発光体組成物を含む溶液が噴射され、焼成工程を経て発光体1202が形成される。このとき、本実施の形態の特徴は、基体1200が重力方向に対してある傾きをもって設置されている点である。この傾きが大きすぎると製造装置の省スペース化という利点が損なわれるため、被処理基体の成膜面と重力方向とのなす角が0〜30°(さらに好ましくは0〜10°)とすれば良い。
【0084】
また、本実施の形態の別の特徴は、基体全体において所定の塗布工程が終了したら、ヘッド部1201の噴射口の乾燥を防ぐ手段が講じられている点である。即ち、基体1200の下には、ヘッド部1201を収納するための収納部1203が設置され、その内部は、溶媒を揮発させたガスで充填されている。溶媒を揮発させたガス(溶媒成分を含むガス)は、導入口1204から導入された後、収納部1203の下部に設けられた複数の開口部1205によって収納部1203の内部に充填される。
【0085】
なお、「溶媒を揮発させたガス」とは、形成すべき発光体を溶解しうる溶媒であり、ヘッド部1201で噴射する発光体組成物を含む溶液の溶媒と同じものであることが好ましい。勿論、同じものに限定する必要はなく、形成すべき発光体の種類に応じて適宜変更すれば良い。
【0086】
次に、発光体の形成工程が終了した時点におけるヘッド部1201の状態を図12(C)、(D)に示す。図12(C)、(D)に示すように、ヘッド部1201は、収納部1203の内部に完全に隠れるように収納され、溶媒ガスの雰囲気に曝される。このとき、収納部1203に蓋部を設け、ヘッド部1201が収納された後、蓋をして溶媒成分の外部への拡散を抑制することは有効である。勿論、ヘッド部は、図示されていない支持材等により固定されて走査されるわけであるから、これを避けて蓋をするのは当然である。
【0087】
以上のように、本実施の形態では、発光体の形成工程を終了した後、ヘッド部をその形成対象となる発光体を溶解しうる溶媒で満たされた雰囲気に曝すことを特徴とし、これにより、ヘッド部1201の噴射口においては、溶媒によって発光体組成物が溶解されるため、乾燥などにより目詰まりが起こるようなことがない。即ち、発光体組成物の噴射を止めても乾燥しない環境にあるため、従来のいわゆるインクジェット方式のように常に溶液を連続噴射して乾燥を防ぐ必要もなく、無駄に噴射して排出する割合を削減され、発光体組成物の利用効率の向上を図ることができる。
【0088】
なお、本実施の形態は、実施の形態1〜3、6のいずれの構成を含む製造装置とも組み合わせが可能である。
【0089】
〔実施の形態8〕
本実施の形態では、本発明の製造装置に用いるリキッドジェット法による溶液塗布装置のヘッド部の構成について、図13を用いて説明する。図13(A)において、基体1301は、磁性体からなるサセプタ1302に支持され、縦置き(斜めの場合も含む。)に設置される。そして、基体1301の表面側に近接して溶液塗布装置のヘッド部1303が設けられる。このとき、ノズル(噴射口)1304の先端部の拡大部分を点線部分1305で示す。ノズル内部は、中空構造となっており、そのさらに内部に固定された芯1306、芯1306に弾性体(本実施の形態ではバネ)1307を介して連結された磁性体からなるキャップ(以下、磁性体キャップという。)1308を有する。そして、中空構造の外側は、発光体組成物を含む溶液1309で充填されている。
【0090】
磁性体キャップ1308は、磁性体からなるサセプタ1302との間に斥力が働くような材質を選択する。図13(A)の場合、基体1301と磁性体キャップ1308との間の距離(X1)は、サセプタ1302と磁性体キャップ1308との間で斥力が有効に働かない距離であり、磁性体の材質及び基体の厚さ等により決定される距離である。サセプタ1302と磁性体キャップ1308との間で斥力が有効に働かない場合、磁性体キャップ1308は、弾性体1307に押されてノズル1304の先端部に詰められ、発光体組成物を含む溶液1309が噴射されないようになっている。
【0091】
一方、溶液塗布を開始した後は、図13(B)に示すように、基体1301と磁性体キャップ1308との間の距離をX2にまで縮める。このX2という距離は、サセプタ1302と磁性体キャップ1308との間に十分に斥力が働く距離であり、この斥力により磁性体キャップ1308は、弾性体1307を圧縮して中空構造の内部に押し込まれる。これによりノズル1304の先端部にはスペースが確保され、発光体組成物を含む溶液1309が噴射される。こうして、発光体組成物を含む溶液1309が基体1301の表面に塗布され、減圧下で溶媒が揮発され、又は基体1301の加熱により溶媒が揮発されて発光体1310が形成される。
【0092】
以上のように、サセプタ及びノズル先端部のキャップとして共に相反発する斥力を働かせるような関係の磁性体を用いることにより、ある一定の距離まで近づけた時に内部の溶液を塗布する構成とすることが可能となり、基体とヘッド部(厳密にはノズル)との距離の均一性を確保することができる。この技術は、特に凹凸を有する基体上に溶液を塗布する場合において有効である。
【0093】
なお、本実施の形態は、実施の形態1〜3、6、7のいずれの構成を含む製造装置とも組み合わせが可能である。
【0094】
〔実施の形態9〕
本実施の形態では、実施の形態1〜8に示した製造装置において、発光体組成物を含む溶液を大気に曝すことなく保管するための技術について説明する。
【0095】
図14に示すのは、発光体組成物を含む溶液を溶液塗布装置に装備(ストック)しておくための容器(キャニスター缶)の断面図である。容器1401は、機密性、特に酸素や水分の透過に対して十分な耐性を有する材質で形成することが望ましく、ステンレスやアルミニウム等を用いれば良い。また、内表面は鏡面加工しておくことが望ましい。さらに、必要に応じて内表面及び/又は外表面に窒化シリコン膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の酸素透過率の低い絶縁膜を設けても良い。これは容器1401の内部に設けられた発光体組成物を含む溶液1402の劣化を防ぐためである。
【0096】
また、1403は、容器1401内に窒素、希ガスその他の不活性ガスを入れるための導入口であり、ここから不活性ガスを導入して容器内圧を加圧する。また、1404は、加圧により送り出された発光体組成物を含む溶液1402を溶液塗布装置(図示せず)のヘッド部へ送るための導出口である。導入口1403及び導出口1404は、容器1401と別の材質で形成しても良いし、一体形成としても良い。
【0097】
なお、1406は、導入口1403と連結する導入管であり、実際に不活性ガスを導入する時は、導入口1403に導入管1406の先端を連結させて不活性ガスを導入する。同様に、導出管1407の先端は、導出口1404に連結されて発光体組成物を含む溶液1402を導出する。図中においては、取り外し可能なため点線で表してある。
【0098】
例えば、実施の形態1及び実施の形態2に示した各ヘッド部は、導出管1407の延長された先端に取り付けられる。そして、実施の形態1の場合、不活性ガスで容器1401内を加圧した状態で圧電素子206a〜206cを振動させることにより間欠的に発光体組成物を含む溶液1402を噴出することが可能となる。また、実施の形態2の場合、不活性ガスで容器1401内を加圧している間は連続的に塗布することが可能であり、加圧を止めると発光体組成物を含む溶液1402の噴出も止まる。
【0099】
さらに、本実施の形態では、発光体組成物を含む溶液1402を容器1401内へ入れてから溶液塗布装置へ取り付けるまでの間、常に大気から遮断された状態で搬送されることに特徴を有する。即ち、発光体組成物を含む溶液1402を製造するメーカーが、容器1401内へ発光体組成物を含む溶液1402を入れ、気密性を保ったまま大気開放することなく搬送し、直接溶液塗布装置に取り付けることを可能とする。これは発光体組成物が酸素や水分に対して耐性が弱く、劣化しやすいことに鑑みてなされた工夫であり、発光体組成物を精製した後、塗布されるまで精製したままの純度を保つことができるため、発光体組成物の劣化の抑制、則ち発光装置の信頼性の向上に寄与する。
【0100】
なお、本実施の形態において図14に示した容器は、発光体組成物を含む溶液の純度を保ちつつ搬送するために好適な一例であって、本発明に用いることのできる容器を限定するものではない。
【0101】
〔実施の形態10〕
本実施の形態は、実施の形態1〜5に示した各種方法で成膜した発光体を焼成する手段として、長波長領域の光を用いることを特徴とする。本実施の形態の構成について、図15(A)〜(C)を用いて説明する。なお、図15(A)は、本実施の形態における加熱方法を示す上面図であり、図15(B)はそのA−A’における断面図であり、図15(C)はそのB−B’における断面図である。
【0102】
図15(A)において、1501は少なくとも可視光よりも波長の長い光(代表的には、波長300nmよりも波長の長い光)を透過する基体であり、その上に薄膜トランジスタ及び画素電極等が設けられている。当該基体1501は、図示しない搬送機構により矢印1502の方向に向かって搬送される。
【0103】
また、基体1501の表面側上方には溶液塗布装置のヘッド部1503が設置され、実施の形態1〜3に説明した態様で発光体組成物を含む溶液の塗布が行われる。塗布された発光体組成物1504は、基体1501の裏面側下方に設置されたランプ1505から発した光(以下、ランプ光という。)によって加熱され、溶媒が揮発して(焼成されて)発光体1506となる。即ち、塗布された発光体組成物1504は、塗布された後、順次ランプ光による焼成が行われて薄膜化する。
【0104】
即ち、基体1501の移動により、ヘッド部1503及びランプ1505は相対的に基体1501の移動方向と逆向きの方向に走査されることになる。勿論、基体1501を固定し、ヘッド部1503及びランプ1505を走査させることも可能である。そして、このとき常にヘッド部1503の方が先行して走査される構成とする。その結果、ヘッド部1503による溶液塗布とその後のランプ光による焼成工程とがほぼ同時に行われ、実質的に焼成工程を削減するに等しい効果を得ることができる。
【0105】
なお、ランプ光として用いることのできる光は、発光体1506の組成を破壊せず加熱のみを可能とする波長の光であり、具体的には、400nmよりも波長の長い光、即ち赤外光以上の長波長の光が良い。例えば、遠赤外線からマイクロ波までの1μm〜10cmまでの波長領域の電磁波を用いることができる。特に、取扱いの面からも遠赤外線(代表的には波長4〜25μm)を用いることが好ましい。
【0106】
また、ここでは単純にヘッド部1503の一回の走査により全面塗布を完了する例を示したが、基体1501を数回往復移動させ、複数回の重ね塗りを行った後、ランプ1505の走査を行っても良い。このとき、ランプ1505は最初の数回のヘッド部1503の走査時は消灯しておき、ヘッド部1503の最後の走査時に同期させてランプ1505の走査及び発光を行えば良い。
【0107】
なお、本実施の形態では、リキッドジェット法による溶液塗布に対応した実施の形態を説明したが、スプレー法による溶液塗布において、スプレー部を線状、長方形状、長楕円形状その他の細長い形状とした場合についても適用できる。
【0108】
以上のように、焼成工程の加熱手段としてランプ等の光源を用いて赤外光以上の波長の光を照射することにより、発光体組成物の塗布と焼成をほぼ同時に行うことが可能となり、実質的に焼成工程を削除したプロセスとすることができる。
これにより発光装置の製造工程のスループット向上を図ることができる。
【0109】
〔実施の形態11〕
本実施の形態では、本発明の製造装置をクラスターツール方式(マルチチャンバー方式ともいう。)とした例について図16を用いて説明する。なお、各チャンバーは、互いにゲート弁で連結されて気密状態を保つことができるようになっている。
【0110】
図16において、ストック室1601には基体を搬送するためのキャリア1602が設置される。ストック室1601は、ゲート弁を介して搬送室1603に連結されており、キャリア1602に装備された基体は、搬送アーム1604によって搬送されて、基体取り付け台1605に設置される。このとき、基体はまずプッシャーピン1606上に載せられ、その後、プッシャーピン1606を下げて基体取り付け台1605に設置される。
【0111】
基体取り付け台1605は、基体を固定した後、90°起き上がり、ロード/アンロード室1607の内部まで移動し、基体をサセプタ1600に受け渡す。なお、図16において、サセプタ1600を点線で表している部分は、基体処理の際にはそこに位置するが、プロセスの進行に合わせて基体及びサセプタが一体となって移動してしまい、今その時点ではそこにないことを意味している。
【0112】
ロード/アンロード室1607で受け渡された基体は、サセプタ1600と一体となってレールに沿って移動し、ゲート弁で連結された共通室1608に搬送される。共通室1608内にはターンテーブル1609が設けられ、ターンテーブル1609上にサセプタ1600が載ると、ターンテーブル1609が回転し、共通室にゲート弁を介して連結された次の処理を行うべきチャンバーを選択する。
【0113】
本実施の形態における製造装置は、処理を行うチャンバーとして、正孔注入層(HIL)を成膜する成膜室(HIL成膜室)1610、発光層を成膜する成膜室(発光層成膜室)1611、スパッタ法により陰極を成膜する成膜室(スパッタ成膜室)1612及びスパッタ法により保護膜を成膜する成膜室(スパッタ成膜室)1616が設けられている。発光体を形成するための成膜室1610、1611は、いずれも実施の形態5で説明したスプレー法による溶液塗布装置が設けられ、発光体組成物を含む溶液を放射状に噴射して成膜が行われるチャンバーである。なお、各チャンバーには、それぞれ溶液塗布装置のスプレー部1610a、1611aが設けられている。
【0114】
また、スパッタ成膜室1612には、電極1613、1614及びターゲット1615が設けられ、スパッタ成膜室1616には、電極1617、1618及びターゲット1619が設けられており、これらは全て柱状または長楕円状の形状となっている。サセプタ1600に取り付けられた基体は矢印の方向に搬送され、ターゲット1615又は1619の横を通過する際に成膜が行われる。このときスパッタ法は、DC(直流)スパッタ法であってもRF(交流)スパッタ法のいずれを用いても良い。
【0115】
そして、各チャンバーにて処理を終了した基体(サセプタ)は、ロード/アンロード室1607に戻り、基体取り付け台1605等を経てキャリア1602に収納される。以上で発光素子の陰極形成までの工程を完了する。なお、発光体の構成は、本実施の形態に限定するものではなく、チャンバー数の変更、成膜室の処理内容の変更その他の変更を行えば如何なる構成の発光体にも対応可能である。則ち、実施の形態2のように赤、緑及び青の各色の発光層を塗り分けることも可能である。
【0116】
また、本実施の形態は、実施の形態1〜3に示すリキッドジェット法による溶液塗布装置及び/又は実施の形態4に示す印刷法による溶液塗布装置を装備しても良いし、実施の形態6〜10のいずれの構成と組み合わせても良い。
【0117】
〔実施の形態12〕
実施の形態1〜5に示した発光体としては、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層もしくは電子阻止層、またはこれらの積層体が挙げられるが、これらは、有機化合物のみで構成しても良いし、有機化合物と無機化合物を積層した複合体(composite)であっても良い。
【0118】
そこで、本実施の形態では、本発明の発光装置の発光体として有機化合物と無機化合物とを複合したコンポジットを用いる例について説明する。なお、有機化合物と無機化合物とを積層したハイブリッド構造を特徴とする特許として、米国特許第5,895,932号があるが、同特許は、無機化合物からなるダイオードから発した紫外光(波長380nm)を有機化合物であるAlq3(トリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体)に照射して、フォトルミネッセンスと呼ばれる現象により発生させた光を取り出す技術であり、本実施の形態で説明する発光体、即ちコンポジットとは根本的に異なる技術思想である。
【0119】
有機化合物の中でも高分子有機化合物(以下、有機ポリマーという。)は、耐熱性が高く、取扱いも容易であることから溶液塗布による成膜方法において、溶質として用いられる。本実施の形態では、これら有機ポリマーと無機化合物とのコンポジットを発光体として用いる例について説明する。
【0120】
有機ポリマーと無機化合物とを積層して発光体を形成する例としては、典型的には次の4つのパターンが挙げられる。
(a)無機化合物からなる正孔注入層(又は正孔輸送層)と有機ポリマーからなる発光層との組み合わせ
(b)無機化合物からなる電子注入層(又は電子輸送層)と有機ポリマーからなる発光層との組み合わせ
(c)無機化合物からなる発光層と有機ポリマーからなる正孔注入層(又は正孔輸送層)との組み合わせ
(d)無機化合物からなる発光層と有機ポリマーからなる電子注入層(又は電子輸送層)との組み合わせ
【0121】
また、有機ポリマーと無機化合物とを混合して発光体を形成する例としては、典型的には次の3つのパターンが挙げられる。
(e)キャリア輸送性を有する有機ポリマーを発光層とし、該有機ポリマー中に無機化合物を混合した組み合わせ
(f)同極性(n型もしくはp型)のキャリア輸送性を有する有機ポリマーと無機化合物とを発光層として混合した組み合わせ
(g)キャリア輸送性を有する有機ポリマーにキャリア受容性を有する無機化合物を混合した組み合わせ
【0122】
上記(g)の構成は、例えば正孔輸送性を有する有機ポリマーに、電子受容性を有する無機化合物を混合した組み合わせが挙げられる。この場合、電子受容性を有する無機化合物は、有機ポリマーから電子を受け取り、その結果として有機ポリマー中に正孔が発生し、さらにその正孔が輸送されて輸送性を得るという構成である。
【0123】
上記(a)〜(g)の構成において、無機化合物からなる正孔注入層または正孔輸送層としては、NiO(酸化ニッケル)等のp型半導体材料を用いることができ、無機化合物からなる電子注入層または電子輸送層としては、ZnO(酸化亜鉛)、TiO2(二酸化チタン)等のn型半導体材料を用いることができ、無機化合物からなる発光層としては、ZnS(硫化亜鉛)、CdS(硫化カドミウム)等を用いることができる。
【0124】
例えば、上記(b)の構成の例としては、有機ポリマーとしてPPV(ポリパラフェニレンビニレン)を用い、無機化合物としてCdSを用い、これらを溶液塗布により作製する例が挙げられる。この場合、CdSの形成に際しては、CdSのナノ微粒子(数nm〜数十nmの微粒子をいう。以下、同じ。)を溶媒に分散させて塗布することができ、この塗布工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。なお、CdSの代わりにZnO、TiO2等のn型半導体材料またはNiO等のp型半導体材料を用いても良い。
【0125】
また、上記(e)の構成の例としては、有機ポリマーとしてPVK(ポリビニルカルバゾール)を用い、無機化合物としてCdSを用い、これらを溶液塗布により作製する例が挙げられる。この場合、CdSが発光中心となって発光する。
CdSの形成に際しては、CdSの微粒子を溶媒に分散させて塗布することができ、この塗布工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。なお、CdSの代わりにZnS等の無機化合物を用いることが可能である。これらCdSやZnSは、ナノ微粒子を作りやすい無機化合物であるので、本発明のように溶液塗布を前提とする場合に非常に好適な材料である。
【0126】
また、上記(g)の構成の例としては、有機ポリマーとしてPC(ポリカーボネート)を用い、このPCに正孔輸送性の無機化合物であるTPD(トリフェニルジアミン)及びTiのアルコキシドを混合して溶液塗布した後、加水分解及び真空加熱により、PC、TPD及びTiO2が混合された発光体を形成する例が挙げられる。この場合、CdSの形成に際しては、CdSの微粒子を溶媒に分散させて塗布することができ、この塗布工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。
【0127】
以上のように、様々な有機化合物及び無機化合物を用いることにより複合化された発光体(コンポジット)を作製することが可能であり、また、その形成に際して本発明の作製方法を実施することが可能である。
【0128】
なお、本実施の形態に示す発光体(コンポジット)の構成は、実施の形態1〜8、10のいずれの方法によっても作製することが可能であり、実施の形態9に示す容器での保存も可能である。
【0129】
〔実施の形態13〕
本実施の形態は、本発明を実施して作製しうる発光装置の一例について、図17を用いて説明する。図17(A)に示す画素構成において、1701はデータ信号線、1702はゲート信号線、1703は電源線、1704はスイッチング用の薄膜トランジスタ(スイッチングTFTという。以下、同じ。)、1705は電荷保持用のコンデンサ、1706は発光素子に電流を供給するための駆動用薄膜トランジスタ(駆動TFTという。以下、同じ。)、1707は駆動TFTのドレインに接続された画素電極であり、画素電極1707は発光素子の陽極として機能する。また、1712は、対向電極であり、対向電極1712は発光素子の陰極として機能する。
【0130】
このときのA−A’における切断面に相当する図面を図17(B)に示す。図17(B)において、1710は基体であり、ガラス基体、石英基体、プラスチック基体その他の透光性基体を用いることができる。基体1710の上には半導体プロセスを用いて駆動TFT1706が形成される。また、駆動TFT1706に接続されるように形成された画素電極1707の端部及び少なくとも駆動TFT及びスイッチングTFTを覆い隠すように、格子状にパターン化された絶縁体1708が設けられる。
【0131】
これら画素電極1707の上には発光体1711a〜1711c、陰極として機能する対向電極1712及びパッシベーション膜1713が設けられる。発光体1711a〜1711cは、キャリア注入層、キャリア輸送層、キャリア阻止層、発光層その他のキャリアの再結合に寄与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体を指す。この発光体1711a〜1711cの積層構造及び材料は、公知の構成及び材料を用いても良い。
【0132】
例えば、特開2000−268967号公報、特開2000−294375号公報等に記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1011Ω・cm)の無機正孔注入層(もしくは無機正孔輸送層と言っても良い。)を含んでも良い。この無機正孔注入層は、第1成分としてLi、Na、K、Rb、Cs及びFrから選ばれたアルカリ金属元素、またはMg、Ca及びSrから選ばれたアルカリ土類金属元素、またはLa及びCeから選ばれたランタノイド系元素を含み、第2成分として、Zn、Sn、V、Ru、Sm及びInから選ばれた元素を含む。また、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1011Ω・cm)の無機電子輸送層を含んでも良い。この無機正孔注入層は、Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd及びCoから選ばれた金属元素またはこれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物もしくは硼化物を含む。また、この無機正孔注入層の主成分をシリコン、ゲルマニウムもしくはシリコンゲルマニウムの酸化物としても良い。このように材料として安定な無機絶縁膜を発光体の一部に用いることで発光素子としての信頼性を高めることができる。
【0133】
また、対向電極1712としては、周期表の1族もしくは2族に属する元素を含むアルミニウム膜もしくは銀薄膜等を用いることができるが、本実施の形態の場合、発光体1711a〜1711cから発した光を透過する必要があるため、膜厚を50nm以下にすることが望ましい。また、パッシベーション膜1713としては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水分や酸素に高いブロッキング性を示す絶縁膜を用いることができる。
【0134】
以上の構成の発光装置を作製するにあたって本発明を実施することにより低コストかつ簡便な方法でスループットの高い発光装置を生産することが可能となり、さらには当該発光装置の信頼性をも向上させることができる。
【0135】
〔実施の形態14〕
本実施の形態は、本発明を実施して作製しうる発光装置の一例について、図18を用いて説明する。図18(A)に示す画素構成において、1801はデータ信号線、1802はゲート信号線、1803は電源線、1804はスイッチングTFT、1805は電荷保持用のコンデンサ、1806は駆動TFT、1807は駆動TFTのドレイン電極、1808は駆動TFTのドレイン電極に接続された画素電極であり、画素電極1808は発光素子の陽極として機能する。この画素電極1808は、発光体から発した光が透過しうるように、可視光に対して透明な導電膜を用いることが好ましく、ITO(酸化インジウムと酸化スズの化合物)や酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった酸化物導電膜を用いることが好ましい。また、1812は、対向電極であり、対向電極1812は発光素子の陰極として機能する。
【0136】
このときのA−A’における切断面に相当する図面を図18(B)に示す。図18(B)において、1810は基体であり、ガラス基体、石英基体、プラスチック基体その他の透光性基体を用いることができる。基体1810の上には半導体プロセスを用いて駆動TFT1806が形成される。また、駆動TFT1806に接続されるように形成された画素電極1808の端部及び少なくとも駆動TFT及びスイッチングTFTを覆い隠すように、格子状にパターン化された絶縁体1809が設けられる。
【0137】
これら画素電極1808の上には発光体1811a〜1811c、陰極として機能する対向電極1812及びパッシベーション膜1813が設けられる。発光体1811a〜1811cは、キャリア注入層、キャリア輸送層、キャリア阻止層、発光層その他のキャリアの再結合に寄与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体を指す。この発光体1811a〜1811cの積層構造及び材料は、公知の構成及び材料を用いても良い。
【0138】
例えば、特開2000−268967号公報、特開2000−294375号公報等に記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1011Ω・cm)の無機正孔注入層(もしくは無機正孔輸送層と言っても良い。)を含んでも良い。この無機正孔注入層は、第1成分としてLi、Na、K、Rb、Cs及びFrから選ばれたアルカリ金属元素、またはMg、Ca及びSrから選ばれたアルカリ土類金属元素、またはLa及びCeから選ばれたランタノイド系元素を含み、第2成分として、Zn、Sn、V、Ru、Sm及びInから選ばれた元素を含む。また、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1011Ω・cm)の無機電子輸送層を含んでも良い。この無機正孔注入層は、Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd及びCoから選ばれた金属元素またはこれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物もしくは硼化物を含む。また、この無機正孔注入層の主成分をシリコン、ゲルマニウムもしくはシリコンゲルマニウムの酸化物としても良い。このように材料として安定な無機絶縁膜を発光体の一部に用いることで発光素子としての信頼性を高めることができる。
【0139】
また、対向電極1812としては、周期表の1族もしくは2族に属する元素を含むアルミニウム膜もしくは銀薄膜等を用いることができる。また、パッシベーション膜1813としては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水分や酸素に高いブロッキング性を示す絶縁膜を用いることができる。
【0140】
以上の構成の発光装置を作製するにあたって本発明を実施することにより低コストかつ簡便な方法でスループットの高い発光装置を生産することが可能となり、さらには当該発光装置の信頼性をも向上させることができる。
【0141】
〔実施の形態15〕
本実施の形態では、実施の形態13に示した発光装置の構成において、発光素子の構成を異なるものとした例について説明する。説明には、図19を用いる。なお、図19(A)は、発光層として白色に発光する発光層を用い、その白色光をカラーフィルタを通して赤、緑及び青の三色に色分離する方式である。また、図19(B)は、発光層として青色に発光する発光層を用い、その青色光を色変換層(CCM)にて赤、緑及び青の三色に色変換する方式である。
【0142】
図19(A)において、1901は画素電極であり、ここでは陽極として窒化チタン膜を用いる。そして、その端部を被覆するように絶縁膜1902が設けられ、その上から正孔注入層1903が設けられている。正孔注入層1903上には白色発光する発光層1904が設けられ、さらにその上に陰極1905及び保護膜1906が設けられている。この保護膜1906の成膜までは本発明の製造装置を用いて一貫工程で処理することが可能である。
【0143】
このとき、白色発光する発光層1904としては、ポリマー系有機化合物を用いる公知の発光層を用いることができるが、一例としては、PVK(ポリビニルカルバゾール)に電子輸送材料であるButyl-PBD(1,3,4-オキサジアゾール誘導体)を分散させ、さらに、TPB(1,1,4,4-テトラフェニル-1,3-ブタジエン)、クマリン6、DCM1(スチリル色素の一種)をドーパントとして添加したものが挙げられる。
【0144】
また、陰極1905は、膜厚20〜50nm程度のAl−Li(アルミニウムにリチウムを添加した合金)電極とITO(酸化インジウムと酸化スズの化合物)電極との積層構造とすることにより可視光に対して透明な電極とすることができる。
【0145】
さらに、この発光素子の上に封止体を兼ねたカラーフィルタを接着用の樹脂(エポキシ樹脂等)1907を用いて貼り合わせてある。カラーフィルタは、支持体1908、ブラックマスク1909、赤色光を透過する樹脂層1910a、緑色光を透過する樹脂層1910b、青色光を透過する樹脂層1910c及びオーバーコート層(平坦化層)1911から構成される。
【0146】
上記構成により、各画素から発した白色光は、それぞれ赤色光を透過する樹脂層1910a、緑色光を透過する樹脂層1910b及び青色光を透過する樹脂層1910cで赤色光、緑色光、青色光に色分離され、カラー化が可能となる。
【0147】
また、図19(B)は、基本的な構成としては図19(A)の構成に類似しているが、発光層として青色発光する発光層1921が設けられ、カラーフィルタの代わりに、青色光を赤色光に色変換する色変換層1922a、緑色光に色変換する色変換層1922b及び純度を向上させる目的で青色光を色変換する色変換層1922c(この色変換層1922cは省略可能)が設けられている。
【0148】
このとき、青色発光する発光層1904としては、ポリマー系有機化合物を用いる公知の発光層を用いることができるが、一例としては、ポリジアルキルフルオレン誘導体やポリパラフェニレン誘導体等のπ共役系ポリマーが挙げられる。
また、色変換層としては、公知の青色光で励起される蛍光体を用いれば良い。
【0149】
上記構成により、各画素から発した青色光は、それぞれ色変換層1922a、色変換層1922b及び色変換層1922cで赤色光、緑色光、青色光に色変換され、カラー化が可能となる。
【0150】
以上の図19(A)、(B)に示した発光素子を有する発光装置は、実施の形態1〜11のいずれの構成を含む製造装置を用いても作製可能である。
【0151】
〔実施の形態16〕
本実施の形態では、本発明を実施して作製した発光装置の全体の構成について、図20を用いて説明する。図20は、薄膜トランジスタが形成された素子基体をシーリング材によって封止することによって形成された発光装置の上面図であり、図20(B)は、図20(A)のB−B’における断面図、図20(C)は、図20(A)のA−A’における断面図である。
【0152】
基体81上には、画素部(表示部)82、該画素部82を囲むように設けられたデータ線駆動回路83、ゲート線駆動回路84a、84b及び保護回路85が配置され、これらを囲むようにしてシール材86が設けられている。画素部82は本発明を実施して作製した発光素子を備える。シール材86としては、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂その他の樹脂を用いることが可能であるが、できるだけ吸湿性の低い材料を用いることが望ましい。なお、シール材86は、データ線駆動回路83、ゲート線駆動回路84a、84b及び保護回路85の一部に重畳させて設けても良いし、これらの回路を避けて設けても良い。
【0153】
そして、シール材86を用いてシーリング材87が接着され、基体81、シール材86及びシーリング材87によって密閉空間88が形成される。シーリング材87としては、ガラス材、金属材(代表的にはステンレス材)、セラミックス材、プラスチック材(プラスチックフィルムも含む)を用いることができる。また、実施の形態8に示したように絶縁膜のみで封止することも可能である
【0154】
なお、シーリング材87として、基体81と異なる材料を用いた場合、熱膨張係数の違いからシール材86の密着性を損なう可能性がある。従って、シーリング材87としては、トランジスタが形成される基体81と同一材料のものを用いることが望ましい。換言すれば、基体81と同一の熱膨張係数を有する基体を用いることが望ましい。本実施の形態では、基体81及びシーリング材87の材料としてガラスを用い、さらにシーリング材87は、基体81が薄膜トランジスタの作製過程における熱履歴と同一の熱履歴を通すことにより熱膨張係数を揃える。
【0155】
シーリング材87には予め凹部の中に吸湿剤(酸化バリウムもしくは酸化カルシウム等)89が設けられ、上記密閉空間28の内部において、水分や酸素等を吸着して清浄な雰囲気に保ち、EL層の劣化を抑制する役割を果たす。この凹部は目の細かいメッシュ状のカバー材90で覆われており、該カバー材90は、空気や水分は通し、吸湿剤89は通さない。なお、密閉空間88は、窒素もしくはアルゴン等の希ガスで充填しておけばよく、不活性であれば樹脂もしくは液体で充填することも可能である。
【0156】
また、基体81上には、データ線駆動回路83及びゲート線駆動回路84a、84bに信号を伝達するための端子部91が設けられ、該端子部91へはFPC(フレキシブルプリントサーキット)92を介してビデオ信号等のデータ信号が伝達される。端子部91の断面は、図14(B)の通りであり、ゲート配線もしくはデータ配線と同時に形成された配線93の上に酸化物導電膜34を積層した構造の配線とFPC92側に設けられた配線95とを、導電体96を分散させた樹脂97を用いて電気的に接続してある。なお、導電体96としては、球状の高分子化合物に金もしくは銀といったメッキ処理を施したものを用いれば良い。
【0157】
本実施の形態において、保護回路85は端子部91とデータ線駆動回路83との間に設けられ、両者の間に突発的なパルス信号等の静電気が入った際に、該パルス信号を外部へ逃がす役割を果たす。その際、まず瞬間的に入る高電圧の信号をコンデンサによって鈍らせ、その他の高電圧を薄膜トランジスタや薄膜ダイオードを用いて構成した回路によって外部へと逃がすことができる。勿論、保護回路は、他の場所、例えば画素部82とデータ線駆動回路83との間や画素部82とゲート線駆動回路84a、84bの間などに設けても構わない。
【0158】
〔実施の形態17〕
実施の形態13、14に示した薄膜トランジスタの構成はいずれもトップゲート構造(具体的にはプレーナ構造)であるが、各実施の形態では、ボトムゲート構造(具体的には逆スタガ構造)とすることも可能である。
【0159】
また当然のことながら、薄膜トランジスタに限らず、シリコンウェルを用いて形成されたMOS構造のトランジスタに適用しても良い。さらには、薄膜トランジスタではなく、MIM(Metal-Insulator-Metal)素子等に代表されるダイオード素子(二端子素子ともいう。)を用いた場合に適用しても良い。
【0160】
いずれにしても本発明はアクティブマトリクス型の発光装置の作製にあたって実施するに際してもトランジスタ構造等のスイッチング素子の構造によってその本来の効果が損なわれるものではない。
【0161】
〔実施の形態18〕
本発明を実施して得た発光装置を表示部に組み込むことによって電子機器を作製することができる。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それらの電子機器の具体例を図21に示す。
【0162】
図21(A)はテレビであり、筐体2001、支持台2002、表示部2003、スピーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明は表示部2003に適用することができる。なお、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用のテレビが含まれる。
【0163】
図21(B)はデジタルカメラであり、本体2101、表示部2102、受像部2103、操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッター2106等を含む。本発明は、表示部2102に適用することができる。
【0164】
図21(C)はノート型パーソナルコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウス2206等を含む。本発明は、表示部2203に適用することができる。
【0165】
図21(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明は、表示部2302に適用することができる。
【0166】
図21(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を表示するが、本発明は表示部A、B2403、2404に適用することができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【0167】
図21(F)はゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体2501、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明は、表示部2502に適用することができる。
【0168】
図21(G)はビデオカメラであり、本体2601、表示部2602、筐体2603、外部接続ポート2604、リモコン受信部2605、受像部2606、バッテリー2607、音声入力部2608、操作キー2609等を含む。本発明は、表示部2602に適用することができる。
【0169】
図21(H)は携帯電話であり、本体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。本発明は、表示部2703に適用することができる。なお、表示部2703は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えることができる。
【0170】
以上の様に、本発明を実施して得た表示装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。なお、本実施の形態の電子機器には、実施の形態13〜16のいずれの構成の発光装置を用いても良い。
【0171】
【発明の効果】
本発明により基体を搬送する手段の占有面積を小さく抑えることが可能となり、その結果として、フットプリントの小さい製造装置を提供することが可能となる。そして、フットプリントの小さい製造装置を提供することにより、クリーンルームの装置レイアウトやクリーンルーム設計が容易なものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の製造装置の上面図及び側面図。
【図2】 ドットジェット法の原理を説明するための図。
【図3】 ドットジェット法による成膜例を示す図。
【図4】 ドットジェット法による成膜例を示す図。
【図5】 本発明の製造装置の上面図。
【図6】 ラインジェット法の原理を説明するための図。
【図7】 本発明の製造装置の上面図。
【図8】 印刷法の原理を説明するための図。
【図9】 本発明の製造装置の上面図。
【図10】 スプレー法の原理を説明するための図。
【図11】 本発明の製造装置の上面図。
【図12】 ラインジェット法による成膜例を示す図。
【図13】 ラインジェット法に用いるノズルの構造例を示す図。
【図14】 発光体組成物を含む溶液を保管するための容器の断面図。
【図15】 溶液塗布法による発光装置の作製例を示す図。
【図16】 本発明の製造装置の上面図。
【図17】 本発明により得られる発光装置の構成を示す図。
【図18】 本発明により得られる発光装置の構成を示す図。
【図19】 本発明により得られる発光装置の構成を示す図。
【図20】 本発明により得られる発光装置の外観を示す図。
【図21】 本発明により得られる発光装置を備えた電子機器の一例を示す図。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an element (hereinafter referred to as a light emitting element) having a structure in which a thin film (hereinafter referred to as a light emitting layer) that emits light is sandwiched between an anode, a cathode, and a phenomenon called electroluminescence. In a technical field related to a display device (hereinafter referred to as a light emitting device) provided on a substrate and a technical field related to a manufacturing apparatus for manufacturing the light emitting device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, development of a light emitting device called an organic EL panel or an organic light emitting diode (OLED) has been urgently developed as an image display. This is because a hole and an electron are recombined in a light emitting layer provided between an electrode for injecting holes (hereinafter referred to as an anode) and an electrode for injecting electrons (hereinafter referred to as a cathode). Thus, a light emission phenomenon called electroluminescence is generated, and image display is made possible by controlling on / off of the light emission.
[0003]
The light-emitting element that plays the most important role in these light-emitting devices is that the light-emitting layer (especially, a light-emitting layer made of an organic compound) is extremely sensitive to oxygen and moisture and easily deteriorates. Don't be. That is, after the anode (or cathode) is formed, the light emitting layer and the like are formed, the cathode (or anode) is formed, and further sealing (sealing the light emitting element) is not consistently released to the atmosphere. Technology to do is required. Therefore, the manufacturing apparatus for manufacturing the light emitting element inevitably increases in size, and the floor area (so-called footprint) of the apparatus has increased.
[0004]
A manufacturing apparatus having a large footprint is not only troublesome in the layout of a clean room, but also has a considerable weight, so that there is a problem that it is very expensive even in a clean room design. However, at present, the film forming apparatus and the sealing apparatus are merely connected in a multi-chamber, and there is still room for development in terms of downsizing and weight reduction as a manufacturing apparatus.
[0005]
In recent years, a technique for forming a light emitting layer used in the light emitting device by solution coating such as a spin coating method, an ink jet method, and a printing method has been actively developed. In particular, the formation of an organic thin film by an ink jet method has already approached a practical level, and the basic technique is disclosed in a gazette or the like (for example, see Patent Document 1).
[0006]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-12377
[0007]
The ink-jet method is a technology that diverts the ink-jet method used in conventional printers to thin film formation, and instead of ink, the solute that is the material of the organic thin film is dissolved or dispersed in a solvent such as water or alcohol. This is a method of applying liquid droplets for each pixel. When this ink-jet method is used, it is considered that the apparatus can be reduced in size because the vacuum apparatus is not required. However, if the multi-chamber is used, the increase in size as a whole cannot be avoided.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to provide a manufacturing apparatus for a light emitting device with a small footprint and a method for manufacturing a light emitting device using the manufacturing apparatus.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The manufacturing apparatus of the present invention is a manufacturing apparatus of a light emitting device including a load chamber, a light emitter film forming chamber, a conductor film forming chamber, an insulator film forming chamber, and an unload chamber, wherein the light emitter film forming chamber is a light emitting device. A film forming chamber for forming a light emitter by a method of spraying a solution containing a body composition as drops (dots) or as a continuous fluid (hereinafter referred to as a liquid jet method), and the conductor film forming chamber is formed by sputtering. A film forming chamber for forming a conductor by a method, and the insulator film forming chamber is a film forming chamber for forming an insulator by a sputtering method. The load chamber, the light emitter forming chamber, the conductor forming chamber, and the like. In any of the film chamber, the insulator film formation chamber, and the unload chamber, the substrate to be processed is held so that the angle formed by the film formation surface of the substrate to be processed and the direction of gravity is within 0 to 30 °. Features. At this time, the loading chamber and the unloading chamber can be used in common. That is, there is no particular problem even if both chambers are integrated.
[0010]
The most important feature of the present invention is that the process from the formation of the light emitter to the sealing is performed without opening to the atmosphere. The angle formed between the film formation surface and the direction of gravity is such that the angle is kept within a range of 0 to 30 ° (preferably 0 to 10 °). By erecting the substrate to be processed, the floor area (footprint) occupied by the transport mechanism and each film forming chamber can be reduced, and the footprint of the entire manufacturing apparatus can be reduced. The substrate may be arranged with the long side up and down or the short side up and down. However, in order to more actively reduce the footprint of the manufacturing apparatus, the short side It is preferable to arrange so that is vertically.
[0011]
In the present invention, the light emitter is a carrier injection layer (a hole injection layer or an electron injection layer), a carrier transport layer (a hole transport layer or an electron transport layer), a carrier blocking layer (a hole blocking layer or an electron blocking layer). ), An organic compound or an inorganic compound that contributes to recombination of the light emitting layer and other carriers, or a laminate thereof. Moreover, a light-emitting body composition means the composition used as the material of these light-emitting bodies, and it is not ask | required that it is an inorganic compound if it is an organic compound. The luminous body composition is roughly classified into a luminous material and a carrier (hole or electron) transporting material.
[0012]
A light-emitting material is a material that generates a light-emitting phenomenon due to electroluminescence by injecting holes and electrons. Such a luminescent material can be found in both inorganic compounds and organic compounds, but in the method of applying a solution as in the present invention, it is preferable to use an organic compound. As the light-emitting material, a material that emits fluorescence by singlet excitation or a material that emits phosphorescence by triplet excitation may be used. In addition, the hole transporting material is a material that easily moves holes, and the electron transporting material is a material that easily moves electrons.
[0013]
Moreover, the manufacturing apparatus of the present invention can use a printing method, a spray method, and other solution coating methods in addition to using the liquid jet method for film formation of the light emitter. The printing method is a method of applying a solution containing a phosphor composition using a printing method such as a screen printing method or a relief printing method, and baking to form a phosphor. The spray method is a method in which a solution containing a phosphor composition is applied in the form of a mist and baked to form a phosphor. These three methods are all methods for forming a phosphor by applying and baking a solution containing a phosphor composition, and can also be collectively referred to as a solution coating method.
[0014]
These solution coating methods may be performed in an atmospheric pressure or a pressurized atmosphere. Since the phosphor composition easily deteriorates due to the presence of oxygen and moisture, it is desirable to have an atmosphere in which moisture is excluded as much as possible, and it is desirable to have an inert atmosphere such as nitrogen, a rare gas, or the like. Moreover, it is good also as an atmosphere containing the solvent component of the solution to apply | coat. When the atmosphere containing the solvent component is used, the probability that clogging or the like occurs due to drying of the solution at the injection port or the like when the coating process is interrupted can be reduced.
[0015]
Furthermore, it is also possible to apply the solution under reduced pressure by selecting a solvent. Under reduced pressure refers to a pressure lower than atmospheric pressure, and in an atmosphere filled with nitrogen, a rare gas, or other inert gas, 1 × 10 2 ~ 2x10 Four Pa (preferably 5 × 10 2 ~ 5x10 Three Pa) or 1-5 × 10 in higher vacuum Four Pa (1 × 10 2 ~ 1x10 Three Pa). By setting the pressure under reduced pressure, the solvent is volatilized from the droplets until the droplets injected into the atmosphere reach the pixel electrode, and the volume of the droplets decreases. Therefore, the firing process can be completed in a shorter time.
[0016]
In addition, when forming a light-emitting body by a solution coating method, an organic compound is mainly used as the light-emitting material, but it is preferable to use a polymer organic compound. Since the high molecular organic compound has excellent heat resistance, it can be said to be a suitable material for manufacturing a highly reliable light-emitting device with little deterioration as a material.
[0017]
Further, the manufacturing apparatus of the present invention is characterized by using a sputtering method for film formation of a conductor and an insulator because the elements such as a light emitter or a transistor are deteriorated by an electron beam, an X-ray or other radiation. This is to prevent this from happening. Conventionally, a vapor deposition method has been used when forming a conductor (especially a cathode material), but there is a possibility that a light emitter, a transistor, or the like may deteriorate due to radiation generated during the vapor deposition. In order to solve this problem, the manufacturing apparatus of the present invention uses a sputtering method that does not generate radiation. This configuration is particularly effective in manufacturing an active matrix light-emitting device.
[0018]
Note that as the conductor, a metal film serving as a cathode or an oxide conductive film serving as an anode is formed. As the metal film serving as the cathode, a metal film containing an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table can be used, and an aluminum film containing lithium is particularly preferable. As the oxide conductive film serving as an anode, indium oxide, tin oxide, zinc oxide, or a compound thereof can be used.
[0019]
As the insulator, a film with low permeability of oxygen or moisture is preferably used, and a silicon compound containing nitrogen such as a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film is preferably used. In addition, an aluminum nitride film or a diamond-like carbon (DLC) film can be used. In particular, a silicon nitride film is preferable because it can be easily formed by a sputtering method and a dense film can be formed.
[0020]
Since the manufacturing apparatus described above can perform the process from the formation of the light emitter to the sealing to protect the light emitter from oxygen or the like without opening to the atmosphere, a highly reliable light emitting device can be manufactured. In addition, since the entire process is performed with the substrate upright, the footprint of the manufacturing apparatus can be reduced, and the degree of freedom in the design stage such as the layout of the clean room is greatly improved. Furthermore, the manufacturing cost of the light-emitting device can be reduced by using a simple solution coating method for forming the light-emitting body, and if a polymer organic compound is used as the light-emitting layer, the reliability of the light-emitting device can be improved. it can.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
[Embodiment 1]
In this embodiment mode, an in-line manufacturing apparatus that performs steps from formation of a light emitter to formation of a cathode will be described with reference to FIG. 1A is a top view and FIG. 1B is a side view. In addition, since each chamber is not necessarily described with the same scale, when actually manufacturing the said manufacturing apparatus, a volume is suitably determined with reference to the function of each chamber demonstrated in this Embodiment. There is a need.
[0022]
1A and 1B, 11 is a load chamber for carrying in a substrate, 12 is an unload chamber for carrying out the substrate, 13 is a film forming chamber for forming a hole injection layer, and 14 is a light emitting layer. 15 is a film forming chamber for forming an electron injection layer, 16 is a film forming chamber for forming a metal film to be a cathode, and 17 is a film forming a protective film having a passivation effect. It is a room. An arrow 100 in the figure is the direction in which the substrate 10 is conveyed, and a substrate that has already been processed is represented by a dotted line. At this time, the substrate 10 is transported in an upright state, that is, in a state where the angle formed by the film formation surface (surface to be processed) and the direction of gravity falls within 0 to 30 °.
[0023]
Each of the film formation chambers 13 to 15 is a film formation chamber for forming a light emitter, and in the present embodiment, a liquid jet method (in particular, a method of injecting a droplet-like solution is referred to as a dot jet method). This method is also called an ink jet method). Here, the characteristics of the deposition chamber of the dot jet method will be described with reference to FIG.
[0024]
FIG. 2A is an enlarged view of a portion (hereinafter referred to as a head portion) that functions as a head that performs dot jet in a solution coating apparatus of the dot jet method and its periphery. Specifically, the state immediately after the solution containing the luminescent material is ejected from the head portion is shown. Note that in this embodiment, an example in which light-emitting materials corresponding to three colors of red, green, and blue are separately applied in one deposition chamber will be described.
[0025]
In FIG. 2A, reference numeral 201 denotes a pixel electrode, which is an electrode that functions as an anode or a cathode of a light emitting element. 202 is an insulator that defines each pixel, and 203 is a carrier injection layer. The carrier injection layer 203 is a hole injection layer if the pixel electrode 201 is an anode, and an electron injection layer if the pixel electrode 201 is a cathode. The head unit 204 includes a plurality of ejection units 205a to 205c having a function of ejecting a solution containing a luminescent material, and piezoelectric elements (piezo elements) 206a to 206c are provided respectively. Moreover, each of the injection parts 205a-205c is filled with the solution 207a-207c containing a luminescent material.
[0026]
Here, the solution 207a containing a light emitting material contains a light emitting material that emits red light, the solution 207b containing a light emitting material contains a light emitting material that emits green light, and the solution 207c containing a light emitting material is blue. A luminescent material that emits light. These three kinds of luminescent materials constitute a pixel emitting red light, a pixel emitting green light, and a pixel emitting blue light, and these three pixels are regarded as one pixel unit (pixel unit).
[0027]
In FIG. 2 (A), only R (red), G (green), and B (blue) each corresponding to one injection unit is described, but a plurality of injection units (nozzles) are arranged in parallel. In consideration of throughput, it can be said that it is most desirable to arrange the pixels corresponding to the number of pixels (pixel number) corresponding to one row or one column of the pixel portion. In the present embodiment, a light emitting layer can be formed on all the pixels in one scan using a head portion (that is, a linear or rectangular head portion) provided with an ejection portion corresponding to one row of pixels. To do. Of course, it is also possible to perform overcoating by scanning a plurality of times.
[0028]
A space 208 between the head unit 204 and the pixel electrode 201 is an atmospheric atmosphere filled with nitrogen. In particular, it is desirable that the oxygen and water contents be sufficiently reduced during purification. Further, in addition to nitrogen or instead of nitrogen, a solvent component (same as the solvent of the solution containing the light emitting material) may be filled. This has the effect of preventing clogging due to drying of the tip portions of the ejection portions 205a to 205c.
[0029]
Then, the solutions 207 a to 207 c containing the luminescent material filled in the ejection units 205 a to 205 c are pressed and pushed out by the volume change of the piezoelectric elements 206 a to 206 c and ejected toward the pixel electrode 201. As a result, the luminescent material is deposited intermittently. Then, the ejected droplet 209 is deposited on the pixel electrode 201 and baked to form a light emitting layer. In addition, baking is performed by exposing in a vacuum, heating, or using these together.
[0030]
The manufacturing apparatus of the present embodiment uses a liquid jet method having the above characteristics when forming a light emitter. That is, in FIGS. 1A and 1B, head portions 13a to 15a are provided inside the film forming chambers 13 to 15, respectively. Each of these head portions has the configuration described with reference to FIG. 2, and solution coating containing an organic compound or an inorganic compound is performed. At this time, a mechanism for heating the substrate 10 at room temperature (typically 20 ° C.) to 300 ° C., more preferably 50 to 200 ° C., may be provided. By providing a heating mechanism, heating at the same time as solution application is possible, and the necessity of providing a separate baking step can be eliminated.
[0031]
In FIG. 1B, the side view of the film formation chamber (light emitting layer) 14 corresponds to a state in which the head portion moving along the substrate surface (film formation surface) is viewed from above. An arrow 101 indicates the moving direction of the head portion 14a. The head 101 moves from one end to the other end of the substrate 10 in parallel with the substrate surface, and solution application is performed. As shown in FIG. 1 (A), the distance (L) between the base 10 and the tip (jet port) of the head portion 14a is preferably 0.1 to 2 mm.
[0032]
Further, at this time, nitrogen, rare gas or other inert gas flows in the film forming chambers 13 to 15 from the top to the bottom in the direction perpendicular to the paper surface, and the base 10 and the head portions 13a to 15a. A laminar flow (laminar flow) is formed between them. At this time, the flowing inert gas can be heated instead of or in combination with the substrate.
[0033]
Here, the manner in which a solution containing a luminescent material is applied with the manufacturing apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIGS. In FIG. 3, reference numeral 301 denotes an active matrix substrate on which thin film transistors and pixel electrodes are formed. Circuits corresponding to four panels are formed on a single glass substrate. Note that each panel includes a pixel portion 302a, a gate line driver circuit 302b, and a data line driver circuit 302c; however, the structure is not limited thereto.
[0034]
At this time, the head portion 303 is scanned from above the active matrix substrate 301 along the film formation surface downward (in the direction of the arrow), and as shown in an enlarged portion 304 surrounded by a dotted line, each head pixel 303 Sequentially emit light emitting materials. Note that 305a is a pixel coated with a luminescent material corresponding to red, 305b is a pixel coated with a luminescent material corresponding to green, and 305c is a pixel coated with a luminescent material corresponding to blue. Reference numeral 306 denotes an insulating film that defines each pixel.
[0035]
Further, in FIG. 3, the luminescent material is applied separately for each pixel, but as shown in FIG. 4, the luminescent material may be applied separately for each pixel column. In FIG. 4, reference numeral 401 denotes an active matrix substrate on which thin film transistors and pixel electrodes are formed, and is provided with a pixel portion 402a, a gate line driver circuit 402b, and a data line driver circuit 402c. The head unit 403 is scanned downward (in the direction of the arrow) along the film formation surface from above the active matrix substrate 401, and as shown in an enlarged portion 404 surrounded by a dotted line, is applied to each pixel column. The luminescent material is jetted continuously. In addition, 405a is a pixel column coated with a luminescent material corresponding to red, 405b is a pixel column coated with a luminescent material corresponding to green, and 405c is a pixel column coated with a luminescent material corresponding to blue. is there. Reference numeral 406 denotes an insulating film that defines each pixel column.
[0036]
The solution applied in each of the film forming chambers 13 to 15 is thinned by performing a baking process such as heating in a vacuum. Although not illustrated in the present embodiment, the solution application may be performed on all pixels at once, or the solution application and firing may be performed individually for each pixel corresponding to each color of red, green, and blue. A process may be performed.
[0037]
3 and 4 show an example in which the head portion is scanned from the upper end to the lower end of the base body, it is also possible to scan from the left end to the right end. In that case, it is also possible to adopt a method in which the substrate moves.
[0038]
The substrate 10 having completed the formation of the light emitter in the film forming chambers 13 to 15 having the above configuration is then transferred to the film forming chamber 16. The film formation chamber 16 is a chamber for forming a metal film to be a cathode by sputtering, and film formation is performed while the substrate 10 passes by the side of the rectangular target 16a. For example, a metal film containing an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table, such as an alloy film of aluminum and lithium, can be formed. The shape of the target 16a is not limited to this, but as a merit of placing the substrate 10 vertically, a high throughput can be ensured by using a linear, rectangular, oblong or other elongated target. The point that an apparatus area can be made small is mentioned.
[0039]
The film forming chamber 17 is a chamber for forming an insulating film having a passivation effect by a sputtering method (preferably a high frequency sputtering method). Like the film forming chamber 16, the base 10 is placed next to a rectangular target 17a. During the passage, film formation is performed. For example, a highly dense silicon compound film such as a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film can be formed.
[0040]
The base body 10 thus finished up to the sealing step is transported to the unload chamber 12 and taken out. Through the series of steps described above, the formation of the light emitter, the formation of the cathode, and the formation (sealing) of the protective film are performed without opening to the atmosphere. Although the load chamber 11 and the unload chamber 12 are described as separate chambers here, the load chamber and the unload chamber may be integrated to share functions.
[0041]
[Embodiment 2]
In the first embodiment, the example in which the luminescent material corresponding to each color of red, green, and blue is separately applied in the film formation chamber 14 has been described. However, in this embodiment, the light emission corresponding to each color of red, green, and blue is described. An example in which a conductive material is formed in a separate film formation chamber will be described. In addition, since each chamber is not necessarily described with the same scale, when actually manufacturing the said manufacturing apparatus, a volume is suitably determined with reference to the function of each chamber demonstrated in this Embodiment. There is a need.
[0042]
The basic structure of the manufacturing apparatus shown in FIG. 5 is the same as that shown in FIG. 1 except that a plasma processing chamber is provided, the film forming chamber is divided into three chambers, and the film forming chamber. The difference is that a turning chamber is provided in connecting and folding. The substrate 500 carried in from the load chamber 501 is first transported to the plasma processing chamber 503, where the surface of the pixel electrode formed on the substrate 500 is subjected to plasma processing to achieve cleaning and adjustment of work function. If the pixel electrode is an anode, oxygen plasma or ozone plasma is preferable. Note that plasma may be generated by forming an electric field between the electrodes 503a.
[0043]
Next, a solution containing an organic compound is applied from the head portion 504 a in the film formation chamber 504. And the baking process by heating is performed after application | coating, and a positive hole injection layer is formed. In the baking step by heating, the solution is applied while the substrate is heated, so that the baking can be performed sequentially at the same time as the application. Hereinafter, the solution coating method using the head portion has been described in the first embodiment, and thus the description thereof is omitted in the present embodiment.
[0044]
Next, a light emitting layer R (light emitting layer corresponding to red) and a light emitting layer G (light emitting layer corresponding to green) are formed in the film formation chambers 505 and 506, respectively. These become a light emitting layer through a coating process of a solution containing a light emitting material by the head portions 504a and 505a provided in each chamber and a baking process by heating. The substrate 500 is sequentially conveyed while forming a light emitting layer corresponding to a predetermined color in each chamber. Also in the formation of the light emitting layer, the baking step is performed simultaneously with the solution application.
[0045]
The base body 500 that has completed the formation of the light emitting layer R and the light emitting layer G is transferred to the turning chamber 507 as it is. A turntable 507a is installed in the turning chamber 507, and two rails 507b are provided thereon. The turntable 507a turns 180 ° with the substrate 500 placed on one of the rails 507b, and the substrate 500 moves to the next line such as the film formation chamber 508.
[0046]
Next, a light emitting layer B (a light emitting layer corresponding to blue) is formed in the film formation chamber 508. The light emitting layer B is formed through an application process of a solution containing a light emitting material by the head portion 508a and a baking process by heating performed at the same time.
[0047]
Next, the film is transferred to a film formation chamber 509 where a metal film to be a cathode is formed by sputtering, and a cathode is formed. The substrate 500 is formed while passing through the side of the rectangular target 509a as in the first embodiment. Of course, the shape of the target 509a is not limited to this, and a linear, rectangular, oblong or other elongated target can be used as in the first embodiment.
[0048]
Further, in the film formation chamber 510 for forming an insulating film serving as a protective film, an insulating film is formed on the cathode by a sputtering method (preferably a high-frequency sputtering method), and the light emitter formed on the substrate 500 is sealed. . As the insulating film, a silicon nitride film is preferable.
[0049]
The base body 500 that has completed the sealing process is transported to the unload chamber 502 and taken out. Through the series of steps described above, the formation of the light emitter, the formation of the cathode, and the formation (sealing) of the protective film are performed without opening to the atmosphere. Although the load chamber 501 and the unload chamber 502 are described as separate chambers here, the load chamber and the unload chamber may be integrated to share functions.
[0050]
[Embodiment 3]
In this embodiment, an example in which the configuration of the head portion in Embodiments 1 and 2 is different from that in FIG. 2 will be described with reference to FIG. That is, in this example, the solution is not applied by jetting droplets, but a gel-like solution having a certain degree of viscosity is applied. This method is called a line jet method because it is a method in which a solution is jetted in a linear form as a continuous fluid.
[0051]
FIG. 6A illustrates a state where a solution containing a luminescent material is being sprayed, and FIG. 6B illustrates a state where injection of the solution containing a luminescent material is stopped. Note that the description of the first embodiment may be referred to for the same reference numerals as those used in FIG.
[0052]
In this embodiment, as shown in FIG. 6A, the head portion 604 has a plurality of ejection portions 605a to 605c each having a function of ejecting a luminescent material, and each includes a piezoelectric element (piezoresistive element). ) 606a to 606c are provided. Moreover, each of the injection parts 605a-605c is filled with the solution 607a-607c containing a luminescent material. At this time, similarly to FIG. 2A, the solution 607a containing a light emitting material contains a light emitting material that emits red light, and the solution 607b containing a light emitting material contains a light emitting material that emits green light. The solution 607c containing a light emitting material contains a light emitting material that emits blue light.
[0053]
However, in this embodiment, the viscosity of the solutions 607a to 607c containing the luminescent material is adjusted to be higher than the viscosity of the solutions 207a to 207c containing the luminescent material of the first embodiment. This is so that the solution containing the luminescent material is continuously applied, and as a result, the luminescent material is continuously deposited. Further, as shown in FIG. 6A, when the solutions 607a to 607c containing the light emitting material are applied, the light emitting material is applied by an inert gas such as nitrogen while the piezoelectric elements 606a to 606c are pushed down. It applies so that the solution 607a-607c containing may be pressurized and extruded.
[0054]
At this time, it is preferable to keep the distance between the ejection units 605a to 605c and the pixel electrode 201 as close as possible. For example, about 0.1 to 0.5 mm is preferable. In the case of this embodiment, it is necessary to spray the solution perpendicularly to the substrate to apply the solution, but it is difficult to spray vigorously because the solutions 607a to 607c containing the light-emitting material have high viscosity. Therefore, it is possible to accurately apply onto the pixel electrode 201 when the distance is as close as possible.
[0055]
Further, as shown in FIG. 6B, when the application of the solutions 607a to 607c containing the luminescent material is stopped, pressurization with an inert gas is stopped and the piezoelectric elements 606a to 606c are moved upward (in the direction of the arrow). And pushed up. If it carries out like this, since the solution containing a luminescent material will enter from a jet nozzle a little back, the drying of a solution can be prevented. Further, by making the space 608 an atmosphere containing a solvent component at this time, drying of the solutions 607a to 607c containing the light-emitting material at the injection port can be prevented.
[0056]
In addition, after apply | coating each solution, you may heat and bake, and you may bake by exposing in a vacuum. Moreover, you may use these baking methods together. Thus, as shown in FIG. 6B, a light emitting layer 610a that emits red light, a light emitting layer 610b that emits green light, and a light emitting layer 610c that emits blue light are formed. Thereafter, a carrier transport layer, a carrier injection layer, and the like are formed as necessary, and then a counter electrode (a cathode for an anode and an anode for a cathode) is provided to complete a light emitting element.
[0057]
[Embodiment 4]
This embodiment is an example in which a film formation chamber by a printing method is provided in the manufacturing apparatus described in Embodiment 1 or Embodiment 2 in order to form a light emitter. Specifically, an example of forming by a relief printing method is shown, but it goes without saying that it may be replaced by a screen printing method. Here, as an example of improving the manufacturing apparatus shown in Embodiment Mode 2, an example in which light emitting layers of three colors of red, green, and blue are formed in separate chambers will be described. If only one color is sufficient, it may be combined with the manufacturing apparatus of the first embodiment.
[0058]
In addition, since each chamber is not necessarily described with the same scale, when actually manufacturing the said manufacturing apparatus, a volume is suitably determined with reference to the function of each chamber demonstrated in this Embodiment. There is a need.
[0059]
The manufacturing apparatus of this embodiment is shown in FIG. The manufacturing apparatus shown in FIG. 7 includes a load chamber 701 and an unload chamber 702. In the order of steps, a plasma processing chamber 703, a film formation chamber 704 for forming a hole injection layer, and a light emitting layer that emits red light are formed. A film forming chamber 705 for forming a film, a film forming chamber 706 for forming a light emitting layer that develops green color, a turning chamber 707, a film forming chamber 708 for forming a light emitting layer that develops blue color, and a film forming for forming a cathode. A chamber 709 and a film formation chamber 710 for forming a protective film are provided. The plasma treatment chamber 703 has an electrode 703a, the film formation chamber 704 has a roll portion 704a, the film formation chamber 705 has a roll portion 705a, the film formation chamber 706 has a roll portion 706a, the turning chamber 707 has a turntable 707a and The rail 707b, the film formation chamber 708 includes a roll portion 708a, the film formation chamber 709 includes a sputter target 709a, and the film formation chamber 710 includes a sputter target 710a.
[0060]
The function of each part in the above configuration is substantially the same as that of the manufacturing apparatus described in Embodiment 2 with reference to FIG. 5, and detailed description is omitted, but the configuration of each of the film formation chambers 704 to 706 and 708 is the same. Since it has been changed, the internal configuration of these film forming chambers will be described below with reference to FIG.
[0061]
The configuration shown in FIG. 8 is an enlarged view of the vicinity of a roll provided inside each of the film formation chambers 704 to 706 and 708, and FIG. 8A is a top view of the film formation chamber as viewed from the upper surface side. FIG. 8B is a side view of the film forming chamber as viewed from the side.
[0062]
In FIG. 8, 801 is an anilox roll, 802 is a holding part (hereinafter simply referred to as a solution holding part) for holding a solution 803 containing a luminescent composition, and the solution holding part 802 is a luminescent composition. While holding the solution 803 in contact with the anilox stall 801, the solution is supplied to the anilox roll 801. Although not shown, mesh-shaped grooves are provided on the surface of the anilox roll 801, and the solution 803 containing the phosphor composition is held in the mesh-shaped grooves by rotating in the direction of arrow A. In addition, the dotted line illustrated on the surface of the anilox roll 801 means that the solution 803 containing the phosphor composition is held.
[0063]
Reference numeral 804 denotes a printing roll, and reference numeral 805 denotes a letterpress (hereinafter simply referred to as letterpress) engraved with a pattern to be printed. While the anilox roll 801 rotates and keeps the solution 803 containing the phosphor composition in the mesh-shaped groove, the printing roll 804 rotates in the direction of arrow B, and the convex portion of the relief printing plate 805 becomes the anilox roll 801. By the contact, the solution 803 containing the phosphor composition is applied to the convex portions of the relief plate 805.
[0064]
Then, a solution 803 containing the phosphor composition is applied (printed) to a portion where the base 806 that moves horizontally (in the direction of arrow C) at the same speed as the printing roll 804 and the convex portion of the relief plate 805 are in contact with each other. Thereafter, the solvent is vaporized by heat treatment in vacuum to leave only the phosphor composition, thereby forming a hole injection layer and a light emitting layer. At this time, the film thickness of the phosphor to be finally formed is determined by the viscosity of the solution 803 containing the phosphor composition. The viscosity can be adjusted by selecting a solvent, and is preferably 10 to 50 cp, more preferably 20 to 30 cp.
[0065]
[Embodiment 5]
This embodiment is an example in which a film formation chamber by a spray method is provided in the manufacturing apparatus described in Embodiment 1 or 2 to form a light emitter. Here, as an example of improving the manufacturing apparatus described in Embodiment Mode 2, an example in which light emitting layers of three colors of red, green, and blue are formed in separate chambers will be described. If only one color is sufficient, it may be combined with the manufacturing apparatus of the first embodiment.
[0066]
In addition, since each chamber is not necessarily described to the same scale, when actually manufacturing the manufacturing apparatus, the volume is appropriately determined with reference to the function of each chamber described in the present embodiment. There is a need.
[0067]
The manufacturing apparatus of this embodiment is shown in FIG. The manufacturing apparatus shown in FIG. 9 includes a load chamber 901 and an unload chamber 902. In the order of steps, a plasma processing chamber 903, a deposition chamber 904 for depositing a hole injection layer, and a red light emitting layer are formed. A film formation chamber 905 for forming a film, a film formation chamber 906 for forming a light emitting layer that develops green color, a turning chamber 907, a film formation chamber 908 for forming a light emitting layer that develops blue color, and a film formation for forming a cathode A chamber 909 and a film formation chamber 910 for forming a protective film are provided.
[0068]
The plasma treatment chamber 903 has an electrode 903a, the film formation chamber 904 has a spray portion 904a for spraying a solution containing a phosphor composition, the film formation chamber 905 has a spray portion 905a and a mask 905b, and the film formation chamber 906 has Spray unit 906a and mask 906b, turntable 907 with turntable 907a and rail 907b, deposition chamber 908 with spray unit 908a and mask 908b, deposition chamber 909 with sputter target 909a and deposition chamber 910 with sputter target 910a.
[0069]
At this time, the mask 905b is a mask for blocking pixels other than the pixels on which the light emitting layer (light emitting layer R) that develops red color is to be formed, and the mask 906b is a light emitting layer (light emitting layer G) that develops green color. The mask 908b is a mask for blocking pixels other than the pixel for forming the light emitting layer (light emitting layer B) that develops blue color. These masks enable the light emitting layer to be applied separately.
[0070]
The function of each part in the above configuration is substantially the same as that of the manufacturing apparatus described in Embodiment 2 with reference to FIG. 5, and detailed description is omitted, but the configuration of each film formation chamber 904 to 906 and 908 is the same. Since it is changed, the internal configuration of these film forming chambers will be described below with reference to FIG.
[0071]
10 is an enlarged view of a spray unit provided in each of the film formation chambers 904 to 906 and 908, and FIG. 10A is a top view as seen from the upper surface side of the film formation chamber. (B) is the side view seen from the side of the film-forming chamber.
[0072]
In FIG. 10, reference numeral 1001 denotes a base, which includes a pixel electrode and an insulating film for defining each pixel, like the active matrix base shown in FIG. Here, at least a pixel (pixel R) 1002a corresponding to red display, a pixel (pixel G) 1002b corresponding to green display, and a pixel (pixel B) 1002c corresponding to blue display exist on the base body 1001, and these pixels are present. Are arranged in a matrix.
[0073]
A mask 1003 and a spray unit 1004 are disposed on the pixel R1002a, the pixel G1002b, and the pixel B1002c. Note that the mask 1003 is a so-called shadow mask, and functions as a shielding mask for preventing the light emitting composition from being formed on unnecessary pixels.
[0074]
The spray unit 1004 is provided with a plurality of injection ports 1005 (see FIGS. 10A and 10B), from which solution 1006 containing a luminescent material is injected radially. In this embodiment mode, since the atomized solution 1006 is ejected radially, it is called a spray method. Note that in the structure illustrated in FIG. 10A, a solution 1006 containing a light-emitting material is a solution containing a light-emitting material that develops red color, and a light-emitting layer that develops red color is formed over the pixel R1002a. Thereafter, the solvent is vaporized by heat treatment in vacuum to leave only the luminescent material, thereby forming a luminescent layer. At this time, it is necessary that the viscosity of the solution 1006 containing the luminescent material is within a range that can be sprayed in a mist form.
[0075]
In the above configuration, since the kinetic energy blown out is large in the vicinity of the injection port 1005, so-called turbulent flow is generated. However, when the distance between the ejection port 1005 and each pixel 1002 is sufficiently large, the flow rate of the solution 1006 containing the luminescent material ejected radially is sufficiently slow, resulting in a so-called laminar flow. Conceivable. Therefore, if the distance between the ejection port 1005 and each pixel 1002 is sufficiently separated to the extent that a laminar flow is generated, film formation with higher uniformity can be achieved.
[0076]
According to the above configuration, spraying on the entire surface of the substrate is possible at once, and a process with extremely high throughput can be realized. Of course, as illustrated in the head section of the dot jet method of FIG. 3, the spray section is made into a linear, rectangular, oblong, or other elongated shape, and spraying is performed while moving the substrate or spray section. It is also possible to do. In this case, the spray unit may scan from the upper end to the lower end of the substrate, or may scan from the left end to the right end.
[0077]
[Embodiment 6]
The present embodiment is an example in which the structure of the film formation chamber is changed in the manufacturing apparatus (FIG. 5) described in the second embodiment. Specifically, a solution application apparatus using a spray method is used for a film formation chamber for forming a hole injection layer, and a solution application apparatus using a liquid jet method is used for a film formation chamber for forming a light emitting layer. FIG. 11 is used for the description. Note that portions having the same configuration as in FIG. 5 are described using the same reference numerals.
[0078]
First, FIG. 11A shows a state in which a hole injection layer is formed on the substrate 500 by a spray method. The film formation chamber 1101 is provided with a spray portion 1101a for injecting a solution containing a phosphor composition (here, an organic compound or an inorganic compound to be a hole injection layer) by a spray method. The solution containing the material to be is ejected radially.
[0079]
FIG. 11B shows a state in which a light emitting layer that is colored green is formed on the substrate 500 on which the hole injection layer is formed by a liquid jet method (either a dot jet method or a line jet method). . The film formation chamber 506 is provided with a head portion 506a for ejecting a solution containing a phosphor composition (here, a light emitting layer) by a liquid jet method, and a solution containing a material to be a light emitting layer is jetted. .
[0080]
In this embodiment, the reason why the spray method is used for forming the hole injection layer and the liquid jet method is used for forming the light emitting layer is that the hole injection layer is a layer that functions in common for all pixels. This is because it is not necessary to paint each one separately. In other words, since there is no need for separate coating, a simple and high-throughput spray method is advantageous. On the other hand, since it is necessary to coat the light emitting layer for each pixel, a liquid jet method suitable for painting is used. Of course, not only the liquid jet method but also the printing method may be used.
[0081]
As described above, optimizing the means for forming a layer common to all pixels and the means for forming a layer that needs to be separately applied to each pixel contributes to an improvement in overall throughput. In carrying out this embodiment, the effect of the present invention is not impaired even when combined with any of the configurations shown in the first to fifth embodiments.
[0082]
[Embodiment 7]
In the first and second embodiments, the case where the substrate (substrate to be processed) is erected, that is, the case where the surface to be processed is conveyed in a state parallel to the direction of gravity has been described. An example of a different configuration will be described with reference to FIG.
[0083]
12A and 12B are diagrams illustrating a manufacturing process of a light emitter in the present embodiment, and the head portion 1201 of the solution coating apparatus is scanned along the surface of the base body 1200. FIG. A solution containing a phosphor composition is ejected from the head portion 1201 in the manner shown in the first to third embodiments, and a phosphor 1202 is formed through a firing process. At this time, the feature of the present embodiment is that the base body 1200 is installed with a certain inclination with respect to the direction of gravity. If this inclination is too large, the advantage of space saving of the manufacturing apparatus is lost. Therefore, if the angle formed by the film formation surface of the substrate to be processed and the direction of gravity is 0 to 30 ° (more preferably 0 to 10 °). good.
[0084]
Another feature of the present embodiment is that means are provided for preventing drying of the ejection openings of the head portion 1201 after the predetermined coating process is completed on the entire substrate. That is, a storage portion 1203 for storing the head portion 1201 is installed under the base 1200, and the inside thereof is filled with a gas obtained by volatilizing the solvent. A gas in which the solvent is volatilized (a gas containing a solvent component) is introduced from the introduction port 1204 and then filled into the storage portion 1203 through a plurality of openings 1205 provided in the lower portion of the storage portion 1203.
[0085]
The “gas in which the solvent is volatilized” is a solvent that can dissolve the phosphor to be formed, and is preferably the same as the solvent of the solution containing the phosphor composition ejected by the head unit 1201. Of course, it is not necessary to limit to the same thing, What is necessary is just to change suitably according to the kind of light-emitting body which should be formed.
[0086]
Next, FIGS. 12C and 12D show the state of the head portion 1201 at the time when the light-emitting body forming process is completed. As shown in FIGS. 12C and 12D, the head portion 1201 is housed so as to be completely hidden inside the housing portion 1203 and exposed to an atmosphere of solvent gas. At this time, it is effective to provide a lid portion in the storage unit 1203 and suppress the diffusion of the solvent component to the outside after the head unit 1201 has been stored. Of course, since the head portion is fixed and scanned by a support material (not shown) or the like, it is natural to cover the head portion while avoiding this.
[0087]
As described above, the present embodiment is characterized in that after the step of forming a light emitter, the head portion is exposed to an atmosphere filled with a solvent capable of dissolving the light emitter to be formed. In addition, since the phosphor composition is dissolved by the solvent at the ejection port of the head portion 1201, clogging does not occur due to drying or the like. That is, since there is an environment in which the phosphor composition does not dry even when the spraying of the phosphor composition is stopped, there is no need to always continuously spray the solution to prevent drying as in the conventional so-called ink jet method, and the ratio of wasteful jetting and discharging is reduced. And the utilization efficiency of the phosphor composition can be improved.
[0088]
The present embodiment can be combined with a manufacturing apparatus including any of the configurations of the first to third and sixth embodiments.
[0089]
[Embodiment 8]
In the present embodiment, the configuration of the head portion of the solution coating apparatus using the liquid jet method used in the manufacturing apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 13A, a base body 1301 is supported by a susceptor 1302 made of a magnetic material, and is installed vertically (including an oblique case). Then, a head portion 1303 of the solution coating apparatus is provided in the vicinity of the surface side of the base body 1301. At this time, an enlarged portion of the tip portion of the nozzle (jet port) 1304 is indicated by a dotted line portion 1305. The inside of the nozzle has a hollow structure, and further, a core 1306 fixed inside the nozzle, and a cap made of a magnetic body connected to the core 1306 via an elastic body (a spring in this embodiment) 1307 (hereinafter referred to as magnetic 1308). The outside of the hollow structure is filled with a solution 1309 containing a phosphor composition.
[0090]
The magnetic cap 1308 is selected from a material that exerts a repulsive force between the magnetic cap 1308 and the susceptor 1302 made of a magnetic material. In the case of FIG. 13A, the distance (X1) between the base body 1301 and the magnetic body cap 1308 is a distance where the repulsive force does not work effectively between the susceptor 1302 and the magnetic body cap 1308, and the material of the magnetic body And a distance determined by the thickness of the substrate. When the repulsive force does not work effectively between the susceptor 1302 and the magnetic body cap 1308, the magnetic body cap 1308 is pushed by the elastic body 1307 and is packed at the tip of the nozzle 1304, and the solution 1309 containing the phosphor composition is added. It is designed not to be jetted.
[0091]
On the other hand, after the solution application is started, as shown in FIG. 13B, the distance between the base 1301 and the magnetic cap 1308 is reduced to X2. This distance X2 is a distance at which a repulsive force acts sufficiently between the susceptor 1302 and the magnetic cap 1308, and the magnetic cap 1308 compresses the elastic body 1307 and is pushed into the hollow structure by this repulsive force. As a result, a space is secured at the tip of the nozzle 1304, and the solution 1309 containing the phosphor composition is injected. In this manner, the solution 1309 containing the phosphor composition is applied to the surface of the substrate 1301, and the solvent is volatilized under reduced pressure, or the solvent is volatilized by heating the substrate 1301 to form the phosphor 1310.
[0092]
As described above, it is possible to apply the internal solution when approaching a certain distance by using a magnetic material having a repulsive force acting as a cap on both the susceptor and the nozzle tip. Thus, the uniformity of the distance between the base and the head portion (strictly, the nozzle) can be ensured. This technique is particularly effective when a solution is applied onto a substrate having irregularities.
[0093]
The present embodiment can be combined with a manufacturing apparatus including any of the configurations of the first to third, sixth, and seventh embodiments.
[0094]
[Embodiment 9]
In this embodiment, a technique for storing a solution containing a phosphor composition without exposing it to the atmosphere in the manufacturing apparatus shown in Embodiments 1 to 8 will be described.
[0095]
FIG. 14 is a cross-sectional view of a container (canister can) for storing (stocking) a solution containing a phosphor composition in a solution coating apparatus. The container 1401 is desirably formed of a material having sufficient confidentiality, particularly resistance to permeation of oxygen and moisture, and stainless steel, aluminum, or the like may be used. The inner surface is preferably mirror-finished. Furthermore, a silicon nitride film, a diamond-like carbon film, or other insulating film having a low oxygen permeability may be provided on the inner surface and / or the outer surface as necessary. This is to prevent deterioration of the solution 1402 containing the phosphor composition provided inside the container 1401.
[0096]
Reference numeral 1403 denotes an introduction port for introducing nitrogen, a rare gas, or other inert gas into the container 1401, and the inert gas is introduced from here to increase the internal pressure of the container. Reference numeral 1404 denotes a lead-out port for sending the solution 1402 containing the phosphor composition delivered by pressurization to the head portion of a solution coating apparatus (not shown). The inlet 1403 and outlet 1404 may be formed of a material different from that of the container 1401 or may be integrally formed.
[0097]
Reference numeral 1406 denotes an introduction pipe connected to the introduction port 1403. When an inert gas is actually introduced, the distal end of the introduction pipe 1406 is connected to the introduction port 1403 to introduce the inert gas. Similarly, the leading end of the outlet tube 1407 is connected to the outlet port 1404 to lead out the solution 1402 containing the phosphor composition. In the figure, it is indicated by a dotted line because it is removable.
[0098]
For example, each head portion shown in the first embodiment and the second embodiment is attached to the extended tip of the outlet tube 1407. In the case of the first embodiment, the solution 1402 containing the phosphor composition can be intermittently ejected by vibrating the piezoelectric elements 206a to 206c in a state where the inside of the container 1401 is pressurized with an inert gas. Become. In the case of Embodiment 2, it is possible to apply continuously while the inside of the container 1401 is pressurized with an inert gas, and when the pressurization is stopped, the solution 1402 containing the luminescent composition is also ejected. Stop.
[0099]
Furthermore, this embodiment is characterized in that the solution 1402 containing the phosphor composition is always transported in a state of being cut off from the atmosphere after being put into the container 1401 and being attached to the solution coating apparatus. That is, a manufacturer that manufactures the solution 1402 containing the phosphor composition puts the solution 1402 containing the phosphor composition into the container 1401 and transports it without opening to the atmosphere while maintaining airtightness, and directly into the solution coating apparatus. It can be attached. This is a device made in view of the fact that the phosphor composition is weak in resistance to oxygen and moisture and easily deteriorates, and after purifying the phosphor composition, it maintains the purity as it is purified until it is applied. Therefore, it contributes to suppression of deterioration of the phosphor composition, that is, improvement of the reliability of the light emitting device.
[0100]
Note that the container shown in FIG. 14 in this embodiment is an example suitable for transporting while maintaining the purity of the solution containing the phosphor composition, and limits the containers that can be used in the present invention. is not.
[0101]
[Embodiment 10]
This embodiment is characterized in that light in a long wavelength region is used as means for baking the light-emitting body formed by the various methods described in Embodiments 1 to 5. The structure of this embodiment will be described with reference to FIGS. 15A is a top view illustrating a heating method in this embodiment, FIG. 15B is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. 15C is a line taken along BB. FIG.
[0102]
In FIG. 15A, reference numeral 1501 denotes a substrate which transmits at least light having a wavelength longer than that of visible light (typically light having a wavelength longer than 300 nm), and a thin film transistor, a pixel electrode, and the like are provided thereover. It has been. The base 1501 is transported in the direction of the arrow 1502 by a transport mechanism (not shown).
[0103]
In addition, a head portion 1503 of a solution coating apparatus is installed above the surface of the base 1501, and the solution containing the phosphor composition is applied in the manner described in the first to third embodiments. The applied phosphor composition 1504 is heated by light (hereinafter, referred to as lamp light) emitted from a lamp 1505 provided below the back surface side of the substrate 1501, and the solvent is volatilized (baked). 1506. That is, the applied phosphor composition 1504 is coated and then fired with lamp light to form a thin film.
[0104]
That is, the head 1503 and the lamp 1505 are scanned in the direction opposite to the moving direction of the base 1501 by the movement of the base 1501. Needless to say, the base 1501 can be fixed and the head portion 1503 and the lamp 1505 can be scanned. At this time, the head 1503 is always scanned first. As a result, the solution application by the head portion 1503 and the subsequent firing process by lamp light are performed almost simultaneously, and an effect equivalent to substantially reducing the firing process can be obtained.
[0105]
Note that light that can be used as lamp light is light having a wavelength that enables heating only without destroying the composition of the light emitter 1506. Specifically, light having a wavelength longer than 400 nm, that is, infrared light. The above long wavelength light is good. For example, electromagnetic waves in a wavelength region from 1 μm to 10 cm from far infrared to microwave can be used. In particular, from the viewpoint of handling, it is preferable to use far infrared rays (typically a wavelength of 4 to 25 μm).
[0106]
In this example, the entire surface application is completed by one scan of the head unit 1503. However, the substrate 1501 is reciprocated several times to perform multiple coats, and then the lamp 1505 is scanned. You can go. At this time, the lamp 1505 may be turned off during the first several scans of the head unit 1503, and the lamp 1505 may be scanned and emitted in synchronization with the last scan of the head unit 1503.
[0107]
In the present embodiment, the embodiment corresponding to the solution application by the liquid jet method has been described. However, in the solution application by the spray method, the spray portion has a linear shape, a rectangular shape, an elliptical shape, or other elongated shapes. It can also be applied to cases.
[0108]
As described above, by using a light source such as a lamp as a heating means in the firing process and irradiating light having a wavelength longer than infrared light, the phosphor composition can be applied and fired almost simultaneously. In other words, a process in which the firing step is omitted can be obtained.
Thereby, the throughput of the manufacturing process of the light emitting device can be improved.
[0109]
[Embodiment 11]
In this embodiment, an example in which the manufacturing apparatus of the present invention is a cluster tool system (also referred to as a multi-chamber system) will be described with reference to FIG. Each chamber is connected to each other by a gate valve so as to maintain an airtight state.
[0110]
In FIG. 16, a carrier 1602 for conveying a substrate is installed in a stock chamber 1601. The stock chamber 1601 is connected to the transfer chamber 1603 via a gate valve, and the substrate mounted on the carrier 1602 is transferred by the transfer arm 1604 and installed on the substrate mounting base 1605. At this time, the base is first placed on the pusher pin 1606, and then the pusher pin 1606 is lowered and placed on the base mounting base 1605.
[0111]
After fixing the substrate, the substrate mounting base 1605 rises 90 °, moves to the inside of the load / unload chamber 1607, and delivers the substrate to the susceptor 1600. In FIG. 16, the portion of the susceptor 1600 represented by a dotted line is located at the time of substrate processing, but the substrate and the susceptor move together as the process proceeds, and now It means that there is not at that time.
[0112]
The substrate delivered in the load / unload chamber 1607 moves along the rail together with the susceptor 1600 and is transferred to the common chamber 1608 connected by the gate valve. A turntable 1609 is provided in the common chamber 1608. When the susceptor 1600 is placed on the turntable 1609, the turntable 1609 rotates, and a chamber to be subjected to the next process connected to the common chamber via a gate valve is provided. select.
[0113]
The manufacturing apparatus in this embodiment includes a film formation chamber (HIL film formation chamber) 1610 in which a hole injection layer (HIL) is formed as a chamber for processing, and a film formation chamber (light emission layer formation) in which a light emitting layer is formed. A film chamber 1611, a film formation chamber (sputter film formation chamber) 1612 for forming a cathode by a sputtering method, and a film formation chamber (sputter film formation chamber) 1616 for forming a protective film by a sputtering method are provided. Each of the film formation chambers 1610 and 1611 for forming the light emitter is provided with the solution coating apparatus by the spray method described in Embodiment 5, and a film containing the light emitter composition is sprayed radially to form a film. The chamber to be performed. Each chamber is provided with spray units 1610a and 1611a of a solution coating apparatus.
[0114]
The sputter deposition chamber 1612 is provided with electrodes 1613 and 1614 and a target 1615, and the sputter deposition chamber 1616 is provided with electrodes 1617 and 1618 and a target 1619, all of which are columnar or elliptical. It is the shape of. The substrate attached to the susceptor 1600 is conveyed in the direction of the arrow, and film formation is performed when it passes by the side of the target 1615 or 1619. At this time, the sputtering method may be either a DC (direct current) sputtering method or an RF (alternating current) sputtering method.
[0115]
The substrate (susceptor) that has been processed in each chamber returns to the load / unload chamber 1607, and is stored in the carrier 1602 through the substrate mounting base 1605 and the like. The process up to the formation of the cathode of the light emitting element is thus completed. Note that the structure of the light emitter is not limited to this embodiment mode, and the light emitter can have any structure as long as the number of chambers is changed, the processing content of the film formation chamber is changed, or other changes. In other words, as in the second embodiment, the red, green, and blue light emitting layers can be separately applied.
[0116]
In addition, the present embodiment may be equipped with the solution coating apparatus by the liquid jet method shown in the first to third embodiments and / or the solution coating apparatus by the printing method shown in the fourth embodiment, or the sixth embodiment. You may combine with any structure of -10.
[0117]
[Embodiment 12]
Examples of the light emitters shown in Embodiments 1 to 5 include a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer or an electron blocking layer, or a laminate thereof. Although these are mentioned, these may be comprised only with an organic compound, and the composite_body | complex (composite) which laminated | stacked the organic compound and the inorganic compound may be sufficient as it.
[0118]
Therefore, in this embodiment, an example in which a composite in which an organic compound and an inorganic compound are combined is used as a light emitter of the light emitting device of the present invention will be described. In addition, as a patent characterized by a hybrid structure in which an organic compound and an inorganic compound are laminated, there is US Pat. No. 5,895,932, which describes ultraviolet light (wavelength 380 nm) emitted from a diode made of an inorganic compound. ) Is an organic compound Alq Three (Tris-8-quinolinolato aluminum complex) is a technique for extracting light generated by a phenomenon called photoluminescence, which is fundamentally different from the light emitter described in this embodiment, that is, a composite. It is a technical idea.
[0119]
Among organic compounds, a high molecular weight organic compound (hereinafter referred to as an organic polymer) has high heat resistance and is easy to handle, so that it is used as a solute in a film forming method by solution coating. In this embodiment, an example in which a composite of an organic polymer and an inorganic compound is used as a light emitter will be described.
[0120]
As an example of laminating an organic polymer and an inorganic compound to form a light emitter, there are typically the following four patterns.
(A) A combination of a hole injection layer (or hole transport layer) made of an inorganic compound and a light emitting layer made of an organic polymer
(B) A combination of an electron injection layer (or electron transport layer) made of an inorganic compound and a light emitting layer made of an organic polymer.
(C) A combination of a light emitting layer made of an inorganic compound and a hole injection layer (or hole transport layer) made of an organic polymer
(D) A combination of a light-emitting layer made of an inorganic compound and an electron injection layer (or electron transport layer) made of an organic polymer
[0121]
Moreover, as an example of forming a light emitter by mixing an organic polymer and an inorganic compound, there are typically the following three patterns.
(E) A combination in which an organic polymer having carrier transporting properties is used as a light emitting layer, and an inorganic compound is mixed in the organic polymer.
(F) Combination in which an organic polymer having the same polarity (n-type or p-type) carrier transportability and an inorganic compound are mixed as a light emitting layer
(G) A combination of an organic polymer having carrier transportability mixed with an inorganic compound having carrier acceptability
[0122]
Examples of the configuration (g) include a combination of an organic polymer having a hole transporting property and an inorganic compound having an electron accepting property. In this case, the inorganic compound having an electron-accepting property has a configuration in which electrons are received from the organic polymer, and as a result, holes are generated in the organic polymer, and the holes are transported to obtain transportability.
[0123]
In the structures (a) to (g), a p-type semiconductor material such as NiO (nickel oxide) can be used as a hole injection layer or a hole transport layer made of an inorganic compound, and an electron made of an inorganic compound. As the injection layer or the electron transport layer, ZnO (zinc oxide), TiO 2 An n-type semiconductor material such as (titanium dioxide) can be used, and ZnS (zinc sulfide), CdS (cadmium sulfide), or the like can be used as the light-emitting layer made of an inorganic compound.
[0124]
For example, as an example of the configuration of the above (b), an example in which PPV (polyparaphenylene vinylene) is used as an organic polymer, CdS is used as an inorganic compound, and these are prepared by solution coating. In this case, when forming CdS, it is possible to apply CdS nano-particles (fine particles of several nm to several tens of nm; the same applies hereinafter) dispersed in a solvent. What is necessary is just to implement a process. In addition, instead of CdS, ZnO, TiO 2 An n-type semiconductor material such as NiO or a p-type semiconductor material such as NiO may be used.
[0125]
Moreover, as an example of the structure of said (e), the example which uses PVK (polyvinylcarbazole) as an organic polymer, uses CdS as an inorganic compound, and produces these by solution coating is mentioned. In this case, CdS emits light with the light emission center.
When CdS is formed, CdS fine particles can be dispersed and applied in a solvent, and the coating process of the present invention may be performed in this coating process. An inorganic compound such as ZnS can be used instead of CdS. Since these CdS and ZnS are inorganic compounds that can easily form nanoparticles, they are very suitable materials when solution coating is used as in the present invention.
[0126]
In addition, as an example of the configuration of (g), PC (polycarbonate) is used as an organic polymer, and TPD (triphenyldiamine), which is a hole-transporting inorganic compound, and Ti alkoxide are mixed with this PC. After applying, PC, TPD and TiO by hydrolysis and vacuum heating 2 An example of forming a light emitter in which is mixed. In this case, when CdS is formed, the fine particles of CdS can be dispersed and applied in a solvent, and the coating process of the present invention may be performed in this coating process.
[0127]
As described above, a composite phosphor can be manufactured by using various organic compounds and inorganic compounds, and the manufacturing method of the present invention can be carried out during the formation. It is.
[0128]
Note that the structure of the light emitter (composite) described in this embodiment can be manufactured by any of the methods in Embodiments 1 to 8, and can be stored in the container described in Embodiment 9. Is possible.
[0129]
[Embodiment 13]
In this embodiment, an example of a light-emitting device that can be manufactured by implementing the present invention will be described with reference to FIGS. In the pixel structure shown in FIG. 17A, reference numeral 1701 denotes a data signal line, 1702 denotes a gate signal line, 1703 denotes a power supply line, 1704 denotes a switching thin film transistor (hereinafter referred to as switching TFT, the same applies hereinafter), and 1705 denotes a charge holding line. , A capacitor 1706 is a driving thin film transistor (referred to as a driving TFT, hereinafter the same) for supplying a current to the light emitting element, 1707 is a pixel electrode connected to the drain of the driving TFT, and the pixel electrode 1707 is a light emitting element. Functions as an anode. Reference numeral 1712 denotes a counter electrode, and the counter electrode 1712 functions as a cathode of the light emitting element.
[0130]
FIG. 17B shows a drawing corresponding to the cut surface at AA ′ at this time. In FIG. 17B, reference numeral 1710 denotes a substrate, and a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, or other light-transmitting substrate can be used. A driving TFT 1706 is formed on the substrate 1710 using a semiconductor process. In addition, an insulator 1708 patterned in a lattice shape is provided so as to cover the end portion of the pixel electrode 1707 formed so as to be connected to the driving TFT 1706 and at least the driving TFT and the switching TFT.
[0131]
On these pixel electrodes 1707, light emitters 1711a to 1711c, a counter electrode 1712 functioning as a cathode, and a passivation film 1713 are provided. The light emitters 1711a to 1711c refer to a carrier injection layer, a carrier transport layer, a carrier blocking layer, a light emitting layer, an organic compound or an inorganic compound that contributes to carrier recombination, or a stacked body thereof. Known structures and materials may be used for the laminated structures and materials of the light emitters 1711a to 1711c.
[0132]
For example, as described in JP-A-2000-268967, JP-A-2000-294375, etc., at least one of the light emitters has a high resistance (resistivity is 1 to 1 × 10 × 10). 11 Ω · cm) of an inorganic hole injection layer (or an inorganic hole transport layer). This inorganic hole injecting layer comprises, as a first component, an alkali metal element selected from Li, Na, K, Rb, Cs and Fr, an alkaline earth metal element selected from Mg, Ca and Sr, or La and A lanthanoid element selected from Ce is included, and an element selected from Zn, Sn, V, Ru, Sm and In is included as the second component. Further, as at least one layer of the light emitters, high resistance (resistivity is 1 to 1 × 10 11 Ω · cm) of an inorganic electron transport layer may be included. This inorganic hole injection layer is made of a metal element selected from Au, Cu, Fe, Ni, Ru, Sn, Cr, Ir, Nb, Pt, W, Mo, Ta, Pd and Co, or an oxide or carbide thereof. , Nitrides, silicides or borides. The main component of the inorganic hole injection layer may be silicon, germanium, or silicon germanium oxide. Thus, reliability as a light-emitting element can be increased by using a stable inorganic insulating film as a material for part of the light-emitting body.
[0133]
As the counter electrode 1712, an aluminum film or a silver thin film containing an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table can be used. In this embodiment mode, light emitted from the light emitters 1711a to 1711c is used. Therefore, the film thickness is desirably 50 nm or less. As the passivation film 1713, a silicon nitride film, an aluminum nitride film, a diamond-like carbon film, or other insulating films having high blocking properties against moisture and oxygen can be used.
[0134]
By implementing the present invention in manufacturing the light-emitting device having the above structure, it becomes possible to produce a light-emitting device with high throughput by a low-cost and simple method, and further improve the reliability of the light-emitting device. Can do.
[0135]
[Embodiment 14]
In this embodiment, an example of a light-emitting device that can be manufactured by implementing the present invention will be described with reference to FIGS. In the pixel structure shown in FIG. 18A, 1801 is a data signal line, 1802 is a gate signal line, 1803 is a power supply line, 1804 is a switching TFT, 1805 is a capacitor for holding electric charge, 1806 is a driving TFT, and 1807 is a driving TFT. The drain electrode 1808 is a pixel electrode connected to the drain electrode of the driving TFT, and the pixel electrode 1808 functions as an anode of the light emitting element. The pixel electrode 1808 is preferably made of a conductive film that is transparent to visible light so that light emitted from the light emitter can pass through, such as ITO (compound of indium oxide and tin oxide) or indium oxide and zinc oxide. It is preferable to use an oxide conductive film such as the above compound. Reference numeral 1812 denotes a counter electrode, and the counter electrode 1812 functions as a cathode of the light emitting element.
[0136]
FIG. 18B shows a drawing corresponding to the cut surface at AA ′ at this time. In FIG. 18B, reference numeral 1810 denotes a substrate, and a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate, or other light-transmitting substrate can be used. A driving TFT 1806 is formed on the base 1810 using a semiconductor process. In addition, an insulator 1809 patterned in a lattice shape is provided so as to cover the end portion of the pixel electrode 1808 formed to be connected to the driving TFT 1806 and at least the driving TFT and the switching TFT.
[0137]
On these pixel electrodes 1808, light emitters 1811a to 1811c, a counter electrode 1812 functioning as a cathode, and a passivation film 1813 are provided. The light emitters 1811a to 1811c refer to a carrier injection layer, a carrier transport layer, a carrier blocking layer, a light emitting layer, an organic compound or an inorganic compound that contributes to carrier recombination, or a laminate thereof. Known structures and materials may be used for the laminated structures and materials of the light emitters 1811a to 1811c.
[0138]
For example, as described in JP-A-2000-268967, JP-A-2000-294375, etc., at least one of the light emitters has a high resistance (resistivity is 1 to 1 × 10 × 10). 11 Ω · cm) of an inorganic hole injection layer (or an inorganic hole transport layer). This inorganic hole injecting layer comprises, as a first component, an alkali metal element selected from Li, Na, K, Rb, Cs and Fr, an alkaline earth metal element selected from Mg, Ca and Sr, or La and A lanthanoid element selected from Ce is included, and an element selected from Zn, Sn, V, Ru, Sm and In is included as the second component. Further, as at least one layer of the light emitters, high resistance (resistivity is 1 to 1 × 10 11 Ω · cm) of an inorganic electron transport layer may be included. This inorganic hole injection layer is made of a metal element selected from Au, Cu, Fe, Ni, Ru, Sn, Cr, Ir, Nb, Pt, W, Mo, Ta, Pd and Co, or an oxide or carbide thereof. , Nitrides, silicides or borides. The main component of the inorganic hole injection layer may be silicon, germanium, or silicon germanium oxide. Thus, reliability as a light-emitting element can be increased by using a stable inorganic insulating film as a material for part of the light-emitting body.
[0139]
As the counter electrode 1812, an aluminum film or a silver thin film containing an element belonging to Group 1 or 2 of the periodic table can be used. As the passivation film 1813, a silicon nitride film, an aluminum nitride film, a diamond-like carbon film, or another insulating film having a high blocking property against moisture and oxygen can be used.
[0140]
By implementing the present invention in manufacturing a light-emitting device having the above structure, it becomes possible to produce a light-emitting device with high throughput by a low-cost and simple method, and further improve the reliability of the light-emitting device. Can do.
[0141]
[Embodiment 15]
In this embodiment, an example in which the structure of the light-emitting element in the structure of the light-emitting device described in Embodiment 13 is different will be described. FIG. 19 is used for the description. Note that FIG. 19A illustrates a method in which a light-emitting layer that emits white light is used as a light-emitting layer, and the white light is color-separated into three colors of red, green, and blue through a color filter. FIG. 19B shows a method in which a light emitting layer that emits blue light is used as a light emitting layer, and the blue light is color-converted into three colors of red, green, and blue by a color conversion layer (CCM).
[0142]
In FIG. 19A, reference numeral 1901 denotes a pixel electrode. Here, a titanium nitride film is used as an anode. An insulating film 1902 is provided so as to cover the end portion, and a hole injection layer 1903 is provided thereon. A light emitting layer 1904 that emits white light is provided over the hole injection layer 1903, and a cathode 1905 and a protective film 1906 are further provided thereover. Until the formation of the protective film 1906, the manufacturing apparatus of the present invention can be used in an integrated process.
[0143]
At this time, as the light-emitting layer 1904 that emits white light, a known light-emitting layer using a polymer organic compound can be used. As an example, Butyl-PBD (1, 1), which is an electron transport material, is added to PVK (polyvinylcarbazole). 3,4-oxadiazole derivative) was dispersed, and TPB (1,1,4,4-tetraphenyl-1,3-butadiene), coumarin 6, and DCM1 (a kind of styryl dye) were added as dopants. Things.
[0144]
The cathode 1905 has a laminated structure of an Al—Li (aluminum-added lithium alloy) electrode and an ITO (compound of indium oxide and tin oxide) electrode having a film thickness of about 20 to 50 nm. Transparent electrode.
[0145]
Further, a color filter that also serves as a sealing body is bonded onto the light emitting element using an adhesive resin (epoxy resin or the like) 1907. The color filter includes a support 1908, a black mask 1909, a resin layer 1910a that transmits red light, a resin layer 1910b that transmits green light, a resin layer 1910c that transmits blue light, and an overcoat layer (planarization layer) 1911. Is done.
[0146]
With the above structure, white light emitted from each pixel is converted into red light, green light, and blue light by the resin layer 1910a that transmits red light, the resin layer 1910b that transmits green light, and the resin layer 1910c that transmits blue light. Color separation is possible and colorization becomes possible.
[0147]
FIG. 19B is similar to the structure of FIG. 19A as a basic structure, but a light emitting layer 1921 emitting blue light is provided as a light emitting layer, and blue light is used instead of a color filter. A color conversion layer 1922a that converts color to red light, a color conversion layer 1922b that converts color to green light, and a color conversion layer 1922c that converts blue light for the purpose of improving purity (this color conversion layer 1922c can be omitted). Is provided.
[0148]
At this time, a known light-emitting layer using a polymer organic compound can be used as the light-emitting layer 1904 that emits blue light, and examples thereof include π-conjugated polymers such as polydialkylfluorene derivatives and polyparaphenylene derivatives. It is done.
As the color conversion layer, a known phosphor excited by blue light may be used.
[0149]
With the above structure, blue light emitted from each pixel is color-converted into red light, green light, and blue light by the color conversion layer 1922a, the color conversion layer 1922b, and the color conversion layer 1922c, respectively, and can be colored.
[0150]
The light-emitting device having the light-emitting element illustrated in FIGS. 19A and 19B can be manufactured using any of the manufacturing apparatuses including any of Embodiments 1 to 11.
[0151]
[Embodiment 16]
In this embodiment mode, an overall structure of a light-emitting device manufactured by implementing the present invention will be described with reference to FIGS. 20 is a top view of a light-emitting device formed by sealing an element substrate on which a thin film transistor is formed with a sealing material, and FIG. 20B is a cross-sectional view taken along line BB ′ of FIG. FIG. 20C is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.
[0152]
On the base 81, a pixel portion (display portion) 82, a data line driving circuit 83, gate line driving circuits 84a and 84b, and a protection circuit 85 provided so as to surround the pixel portion 82 are arranged so as to surround them. A sealing material 86 is provided. The pixel portion 82 includes a light-emitting element manufactured by implementing the present invention. As the sealing material 86, an ultraviolet curable resin, an epoxy resin, or other resin can be used, but it is desirable to use a material having as low a hygroscopic property as possible. Note that the sealing material 86 may be provided so as to overlap with part of the data line driving circuit 83, the gate line driving circuits 84a and 84b, and the protection circuit 85, or may be provided avoiding these circuits.
[0153]
Then, the sealing material 87 is bonded using the sealing material 86, and the sealed space 88 is formed by the base body 81, the sealing material 86, and the sealing material 87. As the sealing material 87, a glass material, a metal material (typically a stainless steel material), a ceramic material, or a plastic material (including a plastic film) can be used. It is also possible to seal only with an insulating film as shown in Embodiment Mode 8.
[0154]
When a material different from that of the base body 81 is used as the sealing material 87, the adhesiveness of the sealing material 86 may be impaired due to a difference in thermal expansion coefficient. Therefore, it is desirable to use the same material as the base material 81 on which the transistor is formed as the sealing material 87. In other words, it is desirable to use a substrate having the same thermal expansion coefficient as that of the substrate 81. In this embodiment mode, glass is used as the material of the base 81 and the sealing material 87, and the sealing material 87 has the same thermal expansion coefficient by allowing the base 81 to pass the same thermal history as that in the thin film transistor manufacturing process.
[0155]
The sealing material 87 is previously provided with a moisture absorbent (barium oxide, calcium oxide or the like) 89 in the recess, and adsorbs moisture, oxygen, etc. inside the sealed space 28 to maintain a clean atmosphere. Plays a role in suppressing deterioration. This concave portion is covered with a fine mesh-shaped cover material 90, and the cover material 90 allows air and moisture to pass therethrough and does not allow the moisture absorbent 89 to pass therethrough. The sealed space 88 may be filled with a rare gas such as nitrogen or argon, and may be filled with a resin or liquid if inactive.
[0156]
Further, a terminal portion 91 for transmitting signals to the data line driving circuit 83 and the gate line driving circuits 84a and 84b is provided on the base 81, and an FPC (flexible printed circuit) 92 is connected to the terminal portion 91. Thus, a data signal such as a video signal is transmitted. The cross section of the terminal portion 91 is as shown in FIG. 14B. The terminal portion 91 is provided on the side of the FPC 92 and the wiring having a structure in which the oxide conductive film 34 is stacked on the wiring 93 formed simultaneously with the gate wiring or the data wiring. The wiring 95 is electrically connected using a resin 97 in which a conductor 96 is dispersed. The conductor 96 may be a spherical polymer compound that is plated with gold or silver.
[0157]
In this embodiment, the protection circuit 85 is provided between the terminal portion 91 and the data line driving circuit 83, and when static electricity such as a sudden pulse signal enters between the two, the pulse signal is transmitted to the outside. Play a role of escape. At that time, a high voltage signal that enters instantaneously can be blunted by a capacitor, and other high voltage can be released to the outside by a circuit configured using a thin film transistor or a thin film diode. Needless to say, the protection circuit may be provided at another location, for example, between the pixel portion 82 and the data line driving circuit 83 or between the pixel portion 82 and the gate line driving circuits 84a and 84b.
[0158]
[Embodiment 17]
The thin film transistors shown in Embodiments 13 and 14 each have a top gate structure (specifically, a planar structure), but in each embodiment, a bottom gate structure (specifically, an inverted staggered structure) is used. It is also possible.
[0159]
Needless to say, the present invention is not limited to a thin film transistor, and may be applied to a MOS transistor formed using a silicon well. Furthermore, the present invention may be applied to a case where a diode element (also referred to as a two-terminal element) typified by an MIM (Metal-Insulator-Metal) element or the like is used instead of a thin film transistor.
[0160]
In any case, even when the present invention is implemented in manufacturing an active matrix light emitting device, the original effect is not impaired by the structure of a switching element such as a transistor structure.
[0161]
[Embodiment 18]
An electronic device can be manufactured by incorporating a light-emitting device obtained by implementing the present invention into a display portion. Electronic devices include video cameras, digital cameras, goggle-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound playback devices (car audio, audio components, etc.), notebook-type personal computers, game devices, and portable information terminals (mobile computers, A mobile phone, a portable game machine, an electronic book, or the like), an image playback device including a recording medium (specifically, a display capable of playing back a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) and displaying the image) apparatus), and the like. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
[0162]
FIG. 21A illustrates a television which includes a housing 2001, a support base 2002, a display portion 2003, a speaker portion 2004, a video input terminal 2005, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2003. Note that all information display televisions such as a personal computer, a TV broadcast reception, and an advertisement display are included.
[0163]
FIG. 21B illustrates a digital camera, which includes a main body 2101, a display portion 2102, an image receiving portion 2103, operation keys 2104, an external connection port 2105, a shutter 2106, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2102.
[0164]
FIG. 21C illustrates a laptop personal computer, which includes a main body 2201, a housing 2202, a display portion 2203, a keyboard 2204, an external connection port 2205, a pointing mouse 2206, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2203.
[0165]
FIG. 21D illustrates a mobile computer, which includes a main body 2301, a display portion 2302, a switch 2303, operation keys 2304, an infrared port 2305, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2302.
[0166]
FIG. 21E shows a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) provided with a recording medium, which includes a main body 2401, a housing 2402, a display portion A2403, a display portion B2404, and a recording medium (DVD or the like). A reading unit 2405, operation keys 2406, a speaker unit 2407, and the like are included. Although the display portion A 2403 mainly displays image information and the display portion B 2404 mainly displays character information, the present invention can be applied to the display portions A, B 2403, and 2404. Note that an image reproducing device provided with a recording medium includes a home game machine and the like.
[0167]
FIG. 21F illustrates a goggle type display (head mounted display), which includes a main body 2501, a display portion 2502, and an arm portion 2503. The present invention can be applied to the display portion 2502.
[0168]
FIG. 21G shows a video camera, which includes a main body 2601, a display portion 2602, a housing 2603, an external connection port 2604, a remote control receiving portion 2605, an image receiving portion 2606, a battery 2607, an audio input portion 2608, operation keys 2609, and the like. . The present invention can be applied to the display portion 2602.
[0169]
FIG. 21H illustrates a mobile phone, which includes a main body 2701, a housing 2702, a display portion 2703, an audio input portion 2704, an audio output portion 2705, operation keys 2706, an external connection port 2707, an antenna 2708, and the like. The present invention can be applied to the display portion 2703. Note that the display portion 2703 can suppress current consumption of the mobile phone by displaying white characters on a black background.
[0170]
As described above, the display device obtained by implementing the present invention may be used as a display unit of any electronic device. Note that the light-emitting device having any structure of Embodiments 13 to 16 may be used for the electronic device of this embodiment.
[0171]
【The invention's effect】
According to the present invention, the area occupied by the means for transporting the substrate can be kept small, and as a result, a manufacturing apparatus having a small footprint can be provided. By providing a manufacturing apparatus with a small footprint, the layout of the clean room and the design of the clean room can be facilitated.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a top view and a side view of a manufacturing apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining the principle of the dot jet method.
FIG. 3 is a diagram showing an example of film formation by a dot jet method.
FIG. 4 is a diagram showing an example of film formation by a dot jet method.
FIG. 5 is a top view of the manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 6 is a view for explaining the principle of the line jet method.
FIG. 7 is a top view of the manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 8 is a diagram for explaining the principle of a printing method.
FIG. 9 is a top view of the manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 10 is a view for explaining the principle of a spray method.
FIG. 11 is a top view of the manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an example of film formation by a line jet method.
FIG. 13 is a diagram showing an example of the structure of a nozzle used in the line jet method.
FIG. 14 is a cross-sectional view of a container for storing a solution containing a phosphor composition.
FIGS. 15A and 15B are diagrams illustrating an example of manufacturing a light-emitting device by a solution coating method. FIGS.
FIG. 16 is a top view of the manufacturing apparatus of the present invention.
FIG. 17 shows a structure of a light-emitting device obtained by the present invention.
FIG. 18 shows a structure of a light emitting device obtained by the present invention.
FIG. 19 shows a structure of a light-emitting device obtained by the present invention.
FIG. 20 is a diagram showing the appearance of a light emitting device obtained by the present invention.
FIG. 21 illustrates an example of an electronic device including a light-emitting device obtained by the present invention.

Claims (13)

ロード室、プラズマ処理室、発光体成膜室、転回室、導電体成膜室、絶縁体成膜室及びアンロード室を備えたインライン方式の発光装置の製造装置であって、
前記発光体成膜室は、リキッドジェット法により発光体を成膜する成膜室であり、
前記導電体成膜室は、スパッタ法により導電体を成膜する成膜室であり、
前記絶縁体成膜室は、スパッタ法により絶縁体を成膜する成膜室であり、
前記転回室は、ターンテーブルを有し、
前記ロード室、前記プラズマ処理室、発光体成膜室、前記転回室、導電体成膜室、絶縁体成膜室及びアンロード室のいずれにおいても、被処理基体は、該被処理基体の成膜面と重力方向とのなす角が0〜30°に収まるよう保持されるとともに、前記転回室で180°転回されて次の成膜室に移動され、
前記被処理基体の下には、溶液塗布用のヘッド部を収納し、内部に溶媒を揮発させたガスが充填される収納部が設けられ
前記被処理基体は、磁性体からなるサセプタに支持され
前記ヘッド部は、ノズルを有し、
前記ノズルは、中空構造で、その先端部に前記サセプタとの間に斥力が働く材質の磁性体キャップを有し、前記サセプタとの間に斥力が働く距離になると前記磁性体キャップは前記中空構造内に押し込まれ、内部の溶液が噴射されることを特徴とする発光装置の製造装置。
An in-line type light emitting device manufacturing apparatus including a load chamber, a plasma processing chamber, a light emitter film forming chamber, a turning chamber, a conductor film forming chamber, an insulator film forming chamber, and an unload chamber,
The light emitter film forming chamber is a film forming chamber for forming a light emitter by a liquid jet method,
The conductor film forming chamber is a film forming chamber in which a conductor is formed by sputtering.
The insulator film forming chamber is a film forming chamber for forming an insulator by sputtering,
The turning chamber has a turntable;
In any of the load chamber, the plasma processing chamber, the phosphor film forming chamber, the turning chamber, the conductor film forming chamber, the insulator film forming chamber, and the unload chamber, the substrate to be processed is a component of the substrate to be processed. The angle formed between the film surface and the direction of gravity is held so as to be within 0 to 30 °, and is rotated 180 ° in the turning chamber and moved to the next deposition chamber,
Under the substrate to be treated, there is provided a storage portion that stores a head portion for solution application and is filled with a gas in which a solvent is volatilized .
The substrate to be processed is supported by a susceptor made of a magnetic material ,
The head portion has a nozzle,
The nozzle has a hollow structure, and has a magnetic cap made of a material that exerts a repulsive force between the nozzle and the susceptor at a tip portion thereof. pushed within apparatus for manufacturing a light emitting device according to claim Rukoto internal solution is injected.
請求項1において、前記発光体は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層もしくは電子阻止層のいずれかであることを特徴とする発光装置の製造装置。Oite to claim 1, wherein the light emitter and wherein the light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, which is either an electron transporting layer or an electron blocking layer Manufacturing device for light emitting device. 請求項1または請求項2において、前記導電体は、周期表の1族または2族に属する元素を含む金属膜であることを特徴とする発光装置の製造装置。 3. The light-emitting device manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the conductor is a metal film containing an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. 請求項1または請求項2において、前記導電体は、酸化物導電膜であることを特徴とする発光装置の製造装置。The light-emitting device manufacturing apparatus according to claim 1 , wherein the conductor is an oxide conductive film. 請求項1乃至請求項のいずれか一において、前記絶縁体は、窒化シリコン膜であることを特徴とする発光装置の製造装置。In any one of claims 1 to 4, wherein the insulator manufacturing apparatus of the light-emitting device which is a silicon nitride film. 請求項1乃至請求項のいずれか一において、前記ロード室及び前記アンロード室は、一体化していることを特徴とする発光装置の製造装置。In any one of claims 1 to 5, wherein the load chamber and said unload chamber apparatus for manufacturing a light emitting device, characterized in that integrated. 請求項1乃至請求項のいずれか一において、前記スパッタ法で使用されるターゲットは、縦長の長方形状であることを特徴とする発光装置の製造装置。In any one of claims 1 to 6, the target used in the sputtering apparatus for manufacturing a light emitting device which is a vertically long rectangular shape. 電極上にプラズマ処理する第1処理と、電極上にインクジェット法を用いて発光体を成膜する第2処理と、該発光体上にスパッタ法を用いて導電体を成膜する第3処理と、該導電体上にスパッタ法を用いて絶縁体を成膜する第4処理とを含むインライン方式の発光装置の作製方法であって、
ターンテーブルを有する転回室を有し、
前記第1処理、前記第2処理、前記第3処理、前記第4処理及び前記転回室での転回は、前記電極が設けられた被処理基体の成膜面と重力方向とのなす角が0〜30°に収まるように保持したまま行われ、
前記被処理基体は、前記転回室で180°転回され、
前記被処理基体の下には、溶液塗布用のヘッド部を収納し、内部に溶媒を揮発させたガスが充填される収納部が設けられ
前記被処理基体は、磁性体からなるサセプタに支持され
前記ヘッド部は、ノズルを有し、
前記ノズルは、中空構造で、その先端部に前記サセプタとの間に斥力が働く材質の磁性体キャップを有し、前記サセプタとの間に斥力が働く距離になると前記磁性体キャップは前記中空構造内に押し込まれ、内部の溶液が噴射されることを特徴とする発光装置の作製方法。
A first treatment for plasma treatment on the electrode, a second treatment for depositing a light emitter on the electrode using an inkjet method, and a third treatment for depositing a conductor on the light emitter using a sputtering method. A method of manufacturing an inline-type light emitting device including a fourth process of forming an insulator on the conductor using a sputtering method,
Having a turn room with a turntable;
In the first treatment, the second treatment, the third treatment, the fourth treatment, and the turning in the turning chamber, the angle formed between the film formation surface of the substrate to be processed provided with the electrode and the gravity direction is 0. It is performed while being held so as to be within 30 °,
The substrate to be processed is turned 180 ° in the turning chamber,
Under the substrate to be treated, there is provided a storage portion that stores a head portion for solution application and is filled with a gas in which a solvent is volatilized .
The substrate to be processed is supported by a susceptor made of a magnetic material ,
The head portion has a nozzle,
The nozzle has a hollow structure, and has a magnetic cap made of a material that exerts a repulsive force between the nozzle and the susceptor at a tip portion thereof. pushed within a method for manufacturing a light emitting device according to claim Rukoto internal solution is injected.
請求項において、前記発光体は、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層、電子注入層、電子輸送層もしくは電子阻止層のいずれかであることを特徴とする発光装置の作製方法。9. The light emitting device according to claim 8 , wherein the light emitter is any one of a light emitting layer, a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer, an electron injection layer, an electron transport layer, and an electron blocking layer. Device fabrication method. 請求項8または請求項9において、前記導電体は、周期表の1族または2族に属する元素を含む金属膜であることを特徴とする発光装置の作製方法。10. The method for manufacturing a light-emitting device according to claim 8 , wherein the conductor is a metal film containing an element belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table. 請求項8または請求項9において、前記導電体は、酸化物導電膜であることを特徴とする発光装置の作製方法。10. The method for manufacturing a light-emitting device according to claim 8 , wherein the conductor is an oxide conductive film. 請求項乃至請求項11のいずれか一において、前記絶縁体は、窒化シリコン膜であることを特徴とする発光装置の作製方法。In any one of claims 8 to 11, wherein the insulator is a method for manufacturing a light-emitting device which is a silicon nitride film. 請求項乃至請求項12のいずれか一において、前記スパッタ法で使用されるターゲットは、縦長の長方形状であることを特徴とする発光装置の作製方法。In any one of claims 8 to 12, the target used in the sputtering method for manufacturing a light-emitting device which is a vertically long rectangular shape.
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