JP5159010B2 - Method for manufacturing light emitting device - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明はEL(エレクトロルミネッセンス)素子を有する表示装置(以下、発光装置という)の作製に用いる薄膜形成装置及びそれを用いた発光装置の作製方法と作製された発光装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、自発光型素子としてEL素子を有した発光装置の研究が活発化しており、特に、EL材料として有機材料を用いた発光装置が注目されている。なお、発光装置は有機ELディスプレイ(OELD:Organic EL Display)又は有機ライトエミッティングダイオード(OLED:Organic Light Emitting Diode)とも呼ばれている。
【0003】
発光装置は、液晶表示装置と異なり自発光型であるため視野角の問題がないという特徴がある。即ち、屋外に用いられるディスプレイとしては、液晶ディスプレイよりも適しており、様々な形での使用が提案されている。
【0004】
EL素子は一対の電極間にEL層が挟まれた構造となっているが、EL層は通常、積層構造となっている。代表的には、イーストマン・コダック・カンパニーのTangらが提案した「正孔輸送層/発光層/電子輸送層」という積層構造が挙げられる。この構造は非常に発光効率が高く、現在、研究開発が進められている発光装置は殆どこの構造を採用している。
【0005】
そして、上記構造からなるEL層に一対の電極から所定の電圧をかけ、それにより発光層においてキャリアの再結合が起こって発光する。これには、互いに直交するように設けられた二種類のストライプ状電極の間にEL層を形成する方式(単純マトリクス方式)、又はTFTに接続されマトリクス状に配列された画素電極と対向電極との間にEL層を形成する方式(アクティブマトリクス方式)、の二種類がある。
【0006】
ところで、EL素子は、通常EL素子から見て、TFTが形成されている基板側に光を放出する(本明細書中では、これを下面出射方式という)ように素子が形成されるのが一般的である。
【0007】
なお、下面出射方式の場合には、石英やガラスといった絶縁表面上にTFTが形成された基板(以下TFT基板という)上に形成される画素電極は、陽極であり、酸化インジウムと酸化スズの合金(ITOと呼ばれる)や、酸化亜鉛といった透光性の導電膜で形成される。そして、画素電極上にEL層が形成され、EL層上には、陰極であり、仕事関数の小さい金属材料からなる対向電極が形成される。また、画素電極の形成においては、画素電極のパターニングが必要となるが、この場合は、通常フォトリソグラフィーを用いたパターニングが行われている。さらに、対向電極の形成には、EL層へのダメージの少ない蒸着法が用いられている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
EL素子に対して基板側に光を放出する方式(以下、下面出射方式という)のEL素子を有する発光装置は、その開口率において素子構造上限界がある。そこで、EL素子に対して基板と反対側に光を放出する方式(以下、上面出射方式という)のEL素子を形成することで、開口率を高めることが期待できる。
【0009】
しかし、上面出射方式のEL素子の形成においては、その素子構成が逆になるだけでなく作製上の相違点も生じる。まず、TFT基板上に陰極である画素電極を形成されるが、陽極を形成したときのようにフォトリソグラフィー法を用いたパターニングは使えない。これは、陰極を形成する仕事関数の低い導電性の材料が酸化膜を形成し、画素電極表面に絶縁性を有してしまうという問題が生じるためである。
【0010】
なお、メタルマスクを用いた蒸着法を用いる場合には、その微細なマスクパターンに対する位置合わせの精度等に問題が生じる。そこで本発明では、メタルマスクの位置合わせの精度を向上させることにより蒸着法を用いた画素電極のパターニングを実現することが要求されている。
【0011】
さらに、画素電極上にEL層が形成されるが、EL層を形成するEL材料は極端に酸化に弱く、僅かな水分の存在によっても容易に酸化が促進されて劣化してしまう。そのため、EL材料の劣化を抑制することが要求されている。
【0012】
また、EL層上に対向電極として陽極が形成されるが、この時形成される透光性導電膜は、スパッタリング法により形成されるため、成膜時にEL層へのダメージが問題となる。そこで、EL層にダメージを与えることなく陽極を形成する方法が要求されている。
【0013】
本発明は、上記要求を満たすためになされたものであり、上面出射方式のEL素子を作製する上で最も好ましい薄膜形成装置を提供することを目的とする。また、そのような薄膜形成装置を用いることによって信頼性の高い発光装置の作製方法を提供することを目的とする。なお、本発明により得られた発光装置をその表示部に用いた電気器具も本発明に含めるものとする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明の主旨は、上面出射方式のEL素子の形成において要求される画素電極(陰極)のパターニングを行う手段とEL材料からなる薄膜を形成するための手段と対向電極(陽極)を形成するための手段とを一体化したマルチチャンバー方式(クラスターツール方式ともいう)又はインライン方式の薄膜形成装置を用いて発光装置を作製する点にある。
【0015】
本発明では、EL素子の画素電極を蒸着法により形成し、メタルマスクを用いて所望のパターンにする。なお、メタルマスクを用いて微細なマスクパターンによる蒸着を行う際には、TFT基板とメタルマスクとの位置合わせに関してより高い精度が要求される。さらに、TFT基板とメタルマスクとの距離に関してもより小さくすることが重要である。
【0016】
そこで、本発明においては、画素電極を成膜する成膜室内にイメージセンサーとして知られているCCD(Charge Coupled Device)を備えておくことにより、TFT基板とメタルマスクの位置合わせを高精度に行い、また、両者の距離を最小限に制御することにより、微細なパターンを有する画素電極の蒸着による形成を可能にする。
【0017】
また、画素電極を形成する金属膜表面が酸化されると、酸化膜が形成され、これにより絶縁性が生じる。そこで、画素電極形成後、TFT基板を大気中に曝すことなくEL層を形成する。さらに、EL層を形成するEL材料も酸素に弱いことから、EL層を真空状態で形成する。
【0018】
次に、EL層上には、対向電極として透光性を有する導電性の膜からなる対向電極が形成されるが、対向電極形成時におけるEL層へのダメージが問題となる。そこで、本発明では、EL層上にパッシベーション膜として透過率の高い金属薄膜を形成することにより、この問題を解決する。
【0019】
そして、パッシベーション膜で覆われた上に陽極である対向電極を形成する。
これらのパッシベーション膜及び対向電極も水分や酸素を含む環境に晒されないように形成することが望ましい。従って、これらを形成する手段も同一の薄膜形成装置に搭載されることが望ましいといえる。
【0020】
本発明は、上記要求をマルチチャンバー方式の薄膜形成装置によって達成するものであり、そのような薄膜形成装置を用いて信頼性の高い発光装置を作製するための技術である。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、以下に示す実施例により詳細な説明を行うこととする。
【0022】
【実施例】
〔実施例1〕
本発明の薄膜形成装置について図1を用いて説明する。図1に示したのは、TFT基板上に、画素電極(陰極)、補助電極、発光層を含むEL層、第1パッシベーション膜、対向電極(陽極)からなるEL素子を形成し、第2パッシベーション膜を形成し、さらに封止構造まで完成させた発光装置を作製するための装置である。
【0023】
図1において、101は基板の搬入または搬出を行うロード室であり、ロードロック室とも呼ばれる。ここに基板をセットしたキャリア102が配置される。なお、ロード室101は基板搬入用と基板搬出用と区別されていても良い。106aは、ゲートである。
【0024】
また、103は基板104を搬送する機構(以下、第1搬送機構という)105を含む第1搬送室である。基板のハンドリングを行うロボットアームなどは第1搬送機構105の一種である。
【0025】
そして、第1搬送室103にはゲート106b〜106dを介して複数の成膜室(107〜109で示される)が連結されており、ゲート106eを介して封止処理を行う処理室(封止室110)と連結されている。さらに、第1搬送室103には、ゲート106fを介して第2搬送室111が連結されており、第2搬送室111は、ゲート106gを介して第3搬送室112と連結されている。なお、第3搬送室112には、第2搬送機構113を有している。
【0026】
そして、第3搬送室112は、EL層を形成するための複数の成膜室(115〜119)と、ゲート(106h〜106l)で連結されている。これらの複数の成膜室を本明細書中では、EL層成膜室114とよぶことにする。
【0027】
図1の構成では、各成膜室、搬送室及び処理室は、ゲート106a〜106lによって、それぞれ完全に遮断されるため、それぞれ気密された密閉空間を得られるようになっている。また、これらの内部は減圧された真空雰囲気となっており、具体的には、1×10-6〜1×10-5Torrの減圧状態が保たれている。
【0028】
なお、各成膜室、搬送室及び処理室に排気ポンプを設けることで、真空状態を維持することが可能となる。排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプもしくはクライオポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。
【0029】
107で示されるのは、金属材料を蒸着法により成膜するための金属材料蒸着室である。なお、蒸着法としては、抵抗加熱による方法(RE法:Resistivity Evaporation法)と電子ビームによる方法(EB法:Electron Beam法)を用いることができるが、本実施例では、RE法により蒸着を行う場合について説明する。そして、金属材料蒸着室107において、基板上のTFTと電気的に接続された画素電極が成膜される。なお、本実施例において形成される画素電極は、陰極である。
【0030】
つまり、ここでは、画素電極を形成するのに適した反射率が高く、シート抵抗の低い金属元素を用いる。なお、本実施例では、アルミニウムを用いるが、チタン、クロム及び酸化スズと酸化インジウムの合金であるITO等の材料を用いることもできる。
【0031】
また、画素電極(陰極)の材料としては、仕事関数の小さい材料が好ましいことから遷移金属であるYbも適した材料である。また、画素電極の成膜方法としては、蒸着法及びスパッタリング法があるが、本実施例では、蒸着法により成膜を行う。なお、金属材料蒸着室107において蒸着を行う場合には、蒸着源(試料ボート)を具備しておく必要がある。又、蒸着源は、複数設けておいても良い。
【0032】
なお、本実施例では、画素電極が陰極であるため、一つのEL素子を形成させる画素ごとに画素電極を独立して形成させる必要がある。しかし、アルミニウムやチタンは、材料の性質上、酸化膜を形成し易いため、フォトリソグラフィーを用いたパターニングによる画素電極の作製は、適当ではない。そこで、本実施例では、金属材料蒸着室107において、メタルマスクを用いた蒸着を行うことにより微細な構造の画素電極を形成する。
【0033】
この時金属材料蒸着室107は、真空状態になっており、具体的には、1×10-6〜1×10-5Torrで成膜処理が行われるように維持されている。成膜処理中は、ゲート106bを用いて第1搬送室103と完全に遮断して室内の圧力を制御すれば良い。
【0034】
また、メタルマスクを用いて、画素サイズで部分成膜を行う際、そのメタルマスクが10〜100μm程の微細なパターンを有するメタルマスクである場合には、TFT基板との位置あわせが高精度に行われることが必要である。
【0035】
そこで、本発明では、金属材料蒸着室107において位置合わせのためのアライメント機能としてCCDを設けている。そして、CCDによりステージに位置するTFT基板とメタルマスクのそれぞれに予め付けられていたアライメントマークを直接観察し、両者のアライメントマークが同じ位置に来るようにX軸、Y軸およびθ回転方向にステージを移動させることにより位置合わせを行う。なお、本明細書中では、このようなステージのことをX−Y−θステージとよぶことにする。
【0036】
さらに、金属材料蒸着室107において画素電極上に金属材料からなる補助電極を形成する。通常、陰極は、仕事関数の小さい材料を用いるが、本実施例では、陰極材料にAlといった仕事関数の大きい材料を用いた。そこで、その仕事関数を下げるために画素電極上に補助電極を形成する。なお、補助電極の形成においても画素電極の形成と同様にCCDを用いた位置合わせを行う。
【0037】
なお、補助電極に用いる金属材料としては、リチウム、ナトリウム、カリウム及びセシウムといった長周期型の元素の周期表における1族元素や、マグネシウムといった2族元素、または、これらの元素の酸化物やフッ化物などが適している。しかし、酸化物やフッ化物は、絶縁性を有することからトンネル電流が生じる程度に、具体的には0.5〜2nm程度に成膜するのが好ましい。
【0038】
その他の補助電極材料としては、リチウムアセチルアセトネート(Liacac)といった有機金属膜を用いることもできる。これは、導電性を有していることから5nm程度の膜厚まで形成しても、その抵抗値に問題は生じない。
【0039】
以上のように、画素電極と補助電極を積層させて、陰極とすることで、これらの仕事関数を2.5〜4.0となるようにする。
【0040】
つまり、金属材料蒸着室107の試料ボートには、画素電極を形成する金属材料及び補助電極を形成する金属材料をそれぞれ具備しておく必要がある。
【0041】
次に、先に説明したEL層成膜室114においてEL層が形成される。ここでは、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層(ホールブロッキング層ともいう)、電子輸送層及び電子注入層からなる積層構造を形成することも可能である。なお、本実施例では、発光層を形成する発光材料の他、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻止層(ホールブロッキング層ともいう)、電子輸送層及び電子注入層といった層を形成する有機材料のことをEL材料と呼ぶことにする。ここでは、金属を有するトリス(8−キノリノラト)アルミニウム錯体(以下、Alq3と示す)、ビス(ベンゾキノリノラト)ベリリウム錯体(以下、BeBq2と示す)の他、トリス(2−フェニルピリジン)イリジウム錯体(以下、Ir(ppy)3と示す)等の公知の金属錯体もEL材料に含める。
【0042】
また、EL層成膜室114を構成する成膜室のそれぞれには、EL材料の成膜の様子を装置の外側から観察する手段として、成膜室の側面にそれぞれ窓が取り付けられている(102a〜102e)。この窓から成膜時の様子を観察することができる。これにより、正常に成膜が行われていることを確認することができる。又、各成膜室には、成膜源がそれぞれ設けられており、一つの成膜室において、複数の層を形成することができるように蒸着源は複数設けられている。なお、具体的には、1〜8種類設けるのが好ましい。
【0043】
なお、本実施例では、発光材料として低分子化合物を用いる場合について説明する。低分子化合物からなる発光材料は、蒸着により形成することが好ましいためEL層成膜室114には、蒸着装置が備えられる。なお、本実施例では、発光層以外のEL層を形成する層も蒸着により形成する。
【0044】
本実施例では、赤色の発光を示すEL層(赤色EL層)、緑色の発光を示すEL層(緑色EL層)及び青色の発光を示すEL層(青色EL層)をそれぞれ別の成膜室で蒸着法により形成する場合について説明する。
【0045】
第3搬送室112には、ゲート106hを介して赤色EL層成膜室115が連結され、ゲート106iを介して緑色EL層成膜室116が連結され、さらにゲート106jを介して青色EL層成膜室117が連結されている。なお、これらのEL層成膜室では、それぞれ積層膜を形成させるため、EL材料を備えておく試料ボートは、複数個設けておく必要がある。具体的には、1〜8個備えておくのが好ましい。
【0046】
はじめに、赤色EL層の形成であるが、図1の赤色EL層成膜室115において成膜が行われる。なお、本実施例では、赤色EL層成膜室115において、電子輸送層と発光層と正孔輸送層を形成させる場合ついて説明する。
【0047】
はじめに、電子輸送層としてAlq3を蒸着により20nmの膜厚に形成する。次に発光層が形成されるが、本実施例では、メタルマスクを用いて低分子の赤色発光材料を成膜する。なお、メタルマスクは、赤色EL層が形成される場所に部分的に赤色の発光層を形成させることができるもの(赤色用メタルマスクとよぶ)を用い、赤色の発光が得られる赤色発光材料としてAlq3にDCM−1をドーピングしたものを用いる。なお、ここで形成される発光層の膜厚は、10〜100nmの膜厚で形成することが好ましいが、本実施例では、これらの発光層は、20nmの膜厚に形成する。成膜する膜厚に関しては、必要に応じて適宜調節すればよい。
【0048】
そして、赤色の発光層の上に正孔輸送層としてα−NPDを蒸着により形成する。なお、正孔輸送層の膜厚は、20〜80nmが好ましいが、本実施例では、40nmの膜厚となるように成膜して、EL層の積層構造を完成させる。以上により赤色EL層を形成することができる。
【0049】
次に、緑色EL層の形成であるが、図1の緑色EL層成膜室116において成膜が行われる。ここでは、赤色EL層の形成において用いたのと同様の材料を用いて、電子輸送層を形成し、さらにBCPを用いて正孔阻止層を形成する。なお、正孔阻止層の膜厚としては、20nmの膜厚で形成する。
【0050】
次に緑色の発光層が形成されるが、ここでは、緑色EL層が形成される場所に部分的に緑色の発光層を形成することができるメタルマスク(緑色用メタルマスクとよぶ)を用いる。また、緑色の発光が得られる緑色発光材料としては、CBPとIr(ppy)3を用い、共蒸着により形成する。なお、ここで形成される発光層の膜厚は、10〜100nmの膜厚で形成させることが好ましいが、本実施例では、これらの発光層は、20nmの膜厚に形成する。成膜する膜厚に関しては、必要に応じて適宜調節すればよい。
【0051】
そして、緑色発光層上に、赤色EL層の形成に用いたのと同様の材料を用いて正孔輸送層を形成して、緑色EL層を形成することができる。
【0052】
次に、青色EL層の形成であるが、図1の青色EL層成膜室117において成膜が行われる。なお、本実施例では、赤色EL層の形成において用いたのと同様のEL材料を用いて、電子輸送層を形成する。
【0053】
次に青色の発光層が形成されるが、ここでは、青色EL層が形成される場所に部分的に青色の発光層を形成することができるメタルマスク(青色用メタルマスクとよぶ)を用いる。また、青色の発光が得られる青色の発光材料としてジスチリル誘導体であるDPVBiを用い、蒸着により形成する。なお、ここで形成される発光層の膜厚は、10〜100nmの膜厚で形成することが好ましいが、本実施例では、これらの発光層は、20nmの膜厚に形成する。また、成膜する膜厚に関しては、必要に応じて適宜調節すればよい。
【0054】
そして、青色発光層上に、赤色EL層の形成に用いたのと同様の材料を用いて正孔輸送層を形成して、青色EL層を形成することができる。
【0055】
以上により赤色、緑色及び青色EL層を有するEL素子を形成することができる。なお、本実施例において形成されたEL素子の素子構造を図7に示す。図7(a)は基本の素子構造であり、(b)には赤色EL層を有するEL素子の形成に用いた具体的な材料を示し、(c)には、緑色EL層を有するEL素子の形成に用いた具体的な材料を示し、(d)には、青色EL層の形成に用いた具体的な材料を示すが、本発明はこれに限られることはなく、例えば図7(b)の素子のAlq3+DCM−1の層を他の材料で形成することも可能である。なお、この場合には、Alq3+DCM−1の層を形成しなくてもAlq3の単層構造とし、発光層とすることもできる。
【0056】
なお、発光材料は水分に極めて弱いため、EL層成膜中は、EL層成膜室114の圧力を常に真空状態に保持しておく必要がある。成膜室への基板の出し入れ以外は、通常、ゲート(106h〜106j)を用いて共通室112と完全に遮断して、成膜室内の真空状態を制御すると良い。なお、この時の成膜圧力は、1×10-6〜1×10-5Torrにしておく必要がある。
【0057】
なお、本発明において、発光材料は上記に示したものだけではなく公知の材料を自由な組み合わせで単数又は複数用いることができる。また、三重項励起エネルギーを発光に利用することができる有機化合物(本明細書中では、これをトリプレット化合物という)等も通常の発光材料と組み合わせて用いることができる。
【0058】
また、第3搬送室112には、ゲート106kを介して予備室1(118)が連結され、ゲート106lを介して予備室2(119)が連結されているが、これらは、赤色、緑色及び青色のEL層以外のEL層成膜室としても良いし、蒸着以外の方法でEL材料を成膜する成膜室として用いても良い。
【0059】
本実施例では、正孔輸送層と発光層と電子輸送層を有する積層構造で形成したEL層を示したが、さらに正孔注入層や、電子注入層や、正孔阻止層(ホールブロッキング層ともいう)といった層をさらに設けても良いし、又、発光層のみであってもよい。
【0060】
各EL層を形成した後で、TFT基板を再び金属材料蒸着室107に移動させる。そして、EL層上に陽極を形成する際にEL層に与えうるダメージを防ぐ目的でEL層と陽極との間に第1パッシベーション膜を抵抗加熱による蒸着法で成膜する。
【0061】
なお、本実施例で用いる第1パッシベーション膜の材料としては、EL層で生じた光が第1パッシベーション膜の方向に放出されるため、透過率の高い金属材料を用いる必要がある。さらに本実施例では、EL層から見て陽極側に形成されることから仕事関数の大きい材料を用いる必要がある。
【0062】
なお、第1パッシベーション膜を形成する金属材料としては、具体的には、可視光の透過率が70〜100%であり、なおかつ仕事関数が4.5〜5.5の導電膜を用いる。なお、金属膜は、可視光に対して不透明であることが多いため0.5〜20nm(好ましくは10〜15nm)の膜厚で形成する。また、本実施例において用いる金属材料としては、金や銀の他、白金といった材料が好ましい。なお、第1パッシベーション膜を形成する金属材料も金属材料蒸着室の試料ボートに具備しておく必要がある。
【0063】
次に、108で示されるのは、スパッタリング法(または、スパッタ法ともいう)により成膜を行う成膜室であり、スパッタリング室とよぶ。本実施例においては、スパッタリングにより陽極となる対向電極を形成する。通常、対向電極の成膜には蒸着法又はスパッタリング法が用いられるが、すでにEL層を形成しているEL材料の耐熱性が100℃程度であることから本実施例では、スパッタリング法により成膜を行う。
【0064】
なお、成膜時の成膜室内は、アルゴン中に酸素を添加した雰囲気にしておく。これにより成膜された膜中の酸素濃度を制御し、透過率の高い低抵抗な膜を形成することができる。いずれにしてもゲート106cによって第1搬送室103と遮断されている。
【0065】
また、スパッタリング室108には、EL層成膜室と同様に成膜時の様子を装置の外側から観察することができる手段として、成膜室の側面に窓121が取り付けられている。この窓121から成膜時の様子を観察することができる。これにより、正常に成膜が行われていることを確認することができる。
【0066】
対向電極(陽極)の材料としては、抵抗率の低い透過率の高い透光性の導電膜を用いる。なお、抵抗率が低いとは、シート抵抗が50Ω/□以下であり、透過率の高い透光性の導電膜とは、その膜の透過率が70%以上である膜のことをいう。また、具体的には、酸化インジウムと酸化スズの合金であるITOや酸化インジウムと酸化亜鉛からなる合金およびIDIXOといった材料が用いられる。
【0067】
また、この時スパッタリング室108は、その他の成膜室と同様に1×10-6〜1×10-5Torrの真空状態にすることが可能である。ただし、成膜は、1×10-3〜5×10-2Torrの圧力下で行われる。成膜処理中は、ゲート106cを用いて第1搬送室103と完全に遮断して室内の圧力を制御すれば良い。
【0068】
次に、第1搬送室103とゲート106dを介して連結されているのは、プラズマCVD法(または、化学的気相成長法ともいう)により成膜を行う成膜室であり、CVD室とよぶ。なお、本実施例においては、CVD法により対向電極まで形成させたEL素子上にダイヤモンドライクカーボン膜(以下DLC膜という)からなる第2パッシベーション膜を形成する。
【0069】
なお、ITOからなる対向電極とDLCからなる第2パッシベーション膜との密着性を良くするために、CVD室109において、予め酸化珪素、窒化珪素およびシリコン膜といった絶縁性の膜を形成しておくとよい。
【0070】
本実施例において、EL素子を覆うように設けられるDLC(Diamond Like Carbon)膜は、ダイヤモンド結合(sp3結合)とグラファイト結合(sp2結合)が混在した非晶質膜である。DLC膜の性質は、1550(cm-1)あたりに非対称のピークを有し、1300(cm-1)あたりに肩を持つラマンスペクトル分布を有し、微小硬度計における測定で15〜25(GPa)の硬度を示す。DLC膜は、硬度が大きく、化学的に不活性で、可視光から赤外光に対して透明であり、さらに電気抵抗が高いなど、ダイヤモンドに類似した性質を多くもつため、このように称される。以上に示した性質と緻密な構造から酸素や水分を透過しないためDLC膜は、保護膜として適している。
【0071】
DLC膜の成膜法としては、電極に負の自己バイアスが印加されており、この負の自己バイアス電圧により、加速された原料ガスをEL素子の陽極に成膜し、緻密なDLC膜を設けることができる。なお、原料ガスとしては、炭化水素、例えばメタン、エタン、プロパン、ブタン等の飽和炭化水素、エチレン等の不飽和炭化水素、もしくはベンゼン、トルエン等の芳香族系を用いればよい。また、炭化水素分子のうち1個もしくは複数個がF、Cl、Br等のハロゲン系元素に置き換わったハロゲン化炭化水素を用いてもよい。
【0072】
さらに、封止室110がゲート106eを介して第1搬送室103に連結されている。封止室110では、最終的にEL素子を密閉空間に封入するための処理が行われる。具体的にはTFT基板上に形成されたEL素子をシーリング材(ハウジング材ともいう)で機械的に封入する、又は熱硬化性樹脂もしくは感光性樹脂で封入するといった処理を行う。
【0073】
シーリング材としては、ガラス、セラミックス、金属などの材料を用いることができるが、シーリング材側に光を出射する場合は透光性でなければならない。また、シーリング材と上記全ての処理を終えた基板とは熱硬化性樹脂又は感光性樹脂を用いて貼り合わせ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウム等の乾燥剤を設けることも可能である。
【0074】
また、シーリング材を用いずに、熱硬化性樹脂もしくは感光性樹脂だけでEL素子を封入することも可能である。この場合、全ての処理を終えた基板の少なくとも側面を覆うようにして熱硬化性樹脂もしくは感光性樹脂を設け、硬化させれば良い。これは膜界面から水分が侵入するのを防ぐためである。
【0075】
なお、以上の各処理(排気、搬送、成膜処理等)はタッチパネル及びシーケンサーによるコンピュータを用いた全自動制御とすることができる。
【0076】
以上の構成でなる薄膜形成装置の最大の特徴は、画素電極の形成時にCCDによる位置合わせ機能によりTFT基板上に蒸着法により高精度な画素電極を形成させることができることであり、さらにEL層の上に第1パッシベーション膜を設けることで、EL層上にスパッタリング法を用いて陽極を形成させる際に問題となるEL層へのダメージを防ぐことができることである。
【0077】
また、本発明においては、TFT基板上に形成される薄膜の成膜室がマルチチャンバー方式の薄膜形成装置に全て搭載されている点にある。従って、TFT基板上に画素電極を形成する工程から始まって、対向電極を形成する工程まで、すなわちEL素子の形成を一度も外気に晒すことなく行うことが可能である。
【0078】
その結果、EL層からの光をTFT基板と反対側に放出させる、すなわち上面出射方式のEL素子を有する発光装置を簡易な手段で形成することができるという点にある。
【0079】
〔実施例2〕
本実施例では、図1に示した薄膜形成装置の一部を変更した例を図2に示す。具体的には、第1搬送室103とEL層成膜室203との間に、真空排気用処理室201を設けて、EL層成膜室のみ常圧(大気圧)での処理を可能にした構成を示す。なお、変更点以外の部分に関する説明は、実施例1を引用することができる。また、ここでは、EL層成膜室を一つしか設けていないが、必要に応じて複数設けても良い。
【0080】
実施例1では、薄膜形成装置の内部は、全て真空状態にあり、EL層の形成も真空下で行う例を示したが、高分子材料を用いてEL層を形成させる場合には、不活性ガスを満たした常圧で行うため、EL層成膜室203に基板搬送を行うためには、EL成膜室とそれ以外の薄膜形成装置内部における気圧差を克服しなければならない。
【0081】
そこで本実施例では、まず真空排気用処理室201を第1搬送室103と同じ圧力まで減圧しておき、その状態でゲート106dを開けて基板を搬送する。そして、ゲート106dを閉めた後、真空排気用処理室201内を不活性ガスでパージし、常圧に戻った時点でゲート202を開けてEL層成膜室203へと基板を搬送する。ここでは、基板と一緒にステージごと搬送しても良いし、専用の搬送手段で行っても良い。
【0082】
そして、EL層形成工程が終了したら、ゲート202を開けて真空排気用処理室201へ基板を搬送し、ゲート202及びゲート106dを閉めた状態で真空排気を行う。こうして真空排気用処理室201が第1搬送室103と同じ減圧状態にまで達したら、ゲート106dを開けて基板を第1搬送室103へと搬送する。
【0083】
以上のような構成とすると、EL層成膜室203以外は全て真空下で基板を扱うことが可能となる。
【0084】
〔実施例3〕
本実施例では、本発明をインライン方式の薄膜形成装置に適用した場合について図3を用いて説明する。なお、基本的には図1のマルチチャンバー方式の薄膜形成装置をインライン方式に変更した場合に相当するので、各処理室の説明等は、実施例1を引用すれば良い。
【0085】
図3において、301はTFT基板の搬入が行われる第1搬送室であり、キャリア302が設置される。ロード室301はゲート303を介して第1搬送室304に連結される。第1搬送室304には第1搬送機構305が設けられている。また、第1搬送室にはゲート306を介して金属材料蒸着室307が連結され、さらにゲート308を介してEL層成膜室309に連結される。
【0086】
金属材料蒸着室307で画素電極を形成し、EL層成膜室309でEL層を形成したTFT基板は、ゲート310を介して連結された第2搬送室311に搬入される。この第2搬送室311にはゲート312を介して第3搬送室313が連結される。第3搬送室313には第2搬送機構314が設けられ、これにより第3搬送室313から基板が搬出される。
【0087】
また、第3搬送室313にはゲート315を介してスパッタリング室316が連結され、さらにゲート317を介してCVD室318が連結されている。そして、スパッタリング室316で、対向電極を形成し、CVD室318で処理を終えた基板は、ゲート319を介して連結された第4搬送室320に搬入される。
【0088】
なお、CVD室318では、スパッタリング室316で対向電極まで形成させたEL素子上にダイヤモンドライクカーボン膜(以下DLC膜という)を形成する。なお、本実施例では、対向電極とDLC膜の密着性を良くするために、対向電極上に窒化珪素膜や酸化珪素膜といった珪素を含む絶縁膜を形成し、その上にDLC膜を形成させた。
【0089】
次に、第4搬送室320にはゲート321を介して第5搬送室322が連結される。第5搬送室322には第3搬送機構323が設けられ、これにより第4搬送室320から基板が搬出される。また、第5搬送室322にはゲート324を介して封止室325が連結されている。
【0090】
本実施例では、EL素子の保護膜として、DLC膜を形成したTFT基板を封止室325においてシーリング剤等を用いて封止を行った。
【0091】
さらに第5搬送室322には、ゲート326を介して基板を搬出するアンロード室327が連結されている。アンロード室327にはキャリア328が設置される。なお、キャリア328には、薄膜形成装置において全ての処理を終えたTFT基板が収納される。
【0092】
以上のように本実施例では、複数の成膜室と封止室を接続して一貫した処理を行い、EL素子の封入までを行うインライン化された薄膜形成装置を示している。
【0093】
〔実施例4〕
本実施例では、本発明をインライン方式の薄膜形成装置に適用した場合について、全ての処理室が直列に接続され、それぞれの処理室間に搬送室を設けない点で図3と異なる場合について図4を用いて説明する。なお、基本的には図1のマルチチャンバー方式の薄膜形成装置をインライン方式に変更した場合に相当するので、各処理室の説明等は、実施例1を引用すれば良い。
【0094】
図4(A)において、401はTFT基板の搬入が行われるロード室であり、キャリア402が設置される。ロード室401はゲート403を介して金属材料蒸着室1(404)が連結され、さらにゲート405を介して金属材料蒸着室2(406)に連結される。
【0095】
金属材料蒸着室1(404)で画素電極を形成し、金属材料蒸着室2(406)で補助電極を形成したTFT基板は、ゲート407を介して緑色EL層成膜室408が連結され、ゲート409を介して赤色EL層成膜室410が連結され、さらにゲート411を介して青色EL層成膜室412が連結されている。なお、本実施例では、緑色EL層成膜室408、赤色EL層成膜室410及び青色EL層成膜室412を含めてEL層成膜室と呼ぶことにする。
【0096】
また、青色EL層成膜室412には、ゲート413を介して金属材料蒸着室3(414)連結され、さらにゲート415を介してスパッタリング室416が連結され、さらにゲート417を介してCVD室418が連結されている。なお、図4(A)では、紙面の都合上、EL層成膜室412に連結されているゲート413は、途中で切れているが、実際には、直線方向を維持した状態で、さらに金属材料蒸着室3(414)に連結されている。
【0097】
そして、CVD室418で処理を終えた基板は、ゲート419を介して連結された封止室420において処理された後、ゲート421を介して連結されたアンロード室422のキャリア423に搬入される。
【0098】
また、図4(B)には、図4(A)で示した装置の断面構造を示している。なお、本実施例では、各成膜室や処理室間の搬送に搬送室や搬送機構を設けていないため、TFT基板は、TFT基板が備えられているステージ424ごと各処理室間を移動する構造となっている。なお、図4(B)で示す記号は、図4(A)で示した記号と同じ記号を用いているので、適宜参照すると良い。
【0099】
なお、本実施例で示した薄膜形成装置を用いることにより、搬送室を設けずに複数の成膜室と封止室を接続して一貫した処理を行うため、高いスループットでEL素子の封入までを行うことが可能となる。
【0100】
〔実施例5〕
実施例1〜4では複数の処理室として、金属材料蒸着室、EL層成膜室、スパッタリング室、CVD室及び封止室を設ける構成を例として挙げているが、本発明はこのような組み合わせに限定されるものではない。必要に応じてスパッタリング室を二つ以上設けても良いし、その他の成膜室を複数設けても良い。
【0101】
また、EL素子を封止した後に、最終的なパッシベーション膜として、実施例4で示したように絶縁膜、好ましくは珪素を含む絶縁膜、又は、DLC膜でEL素子を覆って形成することも有効である。なお、珪素を含む絶縁膜としては、酸素の含有量の少ない窒化珪素膜もしくは窒化酸化珪素膜が好ましい。
【0102】
以上のように、本発明は複数の成膜室の組み合わせに限定されるものではなく、どのような機能の成膜室を設けるかは、実施者が適宜決定すれば良い。なお、これらの成膜室等に関する説明は、実施例1を引用することができる。
【0103】
〔実施例6〕
本実施例では、アクティブマトリクス型の発光装置を作製するにあたって、本発明の薄膜形成装置を用いた例を図5に示す。なお、本実施例では、実施例1で説明した装置を例にとって説明する。従って、各成膜室で行われる成膜の詳細は、実施例1の説明を引用できる。
【0104】
まず、図5(A)に示すように、ガラス基板501上には、TFT502が形成されている。また、画素503は、TFT502の作製方法は公知のTFTの作製方法に従えば良い。勿論、トップゲート型TFTであってもボトムゲート型TFTであっても構わない。
【0105】
はじめに図1に示した薄膜形成装置のロード室101に図5(A)に示したTFT基板をキャリア102に入れて設置する。
【0106】
そして、まず第1搬送機構105によってTFT基板を金属材料蒸着室107に搬送し、そこで画素電極504の成膜を行う。なお本実施例では、真空排気した成膜室内に備えられたCCDにより、メタルマスクとTFT基板の位置合わせを行い、アルミニウムを主成分とする膜で画素電極504を形成すればよい。また、本実施例では、EL素子から発した光がTFT基板とは反対側(図5(A)では上向き)に出射されるため、画素電極504は反射電極として機能することになる。そのため、できるだけ反射率の高い材料を用いることが好ましい。
【0107】
これにより、図5(B)に示すようにTFT502と画素電極(陰極)504を有する画素503が、マトリクス状に形成される。TFT502は、画素電極504に流れる電流を制御する。
【0108】
さらに、金属材料蒸着室107において、画素電極504の成膜と同様にメタルマスクを用いてCCDによりTFT基板との位置合わせを行った後で、選択的に画素電極504上に補助電極505を蒸着により形成する。なおここでは、補助電極材料としてリチウムアセチルアセトネート(Liacac)を用いる。
【0109】
図5(C)の状態を得たら、TFT基板を第1搬送機構105により第2搬送室111に搬送し、さらに第2搬送機構113により第3搬送室112を通り、赤色EL層成膜室115に搬送して、メタルマスクを用いた蒸着法により赤色発光層を形成する。
【0110】
次に、TFT基板を第2搬送機構113により、緑色EL層成膜室116に搬送して、メタルマスクを用いた蒸着法により緑色発光層を形成する。
【0111】
さらに、TFT基板を第2搬送機構113により、青色EL層成膜室117に搬送して、メタルマスクを用いた蒸着法により青色発光層を形成する。以上により、赤色、緑色及び青色の発光層を形成することができる。なお、本実施例において形成されたEL層506は、発光層のみからなる単層構造とする(図5(D))。
【0112】
図5(D)の状態を得たら、TFT基板を再び金属材料蒸着室107に搬送して仕事関数の大きい金属膜でなる第1パッシベーション膜507を蒸着法により形成する。本実施例では、金(Au)を5nmの膜厚で成膜した(図5(E))。
【0113】
さらに、金属材料蒸着室107から第1パッシベーション膜507を形成したTFT基板を搬送機構105で取り出し、スパッタリング室108に搬送する。
そこで、第1パッシベーション膜507の上に酸化インジウムと酸化スズの化合物(ITOと呼ばれる)もしくは酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった材料からなる透光性導電膜を用いて対向電極を形成する。
【0114】
本実施例では酸化インジウムに10〜15%の酸化亜鉛を混合した化合物を用いることにより対向電極(陽極)508を形成する。こうして図5(F)の状態を得る。
【0115】
このあと、スパッタリング室108から対向電極508を形成したTFT基板を搬送機構105で取り出し、CVD室109に搬送する。そこで、必要に応じて窒化珪素膜や酸化珪素といった珪素を含む絶縁材料からなる第2パッシベーション膜(図示せず)をプラズマCVD法により形成させても良い。
【0116】
さらに、CVD室109から第2パッシベーション膜を形成したTFT基板を搬送機構105で取り出し、封止室110に搬送する。そこで、ガラス基板やプラスチック基板といったシール材料を用いて封止を行っても良い。
【0117】
なお、本実施例はアクティブマトリクス型の発光装置の作製にあたって本発明の薄膜形成装置を用いる例を示したが、単純マトリクス型の発光装置の作製に用いることも可能である。また、本実施の構成は、実施例1〜実施例5のいずれの薄膜形成装置を用いて実施してもよい。
【0118】
〔実施例7〕
本実施例では、アクティブマトリクス型の発光装置を作製するにあたって、本発明の薄膜形成装置を用いた例を図6に示す。なお、本実施例では、実施例2で説明した装置を例にとって説明する。従って、各成膜室で行われる成膜の詳細は、実施例2の説明を引用できる。
【0119】
まず、図6(A)に示すように、ガラス基板601上にTFT602が形成されている。なお、本実施例ではガラス基板を用いているが、基板としては如何なる材料を用いても良い。また、TFT602の作製方法は公知のTFTの作製方法に従えば良い。勿論、トップゲート型TFTであってもボトムゲート型TFTであっても構わない。
【0120】
はじめに、図2に示した薄膜形成装置のロード室101に図6(A)に示したTFT基板をキャリア102に入れて設置する。
【0121】
そして、搬送機構105によってTFT基板を金属材料蒸着室107に搬送し、画素電極(陰極)604を成膜する。なお、画素電極604はアルミニウムを主成分とする膜で形成すれば良い。本実施例ではEL素子から発した光がTFT基板とは反対側(図6(A)では上向き)に出射されるため、画素電極604は反射電極として機能することになる。そこで、できるだけ反射率の高い材料としてアルミニウム(Al)を60nmの膜厚に形成させたものを用いた。
【0122】
これにより、図6(B)に示すように、TFT602と画素電極(陰極)604を有する画素603が、マトリクス状に形成される。TFT602は、画素電極604に流れる電流を制御する。
【0123】
さらに、金属材料蒸着室107において、画素電極604の成膜と同様にメタルマスクを用いてCCDによりTFT基板との位置合わせを行った後で、蒸着により選択的に画素電極604上に補助電極605を形成させる。なお、本実施例において補助電極材料としては、フッ化リチウム(LiF)を用い、0.5nmの膜厚で形成した。
【0124】
図6(C)の状態を得たら、TFT基板を真空排気用処理室201に搬送し、ここで、ゲート106dを閉じる。そして、真空排気用処理室201内の圧力を常圧(大気圧)にした後で、ゲート202を開いて、EL層成膜室203に搬送し、スピンコーティング法により高分子系EL材料を含む溶液を塗布する。本実施例では、はじめに正孔注入層として水にポリチオフェン誘導体であるPEDOTを溶解させた水溶液を用いて30nmの膜厚に成膜する。次にジクロロメタンにポリフェニレンビニレン(PPV)を溶解させた溶液を用いて、80nmの膜厚に成膜する。勿論、他の高分子系EL材料と有機溶媒の組み合わせでも良い(図6(D))。
【0125】
EL層606形成後、TFT基板を再び真空排気処理室201に搬送する。ゲート202を閉じた後で、真空排気処理室201内を真空状態にする。そして、第1搬送室と真空排気処理室201内の圧力が同じになったらゲート106dを開けて、搬送機構105によりTFT基板を取り出す。
【0126】
図6(D)の状態を得たら、TFT基板を金属材料蒸着室107に搬送して仕事関数の小さい金属膜でなる第1パッシベーション膜607を蒸着により形成する。本実施例では、金(Au)を用いることにより形成した(図6(E))。
【0127】
さらに、金属材料蒸着室107から第1パッシベーション膜607を形成したTFT基板を搬送機構105で取り出し、スパッタリング室108に搬送する。そこで、第1パッシベーション膜607の上に酸化インジウムと酸化スズの化合物(ITOと呼ばれる)もしくは酸化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった透光性導電膜を用いて対向電極608を形成する。
【0128】
本実施例では酸化インジウムに10〜15%の酸化亜鉛を混合した化合物を用いることにより対向電極(陽極)608を形成する。こうして図6(F)の状態を得る。
【0129】
このあと、スパッタリング室108から対向電極608を形成したTFT基板を搬送機構105で取り出し、CVD室109に搬送する。そこで、必要に応じて窒化珪素膜や酸化珪素といった珪素を含む絶縁材料からなる第2パッシベーション膜(図示せず)をプラズマCVD法により形成させても良い。
【0130】
さらに、CVD室109から第2パッシベーション膜を形成したTFT基板を搬送機構105で取り出し、封止室110に搬送する。そこで、ガラス基板やプラスチック基板といったシール材料を用いて封止を行っても良い。
【0131】
なお、本実施例はアクティブマトリクス型の発光装置の作製にあたって本発明の薄膜形成装置を用いる例を示したが、単純マトリクス型の発光装置の作製に用いることも可能である。また、本実施の構成は、実施例1〜実施例5のいずれの薄膜形成装置を用いて実施してもよい。
【0132】
〔実施例8〕
本実施例では、本発明である成膜装置において、画素電極形成時に用いるメタルマスクの作製方法について説明する。
【0133】
メタルマスクを作成する技術としては、ステンレス等の金属板にレジストをパターニングして、適切なエッチャント液で両面よりエッチングするエッチング法がある。しかし、この方法では、厚さが100μmのステンレス基板に対して100μmの間隔のパターンを形成させることが限界である。
【0134】
そこで、本発明に用いるメタルマスクは、電鋳法により作製したものを用いる。具体的には、母型となる電着金属上に25〜50μmの膜厚でレジストを形成させる。そして、レジスト上にネガ型のパターンフィルムを用いて焼き付けを行うことにより、パターンを形成させる。さらにこれを現像することによりパターニングされたレジストが形成される。
【0135】
そして、パターニングされたレジスト上に無電界メッキ法により10μm程度にまで金属薄膜を成長させることができる。その後にレジストを除去して、さらに母型から金属薄膜を取り外すことにより微細なパターンを有するメタルマスクを形成することができる。
【0136】
また、成膜においてメタルマスクを用いる際には、メタルマスクとTFT基板との距離を小さく保つことが要求される。そこで、本発明において、TFT基板を備えるステージに磁石を備えておき、メタルマスクとTFT基板を磁力により密着させて、成膜を行うとメタルマスクの撓みや浮きやズレなどにより作製するパターンの不良を防ぐことができる。
【0137】
そのために、本実施例で形成されるメタルマスクは、ステンレス、ニッケル及びクロムといった材料を用いることが好ましい。つまりこのようにして形成させたメタルマスクを用いることで、10μm以下の蒸着パターンをTFT基板上に形成させることができる。また、本実施例の構成は、実施例1〜実施例5のいずれの構成とも自由に組み合わせて実施することが可能である。
【0138】
〔実施例9〕
本発明により作製された発光装置は自発光型であるため、液晶表示装置に比べ、明るい場所での視認性に優れ、視野角が広い。従って、様々な電気器具の表示部に用いることができる。
【0139】
本発明により作製した発光装置を用いた電気器具として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはデジタルビデオディスク(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)などが挙げられる。特に、斜め方向から画面を見る機会が多い携帯情報端末は、視野角の広さが重要視されるため、EL素子を有する発光装置を用いることが好ましい。それら電気器具の具体例を図8に示す。
【0140】
図8(A)は表示装置であり、筐体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。本発明により作製した発光装置は、表示部2003に用いることができる。EL素子を有する発光装置は自発光型であるためバックライトが必要なく、液晶表示装置よりも薄い表示部とすることができる。なお、表示装置は、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【0141】
図8(B)はデジタルスチルカメラであり、本体2101、表示部2102、受像部2103、操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッター2106等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部2102に用いることができる。
【0142】
図8(C)はノート型パーソナルコンピュータであり、本体2201、筐体2202、表示部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。本発明により作製した発光装置は表示部2203に用いることができる。
【0143】
図8(D)はモバイルコンピュータであり、本体2301、表示部2302、スイッチ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部2302に用いることができる。
【0144】
図8(E)は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置(具体的にはDVD再生装置)であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部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、本発明により作製した発光装置はこれら表示部A、B2403、2404に用いることができる。なお、記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
【0145】
図8(F)はゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)であり、本体2501、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明により作製した発光装置は表示部2502に用いることができる。
【0146】
図8(G)はビデオカメラであり、本体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、接眼部2610等を含む。本発明により作製した発光装置は表示部2602に用いることができる。
【0147】
ここで図8(H)は携帯電話であり、本体2701、筐体2702、表示部2703、音声入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、アンテナ2708等を含む。本発明により作製した発光装置は、表示部2703に用いることができる。なお、表示部2703は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電力を抑えることができる。
【0148】
なお、将来的に有機材料の発光輝度が高くなれば、出力した画像情報を含む光をレンズ等で拡大投影してフロント型若しくはリア型のプロジェクターに用いることも可能となる。
【0149】
また、上記電気器具はインターネットやCATV(ケーブルテレビ)などの電子通信回線を通じて配信された情報を表示することが多くなり、特に動画情報を表示する機会が増してきている。有機材料の応答速度は非常に高いため、発光装置は動画表示に好ましい。
【0150】
また、発光装置は発光している部分が電力を消費するため、発光部分が極力少なくなるように情報を表示することが好ましい。従って、携帯情報端末、特に携帯電話や音響再生装置のような文字情報を主とする表示部に発光装置を用いる場合には、非発光部分を背景として文字情報を発光部分で形成するように駆動することが好ましい。
【0151】
以上の様に、本発明の作製方法を用いて作製された発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電気器具に用いることが可能である。また、本実施例の電気器具は本発明を実施することにより作製された発光装置をその表示部に用いることができる。
【0152】
【発明の効果】
EL素子の画素電極の形成において、成膜室に位置合わせ機能を設けることで、メタルマスクを用いた蒸着による微細なパターンの成膜を可能にし、また、EL層形成後に透過率の高い膜からなる第1パッシベーション膜を設けることで、対向電極形成時のスパッタリングによるEL層へのダメージを防ぐことができる。これにより上面出射方式の素子を有する発光装置を作製する上で生じる問題を解決することができる。さらに、これらの処理をマルチチャンバー方式もしくはインライン方式等の一体化させた装置で行うことで、EL材料を用いたEL素子を、大気に曝すことなく作製することが可能となる。従って、EL材料を用いた発光装置の信頼性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。
【図2】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。
【図3】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。
【図4】 本発明の薄膜形成装置の構成を示す図。
【図5】 アクティブマトリクス型の発光装置の作製工程を示す図。
【図6】 アクティブマトリクス型の発光装置の作製工程を示す図。
【図7】 本発明の発光装置の素子構造を説明する図。
【図8】 電気器具の一例を示す図。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin film forming apparatus used for manufacturing a display device having an EL (electroluminescence) element (hereinafter referred to as a light emitting device), a method for manufacturing a light emitting device using the thin film forming device, and a manufactured light emitting device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, research on a light-emitting device having an EL element as a self-luminous element has been activated, and in particular, a light-emitting device using an organic material as an EL material has attracted attention. Note that the light emitting device is also called an organic EL display (OELD) or an organic light emitting diode (OLED).
[0003]
Unlike the liquid crystal display device, the light-emitting device is a self-luminous type and has a feature that there is no problem of viewing angle. That is, as a display used outdoors, it is more suitable than a liquid crystal display, and use in various forms has been proposed.
[0004]
An EL element has a structure in which an EL layer is sandwiched between a pair of electrodes, but the EL layer usually has a laminated structure. A typical example is a “hole transport layer / light emitting layer / electron transport layer” stacked structure proposed by Tang et al. Of Eastman Kodak Company. This structure has very high luminous efficiency, and most of the light emitting devices that are currently under research and development employ this structure.
[0005]
Then, a predetermined voltage is applied to the EL layer having the above structure from the pair of electrodes, whereby recombination of carriers occurs in the light emitting layer to emit light. For this, a method of forming an EL layer between two types of stripe-shaped electrodes provided so as to be orthogonal to each other (simple matrix method), or a pixel electrode and a counter electrode connected to a TFT and arranged in a matrix There are two types, an EL layer forming method (active matrix method).
[0006]
By the way, the EL element is generally formed so that light is emitted to the substrate side on which the TFT is formed as viewed from the EL element (this is referred to as a bottom emission method in this specification). Is.
[0007]
In the case of the bottom emission method, the pixel electrode formed on the substrate on which the TFT is formed on the insulating surface such as quartz or glass (hereinafter referred to as TFT substrate) is an anode, and an alloy of indium oxide and tin oxide. (Referred to as ITO) or a light-transmitting conductive film such as zinc oxide. An EL layer is formed over the pixel electrode, and a counter electrode made of a metal material that is a cathode and has a low work function is formed over the EL layer. In forming the pixel electrode, patterning of the pixel electrode is required. In this case, patterning is usually performed using photolithography. Further, a vapor deposition method with little damage to the EL layer is used for forming the counter electrode.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
A light-emitting device having an EL element that emits light toward the substrate side with respect to the EL element (hereinafter referred to as a bottom emission method) has a limit in the element structure in terms of its aperture ratio. Therefore, it is expected that the aperture ratio can be increased by forming an EL element that emits light on the opposite side of the substrate from the EL element (hereinafter referred to as a top emission method).
[0009]
However, in the formation of a top emission type EL element, not only the element configuration is reversed, but also a manufacturing difference occurs. First, a pixel electrode which is a cathode is formed on a TFT substrate, but patterning using a photolithography method cannot be used as when an anode is formed. This is because the conductive material having a low work function for forming the cathode forms an oxide film, and the pixel electrode surface has an insulating property.
[0010]
In addition, when using the vapor deposition method using a metal mask, a problem arises in the accuracy of alignment with respect to the fine mask pattern. Therefore, in the present invention, it is required to realize the patterning of the pixel electrode using the vapor deposition method by improving the alignment accuracy of the metal mask.
[0011]
Furthermore, although an EL layer is formed on the pixel electrode, the EL material forming the EL layer is extremely vulnerable to oxidation, and the oxidation is easily promoted and deteriorated even in the presence of a small amount of moisture. Therefore, it is required to suppress the deterioration of the EL material.
[0012]
In addition, an anode is formed on the EL layer as a counter electrode. Since the light-transmitting conductive film formed at this time is formed by a sputtering method, damage to the EL layer becomes a problem at the time of film formation. Therefore, a method for forming an anode without damaging the EL layer is required.
[0013]
The present invention has been made to satisfy the above-described requirements, and an object of the present invention is to provide a thin film forming apparatus that is most preferable for producing a top emission type EL element. It is another object of the present invention to provide a method for manufacturing a light-emitting device with high reliability by using such a thin film forming apparatus. Note that an electric appliance using the light-emitting device obtained by the present invention for the display portion is also included in the present invention.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The gist of the present invention is to form a means for patterning a pixel electrode (cathode) required in the formation of a top emission type EL element, a means for forming a thin film made of an EL material, and a counter electrode (anode). The light emitting device is manufactured using a multi-chamber method (also referred to as a cluster tool method) or an in-line thin film forming apparatus in which the above-described means are integrated.
[0015]
In the present invention, the pixel electrode of the EL element is formed by a vapor deposition method and is formed into a desired pattern using a metal mask. In addition, when performing vapor deposition with a fine mask pattern using a metal mask, higher accuracy is required for the alignment between the TFT substrate and the metal mask. Furthermore, it is important to reduce the distance between the TFT substrate and the metal mask.
[0016]
Therefore, in the present invention, a CCD (Charge Coupled Device), which is known as an image sensor, is provided in the film forming chamber for forming the pixel electrode, so that the TFT substrate and the metal mask are aligned with high accuracy. Further, by controlling the distance between the two to the minimum, it is possible to form a pixel electrode having a fine pattern by vapor deposition.
[0017]
Further, when the surface of the metal film that forms the pixel electrode is oxidized, an oxide film is formed, which causes insulation. Therefore, after forming the pixel electrode, the EL layer is formed without exposing the TFT substrate to the atmosphere. Further, since the EL material for forming the EL layer is also vulnerable to oxygen, the EL layer is formed in a vacuum state.
[0018]
Next, a counter electrode made of a light-transmitting conductive film is formed on the EL layer as a counter electrode. However, damage to the EL layer at the time of forming the counter electrode becomes a problem. Therefore, the present invention solves this problem by forming a metal thin film having a high transmittance as a passivation film on the EL layer.
[0019]
Then, a counter electrode which is an anode is formed on the surface covered with the passivation film.
These passivation film and counter electrode are also preferably formed so as not to be exposed to an environment containing moisture or oxygen. Therefore, it can be said that it is desirable that the means for forming these is also mounted on the same thin film forming apparatus.
[0020]
The present invention achieves the above requirements with a multi-chamber thin film forming apparatus, and is a technique for manufacturing a highly reliable light-emitting device using such a thin film forming apparatus.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the following examples.
[0022]
【Example】
[Example 1]
The thin film forming apparatus of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 1, an EL element including a pixel electrode (cathode), an auxiliary electrode, an EL layer including a light emitting layer, a first passivation film, and a counter electrode (anode) is formed on a TFT substrate, and a second passivation is performed. It is an apparatus for manufacturing a light emitting device in which a film is formed and a sealing structure is completed.
[0023]
In FIG. 1, reference numeral 101 denotes a load chamber for carrying in / out substrates, which is also called a load lock chamber. A carrier 102 on which a substrate is set is arranged here. Note that the load chamber 101 may be distinguished from substrate loading and substrate loading. 106a is a gate.
[0024]
Reference numeral 103 denotes a first transfer chamber including a mechanism (hereinafter referred to as a first transfer mechanism) 105 for transferring the substrate 104. A robot arm or the like that handles the substrate is a kind of the first transport mechanism 105.
[0025]
A plurality of film formation chambers (indicated by 107 to 109) are connected to the first transfer chamber 103 through gates 106b to 106d, and a processing chamber (sealing) that performs a sealing process through the gate 106e. Chamber 110). Further, the second transfer chamber 111 is connected to the first transfer chamber 103 via a gate 106f, and the second transfer chamber 111 is connected to the third transfer chamber 112 via a gate 106g. Note that the third transfer chamber 112 has a second transfer mechanism 113.
[0026]
The third transfer chamber 112 is connected to a plurality of film formation chambers (115 to 119) for forming an EL layer by gates (106h to 106l). The plurality of film formation chambers are referred to as an EL layer film formation chamber 114 in this specification.
[0027]
In the configuration of FIG. 1, each film forming chamber, transfer chamber, and processing chamber are completely shut off by the gates 106 a to 106 l, respectively, so that an airtight sealed space can be obtained. Further, the inside of these is a reduced-pressure vacuum atmosphere, specifically, 1 × 10 -6 ~ 1x10 -Five The reduced pressure state of Torr is maintained.
[0028]
Note that a vacuum state can be maintained by providing an exhaust pump in each film formation chamber, transfer chamber, and processing chamber. As the exhaust pump, an oil rotary pump, a mechanical booster pump, a turbo molecular pump, or a cryopump can be used, but a cryopump effective for removing water is preferable.
[0029]
Reference numeral 107 denotes a metal material vapor deposition chamber for depositing a metal material by a vapor deposition method. As a vapor deposition method, a resistance heating method (RE method: Resistivity Evaporation method) and an electron beam method (EB method: Electron Beam method) can be used. In this embodiment, vapor deposition is performed by the RE method. The case will be described. In the metal material vapor deposition chamber 107, a pixel electrode electrically connected to the TFT on the substrate is formed. Note that the pixel electrode formed in this embodiment is a cathode.
[0030]
That is, here, a metal element having high reflectivity and low sheet resistance suitable for forming the pixel electrode is used. In this embodiment, aluminum is used, but materials such as ITO, which is an alloy of titanium, chromium, tin oxide and indium oxide, can also be used.
[0031]
Further, as the material of the pixel electrode (cathode), a material having a low work function is preferable, so that Yb which is a transition metal is also a suitable material. In addition, as a method for forming the pixel electrode, there are a vapor deposition method and a sputtering method. In this embodiment, the film formation is performed by the vapor deposition method. In addition, when performing vapor deposition in the metal material vapor deposition chamber 107, it is necessary to provide a vapor deposition source (sample boat). A plurality of vapor deposition sources may be provided.
[0032]
In this embodiment, since the pixel electrode is a cathode, it is necessary to form the pixel electrode independently for each pixel on which one EL element is formed. However, since aluminum and titanium easily form an oxide film due to the nature of the material, it is not appropriate to manufacture a pixel electrode by patterning using photolithography. Therefore, in this embodiment, a pixel electrode having a fine structure is formed by performing vapor deposition using a metal mask in the metal material vapor deposition chamber 107.
[0033]
At this time, the metal material vapor deposition chamber 107 is in a vacuum state, specifically, 1 × 10 6. -6 ~ 1x10 -Five The film formation process is performed at Torr. During the film formation process, the pressure in the chamber may be controlled by completely shutting off the first transfer chamber 103 using the gate 106b.
[0034]
Also, when performing partial film formation with a pixel size using a metal mask, if the metal mask is a metal mask having a fine pattern of about 10 to 100 μm, the alignment with the TFT substrate can be performed with high accuracy. It needs to be done.
[0035]
Therefore, in the present invention, a CCD is provided as an alignment function for alignment in the metal material vapor deposition chamber 107. Then, the CCD directly observes the alignment marks previously attached to the TFT substrate and the metal mask located on the stage, and the stage is rotated in the X-axis, Y-axis, and θ rotation directions so that both alignment marks are at the same position. The position is adjusted by moving. In the present specification, such a stage is referred to as an XY-θ stage.
[0036]
Further, an auxiliary electrode made of a metal material is formed on the pixel electrode in the metal material vapor deposition chamber 107. Usually, a material having a low work function is used for the cathode, but in this embodiment, a material having a high work function such as Al is used for the cathode material. Therefore, an auxiliary electrode is formed on the pixel electrode in order to lower the work function. In the formation of the auxiliary electrode, alignment using a CCD is performed as in the formation of the pixel electrode.
[0037]
Note that the metal material used for the auxiliary electrode includes a group 1 element in the periodic table of long-period elements such as lithium, sodium, potassium, and cesium, a group 2 element such as magnesium, or an oxide or fluoride of these elements. Is suitable. However, since oxides and fluorides have insulating properties, it is preferable to form a film so that a tunnel current is generated, specifically about 0.5 to 2 nm.
[0038]
As another auxiliary electrode material, an organic metal film such as lithium acetylacetonate (Liacac) can also be used. Since it has conductivity, even if it is formed to a film thickness of about 5 nm, there is no problem in its resistance value.
[0039]
As described above, by laminating the pixel electrode and the auxiliary electrode to form a cathode, these work functions are set to 2.5 to 4.0.
[0040]
That is, the sample boat in the metal material vapor deposition chamber 107 must be provided with a metal material for forming the pixel electrode and a metal material for forming the auxiliary electrode.
[0041]
Next, an EL layer is formed in the EL layer deposition chamber 114 described above. Here, in addition to the light-emitting layer, a stacked structure including a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer (also referred to as a hole blocking layer), an electron transport layer, and an electron injection layer can be formed. In this embodiment, in addition to the light emitting material for forming the light emitting layer, layers such as a hole injection layer, a hole transport layer, a hole blocking layer (also referred to as a hole blocking layer), an electron transport layer, and an electron injection layer are formed. The organic material to be referred to is referred to as EL material. Here, a metal-containing tris (8-quinolinolato) aluminum complex (hereinafter referred to as Alq) Three ), Bis (benzoquinolinolato) beryllium complex (hereinafter referred to as BeBq) 2 And tris (2-phenylpyridine) iridium complex (hereinafter referred to as Ir (ppy)). Three And other known metal complexes are also included in the EL material.
[0042]
Each of the film forming chambers constituting the EL layer forming chamber 114 is provided with a window on the side surface of the film forming chamber as means for observing the state of film formation of the EL material from the outside of the apparatus ( 102a-102e). The state during film formation can be observed from this window. Thereby, it can be confirmed that the film is formed normally. Each film forming chamber is provided with a film forming source, and a plurality of vapor deposition sources are provided so that a plurality of layers can be formed in one film forming chamber. Specifically, it is preferable to provide 1 to 8 types.
[0043]
Note that in this example, a case where a low molecular compound is used as a light-emitting material is described. Since the light emitting material made of a low molecular compound is preferably formed by vapor deposition, the EL layer deposition chamber 114 is provided with a vapor deposition device. In this embodiment, a layer for forming an EL layer other than the light emitting layer is also formed by vapor deposition.
[0044]
In this embodiment, an EL layer (red EL layer) that emits red light, an EL layer (green EL layer) that emits green light, and an EL layer (blue EL layer) that emits blue light are separately formed. The case of forming by vapor deposition will be described.
[0045]
A red EL layer deposition chamber 115 is connected to the third transfer chamber 112 through a gate 106h, a green EL layer deposition chamber 116 is connected through a gate 106i, and a blue EL layer formation chamber is further connected through a gate 106j. The membrane chamber 117 is connected. In these EL layer deposition chambers, in order to form a laminated film, it is necessary to provide a plurality of sample boats that are provided with EL materials. Specifically, it is preferable to provide 1 to 8 pieces.
[0046]
First, regarding formation of a red EL layer, film formation is performed in the red EL layer film formation chamber 115 of FIG. Note that in this embodiment, the case where an electron transport layer, a light-emitting layer, and a hole transport layer are formed in the red EL layer deposition chamber 115 will be described.
[0047]
First, as an electron transport layer, Alq Three Is formed to a thickness of 20 nm by vapor deposition. Next, a light emitting layer is formed. In this embodiment, a low molecular red light emitting material is formed using a metal mask. Note that the metal mask is a red light emitting material that can emit red light by using a metal mask that can partially form a red light emitting layer where the red EL layer is formed (referred to as a red metal mask). Alq Three The one doped with DCM-1 is used. Note that the thickness of the light emitting layer formed here is preferably 10 to 100 nm, but in this embodiment, these light emitting layers are formed to a thickness of 20 nm. What is necessary is just to adjust suitably about the film thickness to form into a film as needed.
[0048]
Then, α-NPD is formed on the red light emitting layer as a hole transport layer by vapor deposition. The thickness of the hole transport layer is preferably 20 to 80 nm, but in this embodiment, the hole transport layer is formed to have a thickness of 40 nm to complete the stacked structure of the EL layer. Thus, a red EL layer can be formed.
[0049]
Next, regarding formation of a green EL layer, film formation is performed in the green EL layer film formation chamber 116 of FIG. Here, the electron transport layer is formed using the same material as that used for forming the red EL layer, and further the hole blocking layer is formed using BCP. The hole blocking layer is formed with a thickness of 20 nm.
[0050]
Next, a green light emitting layer is formed. Here, a metal mask (referred to as a green metal mask) capable of partially forming a green light emitting layer is used where a green EL layer is formed. In addition, as green light emitting materials capable of obtaining green light emission, CBP and Ir (ppy) Three And is formed by co-evaporation. Note that the thickness of the light emitting layer formed here is preferably 10 to 100 nm, but in this embodiment, these light emitting layers are formed to a thickness of 20 nm. What is necessary is just to adjust suitably about the film thickness to form into a film as needed.
[0051]
Then, a green EL layer can be formed by forming a hole transport layer on the green light emitting layer using the same material as that used for forming the red EL layer.
[0052]
Next, regarding formation of a blue EL layer, film formation is performed in the blue EL layer film formation chamber 117 of FIG. In this embodiment, the electron transport layer is formed using the same EL material as that used in forming the red EL layer.
[0053]
Next, a blue light-emitting layer is formed. Here, a metal mask (referred to as a blue metal mask) that can partially form a blue light-emitting layer is used where a blue EL layer is formed. Further, DPVBi which is a distyryl derivative is used as a blue light emitting material from which blue light emission can be obtained, and is formed by vapor deposition. Note that the thickness of the light emitting layer formed here is preferably 10 to 100 nm, but in this embodiment, these light emitting layers are formed to a thickness of 20 nm. Further, the film thickness to be formed may be appropriately adjusted as necessary.
[0054]
Then, a blue EL layer can be formed by forming a hole transport layer on the blue light emitting layer using the same material as that used for forming the red EL layer.
[0055]
Thus, an EL element having red, green, and blue EL layers can be formed. Note that FIG. 7 shows an element structure of an EL element formed in this example. FIG. 7A shows a basic element structure, FIG. 7B shows specific materials used for forming an EL element having a red EL layer, and FIG. 7C shows an EL element having a green EL layer. Specific materials used for forming the blue EL layer are shown, and FIG. 7D shows specific materials used for forming the blue EL layer, but the present invention is not limited to this. For example, FIG. ) Element Alq Three It is also possible to form the layer of + DCM-1 with other materials. In this case, Alq Three Alq without forming a layer of + DCM-1 Three The light emitting layer can also be formed.
[0056]
Note that since the light-emitting material is extremely weak against moisture, it is necessary to keep the pressure in the EL layer film formation chamber 114 in a vacuum state during the EL layer film formation. Except for taking the substrate into and out of the film formation chamber, it is usually preferable to completely shut off the common chamber 112 using gates (106h to 106j) and control the vacuum state in the film formation chamber. The film formation pressure at this time is 1 × 10 -6 ~ 1x10 -Five It is necessary to set it to Torr.
[0057]
In the present invention, the luminescent material is not limited to those described above, and one or more known materials can be used in any combination. In addition, an organic compound that can use triplet excitation energy for light emission (referred to as a triplet compound in this specification) or the like can also be used in combination with a normal light emitting material.
[0058]
The third transfer chamber 112 is connected to the spare chamber 1 (118) via the gate 106k and is connected to the spare chamber 2 (119) via the gate 106l. An EL layer deposition chamber other than the blue EL layer may be used, or a deposition chamber for depositing an EL material by a method other than vapor deposition.
[0059]
In this example, an EL layer formed by a stacked structure including a hole transport layer, a light emitting layer, and an electron transport layer was shown. However, a hole injection layer, an electron injection layer, a hole blocking layer (a hole blocking layer) Or a light emitting layer alone.
[0060]
After forming each EL layer, the TFT substrate is moved again to the metal material vapor deposition chamber 107. Then, a first passivation film is formed between the EL layer and the anode by an evaporation method using resistance heating in order to prevent damage that may be given to the EL layer when the anode is formed on the EL layer.
[0061]
Note that as the material of the first passivation film used in this embodiment, since light generated in the EL layer is emitted in the direction of the first passivation film, it is necessary to use a metal material having high transmittance. Furthermore, in this embodiment, it is necessary to use a material having a large work function because it is formed on the anode side as viewed from the EL layer.
[0062]
Note that as the metal material for forming the first passivation film, specifically, a conductive film having a visible light transmittance of 70 to 100% and a work function of 4.5 to 5.5 is used. Note that the metal film is often opaque to visible light, and thus has a thickness of 0.5 to 20 nm (preferably 10 to 15 nm). Moreover, as a metal material used in a present Example, materials, such as platinum other than gold | metal | money and silver, are preferable. Note that the metal material for forming the first passivation film also needs to be provided in the sample boat in the metal material vapor deposition chamber.
[0063]
Next, reference numeral 108 denotes a film formation chamber in which film formation is performed by a sputtering method (also referred to as a sputtering method), which is called a sputtering chamber. In this embodiment, a counter electrode that becomes an anode is formed by sputtering. Usually, a vapor deposition method or a sputtering method is used for forming the counter electrode, but since the heat resistance of the EL material on which the EL layer has already been formed is about 100 ° C., in this embodiment, the film is formed by the sputtering method. I do.
[0064]
Note that an atmosphere in which oxygen is added to argon is set in the film formation chamber during film formation. Thus, the oxygen concentration in the formed film can be controlled, and a low resistance film with high transmittance can be formed. In any case, the gate 106c blocks the first transfer chamber 103.
[0065]
Further, in the sputtering chamber 108, a window 121 is attached to the side surface of the film forming chamber as a means for observing the film forming state from the outside of the apparatus as in the EL layer forming chamber. The state during film formation can be observed from this window 121. Thereby, it can be confirmed that the film is formed normally.
[0066]
As a material for the counter electrode (anode), a light-transmitting conductive film with low resistivity and high transmittance is used. Note that low resistivity means a sheet resistance of 50Ω / □ or less, and a light-transmitting conductive film having a high transmittance means a film having a transmittance of 70% or more. Specifically, materials such as ITO, which is an alloy of indium oxide and tin oxide, an alloy made of indium oxide and zinc oxide, and IDIXO are used.
[0067]
At this time, the sputtering chamber 108 is 1 × 10 6 like the other film forming chambers. -6 ~ 1x10 -Five It is possible to achieve a Torr vacuum state. However, the film formation is 1 × 10 -3 ~ 5x10 -2 It is carried out under Torr pressure. During the film formation process, the pressure in the chamber may be controlled by completely shutting off the first transfer chamber 103 using the gate 106c.
[0068]
Next, the first transfer chamber 103 and the gate 106d are connected to each other by a film formation chamber in which a film is formed by a plasma CVD method (or chemical vapor deposition method). Call it. In this embodiment, a second passivation film made of a diamond-like carbon film (hereinafter referred to as a DLC film) is formed on the EL element formed up to the counter electrode by the CVD method.
[0069]
In order to improve the adhesion between the counter electrode made of ITO and the second passivation film made of DLC, an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, and silicon film is formed in advance in the CVD chamber 109. Good.
[0070]
In this embodiment, a DLC (Diamond Like Carbon) film provided so as to cover the EL element is formed by diamond bonding (sp Three Bond) and graphite bond (sp 2 It is an amorphous film in which (bonding) is mixed. The properties of the DLC film are 1550 (cm -1 ) With an asymmetric peak around 1300 (cm -1 ) Has a Raman spectrum distribution with shoulders around, and shows a hardness of 15 to 25 (GPa) as measured with a microhardness meter. A DLC film is called this because it has many properties similar to diamond, such as high hardness, chemical inertness, transparency from visible light to infrared light, and high electrical resistance. The The DLC film is suitable as a protective film because it does not transmit oxygen or moisture due to the above-described properties and dense structure.
[0071]
As a method for forming the DLC film, a negative self-bias is applied to the electrode, and the source gas accelerated by this negative self-bias voltage is formed on the anode of the EL element to provide a dense DLC film. be able to. The source gas may be a hydrocarbon, for example, a saturated hydrocarbon such as methane, ethane, propane, or butane, an unsaturated hydrocarbon such as ethylene, or an aromatic system such as benzene or toluene. Alternatively, a halogenated hydrocarbon in which one or a plurality of hydrocarbon molecules are replaced with a halogen-based element such as F, Cl, or Br may be used.
[0072]
Further, the sealing chamber 110 is connected to the first transfer chamber 103 through the gate 106e. In the sealing chamber 110, a process for finally sealing the EL element in the sealed space is performed. Specifically, the EL element formed on the TFT substrate is mechanically sealed with a sealing material (also referred to as a housing material), or is sealed with a thermosetting resin or a photosensitive resin.
[0073]
As the sealing material, materials such as glass, ceramics, and metal can be used. However, when light is emitted to the sealing material side, it must be translucent. In addition, the sealing material and the substrate after all the above treatments are bonded together using a thermosetting resin or a photosensitive resin, and the resin is cured by heat treatment or ultraviolet light irradiation treatment to form a sealed space. It is also possible to provide a desiccant such as barium oxide in the sealed space.
[0074]
It is also possible to encapsulate the EL element with only a thermosetting resin or a photosensitive resin without using a sealing material. In this case, a thermosetting resin or a photosensitive resin may be provided so as to cover at least the side surface of the substrate that has been subjected to all treatments, and then cured. This is to prevent moisture from entering from the film interface.
[0075]
Each of the above processes (exhaust, transport, film forming process, etc.) can be fully automatic control using a computer using a touch panel and a sequencer.
[0076]
The greatest feature of the thin film forming apparatus having the above configuration is that a pixel electrode with high accuracy can be formed on the TFT substrate by a vapor deposition method by the alignment function by the CCD when the pixel electrode is formed. By providing the first passivation film thereon, damage to the EL layer, which becomes a problem when an anode is formed on the EL layer using a sputtering method, can be prevented.
[0077]
In the present invention, all the thin film forming chambers formed on the TFT substrate are mounted on a multi-chamber thin film forming apparatus. Therefore, it is possible to start from the process of forming the pixel electrode on the TFT substrate to the process of forming the counter electrode, that is, the EL element can be formed without being exposed to the outside.
[0078]
As a result, light from the EL layer can be emitted to the side opposite to the TFT substrate, that is, a light emitting device having a top emission EL element can be formed by simple means.
[0079]
[Example 2]
In this embodiment, FIG. 2 shows an example in which a part of the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 is changed. Specifically, a processing chamber 201 for evacuation is provided between the first transfer chamber 103 and the EL layer deposition chamber 203 so that only the EL layer deposition chamber can perform processing at normal pressure (atmospheric pressure). Shows the configuration. In addition, Example 1 can be cited about the description regarding parts other than a change point. Although only one EL layer deposition chamber is provided here, a plurality of EL layer deposition chambers may be provided as necessary.
[0080]
In Example 1, the inside of the thin film forming apparatus is entirely in a vacuum state, and the EL layer is formed under vacuum. However, when the EL layer is formed using a polymer material, it is inactive. In order to carry the substrate to the EL layer deposition chamber 203 because it is performed at normal pressure filled with gas, the pressure difference between the EL deposition chamber and the other thin film forming apparatus must be overcome.
[0081]
Therefore, in this embodiment, first, the evacuation processing chamber 201 is depressurized to the same pressure as that of the first transfer chamber 103, and in that state, the gate 106d is opened to transfer the substrate. Then, after closing the gate 106d, the inside of the processing chamber 201 for evacuation is purged with an inert gas, and when returning to normal pressure, the gate 202 is opened and the substrate is transferred to the EL layer deposition chamber 203. Here, the entire stage may be transported together with the substrate, or may be performed by a dedicated transport means.
[0082]
Then, after the EL layer forming step is completed, the gate 202 is opened, the substrate is transferred to the processing chamber 201 for evacuation, and evacuation is performed with the gate 202 and the gate 106d closed. When the vacuum evacuation processing chamber 201 reaches the same reduced pressure state as the first transfer chamber 103 in this way, the gate 106d is opened and the substrate is transferred to the first transfer chamber 103.
[0083]
With the above configuration, the substrate can be handled under vacuum except for the EL layer deposition chamber 203.
[0084]
Example 3
In this embodiment, the case where the present invention is applied to an in-line thin film forming apparatus will be described with reference to FIG. Note that this basically corresponds to the case where the multi-chamber thin film forming apparatus in FIG. 1 is changed to the in-line method, and therefore, the description of each processing chamber may refer to the first embodiment.
[0085]
In FIG. 3, reference numeral 301 denotes a first transfer chamber in which a TFT substrate is carried in, and a carrier 302 is installed. The load chamber 301 is connected to the first transfer chamber 304 via the gate 303. A first transfer mechanism 305 is provided in the first transfer chamber 304. In addition, a metal material vapor deposition chamber 307 is connected to the first transfer chamber via a gate 306, and further connected to an EL layer deposition chamber 309 via a gate 308.
[0086]
The TFT substrate in which the pixel electrode is formed in the metal material deposition chamber 307 and the EL layer is formed in the EL layer deposition chamber 309 is carried into the second transfer chamber 311 connected through the gate 310. A third transfer chamber 313 is connected to the second transfer chamber 311 via a gate 312. The third transfer chamber 313 is provided with a second transfer mechanism 314, whereby the substrate is carried out of the third transfer chamber 313.
[0087]
A sputtering chamber 316 is connected to the third transfer chamber 313 via a gate 315, and a CVD chamber 318 is further connected via a gate 317. Then, the substrate in which the counter electrode is formed in the sputtering chamber 316 and the processing is completed in the CVD chamber 318 is carried into the fourth transfer chamber 320 connected through the gate 319.
[0088]
In the CVD chamber 318, a diamond-like carbon film (hereinafter referred to as a DLC film) is formed on the EL element formed up to the counter electrode in the sputtering chamber 316. In this embodiment, in order to improve the adhesion between the counter electrode and the DLC film, an insulating film containing silicon such as a silicon nitride film or a silicon oxide film is formed on the counter electrode, and a DLC film is formed thereon. It was.
[0089]
Next, a fifth transfer chamber 322 is connected to the fourth transfer chamber 320 through a gate 321. The fifth transfer chamber 322 is provided with a third transfer mechanism 323, whereby the substrate is carried out of the fourth transfer chamber 320. Further, a sealing chamber 325 is connected to the fifth transfer chamber 322 through a gate 324.
[0090]
In this example, a TFT substrate on which a DLC film was formed as an EL element protective film was sealed in a sealing chamber 325 using a sealing agent or the like.
[0091]
Further, an unload chamber 327 for unloading the substrate is connected to the fifth transfer chamber 322 through a gate 326. A carrier 328 is installed in the unload chamber 327. Note that the carrier 328 accommodates the TFT substrate that has been subjected to all the processes in the thin film forming apparatus.
[0092]
As described above, the present embodiment shows an in-line thin film forming apparatus that connects a plurality of film forming chambers and sealing chambers to perform consistent processing and encloses EL elements.
[0093]
Example 4
In this embodiment, when the present invention is applied to an in-line type thin film forming apparatus, all the processing chambers are connected in series, and there is a difference from FIG. 3 in that no transfer chamber is provided between the processing chambers. 4 will be described. Note that this basically corresponds to the case where the multi-chamber thin film forming apparatus in FIG. 1 is changed to the in-line method, and therefore, the description of each processing chamber may refer to the first embodiment.
[0094]
In FIG. 4A, 401 is a load chamber where a TFT substrate is carried in, and a carrier 402 is installed. The load chamber 401 is connected to the metal material vapor deposition chamber 1 (404) via a gate 403, and is further connected to the metal material vapor deposition chamber 2 (406) via a gate 405.
[0095]
The TFT substrate in which the pixel electrode is formed in the metal material deposition chamber 1 (404) and the auxiliary electrode is formed in the metal material deposition chamber 2 (406) is connected to the green EL layer deposition chamber 408 through the gate 407, and the gate A red EL layer deposition chamber 410 is connected via 409, and a blue EL layer deposition chamber 412 is connected via a gate 411. In this embodiment, the green EL layer deposition chamber 408, the red EL layer deposition chamber 410, and the blue EL layer deposition chamber 412 are collectively referred to as an EL layer deposition chamber.
[0096]
The blue EL layer deposition chamber 412 is connected to the metal material deposition chamber 3 (414) via the gate 413, and further connected to the sputtering chamber 416 via the gate 415, and further to the CVD chamber 418 via the gate 417. Are connected. Note that in FIG. 4A, the gate 413 connected to the EL layer deposition chamber 412 is cut halfway for the sake of space, but actually, the metal is further maintained while maintaining the linear direction. It is connected to the material vapor deposition chamber 3 (414).
[0097]
Then, the substrate that has been processed in the CVD chamber 418 is processed in the sealing chamber 420 connected through the gate 419 and then loaded into the carrier 423 in the unload chamber 422 connected through the gate 421. .
[0098]
FIG. 4B shows a cross-sectional structure of the device shown in FIG. In this embodiment, since the transfer chamber and transfer mechanism are not provided for transfer between the film forming chambers and the process chambers, the TFT substrate moves between the process chambers together with the stage 424 provided with the TFT substrate. It has a structure. Note that the symbols illustrated in FIG. 4B are the same as those illustrated in FIG. 4A, and thus may be referred to as appropriate.
[0099]
In addition, by using the thin film forming apparatus shown in this embodiment, a plurality of film forming chambers and sealing chambers are connected and integrated processing is performed without providing a transfer chamber, so that EL elements can be sealed with high throughput. Can be performed.
[0100]
Example 5
In Examples 1 to 4, a configuration in which a metal material deposition chamber, an EL layer deposition chamber, a sputtering chamber, a CVD chamber, and a sealing chamber are provided as a plurality of processing chambers is taken as an example. It is not limited to. If necessary, two or more sputtering chambers may be provided, or a plurality of other film forming chambers may be provided.
[0101]
Further, after sealing the EL element, a final passivation film may be formed by covering the EL element with an insulating film, preferably an insulating film containing silicon, or a DLC film as shown in the fourth embodiment. It is valid. Note that as the insulating film containing silicon, a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film with low oxygen content is preferable.
[0102]
As described above, the present invention is not limited to a combination of a plurality of film formation chambers, and what function the film formation chambers are provided to may be determined as appropriate by the practitioner. In addition, Example 1 can be cited for the description regarding these film formation chambers.
[0103]
Example 6
In this example, FIG. 5 shows an example in which the thin film forming apparatus of the present invention is used for manufacturing an active matrix light-emitting device. In this embodiment, the apparatus described in Embodiment 1 will be described as an example. Therefore, the details of film formation performed in each film formation chamber can be referred to the description of Example 1.
[0104]
First, as shown in FIG. 5A, a TFT 502 is formed over a glass substrate 501. In the pixel 503, a method for manufacturing the TFT 502 may follow a known TFT manufacturing method. Of course, it may be a top gate type TFT or a bottom gate type TFT.
[0105]
First, the TFT substrate shown in FIG. 5A is placed in the carrier 102 and installed in the load chamber 101 of the thin film forming apparatus shown in FIG.
[0106]
First, the TFT substrate is transferred to the metal material vapor deposition chamber 107 by the first transfer mechanism 105, and the pixel electrode 504 is formed there. Note that in this embodiment, the metal mask and the TFT substrate may be aligned by a CCD provided in a vacuum evacuated film formation chamber, and the pixel electrode 504 may be formed using a film containing aluminum as a main component. In this embodiment, since the light emitted from the EL element is emitted to the side opposite to the TFT substrate (upward in FIG. 5A), the pixel electrode 504 functions as a reflective electrode. For this reason, it is preferable to use a material having as high a reflectance as possible.
[0107]
Thus, as shown in FIG. 5B, pixels 503 having TFTs 502 and pixel electrodes (cathodes) 504 are formed in a matrix. The TFT 502 controls the current flowing through the pixel electrode 504.
[0108]
Further, in the metal material deposition chamber 107, the auxiliary electrode 505 is selectively deposited on the pixel electrode 504 after being aligned with the TFT substrate by CCD using a metal mask in the same manner as the pixel electrode 504. To form. Here, lithium acetylacetonate (Liacac) is used as the auxiliary electrode material.
[0109]
After obtaining the state of FIG. 5C, the TFT substrate is transferred to the second transfer chamber 111 by the first transfer mechanism 105, and further passed through the third transfer chamber 112 by the second transfer mechanism 113, and the red EL layer deposition chamber. Then, the red light emitting layer is formed by vapor deposition using a metal mask.
[0110]
Next, the TFT substrate is transported to the green EL layer deposition chamber 116 by the second transport mechanism 113, and a green light emitting layer is formed by vapor deposition using a metal mask.
[0111]
Further, the TFT substrate is transported to the blue EL layer deposition chamber 117 by the second transport mechanism 113, and a blue light emitting layer is formed by vapor deposition using a metal mask. Thus, red, green, and blue light emitting layers can be formed. Note that the EL layer 506 formed in this embodiment has a single-layer structure including only a light-emitting layer (FIG. 5D).
[0112]
After obtaining the state of FIG. 5D, the TFT substrate is again transferred to the metal material vapor deposition chamber 107, and a first passivation film 507 made of a metal film having a large work function is formed by vapor deposition. In this example, gold (Au) was formed to a thickness of 5 nm (FIG. 5E).
[0113]
Further, the TFT substrate on which the first passivation film 507 is formed is taken out from the metal material deposition chamber 107 by the transport mechanism 105 and transported to the sputtering chamber 108.
Therefore, a counter electrode is formed on the first passivation film 507 using a light-transmitting conductive film made of a material such as a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide.
[0114]
In this embodiment, the counter electrode (anode) 508 is formed by using a compound in which indium oxide is mixed with 10 to 15% zinc oxide. In this way, the state of FIG.
[0115]
Thereafter, the TFT substrate on which the counter electrode 508 is formed is taken out from the sputtering chamber 108 by the transfer mechanism 105 and transferred to the CVD chamber 109. Therefore, a second passivation film (not shown) made of an insulating material containing silicon such as a silicon nitride film or silicon oxide may be formed by plasma CVD as necessary.
[0116]
Further, the TFT substrate on which the second passivation film is formed is removed from the CVD chamber 109 by the transfer mechanism 105 and transferred to the sealing chamber 110. Therefore, sealing may be performed using a sealing material such as a glass substrate or a plastic substrate.
[0117]
Note that this embodiment shows an example in which the thin film forming apparatus of the present invention is used for manufacturing an active matrix light-emitting device, but it can also be used for manufacturing a simple matrix light-emitting device. The configuration of this embodiment may be implemented using any of the thin film forming apparatuses of Examples 1 to 5.
[0118]
Example 7
In this embodiment, an example using the thin film forming apparatus of the present invention in manufacturing an active matrix light-emitting device is shown in FIG. In the present embodiment, the apparatus described in the second embodiment will be described as an example. Therefore, the details of the film formation performed in each film formation chamber can be referred to the description of Example 2.
[0119]
First, as shown in FIG. 6A, a TFT 602 is formed over a glass substrate 601. In this embodiment, a glass substrate is used, but any material may be used as the substrate. Further, a manufacturing method of the TFT 602 may follow a known TFT manufacturing method. Of course, it may be a top gate type TFT or a bottom gate type TFT.
[0120]
First, the TFT substrate shown in FIG. 6A is placed in the carrier 102 and installed in the load chamber 101 of the thin film forming apparatus shown in FIG.
[0121]
Then, the TFT substrate is transferred to the metal material vapor deposition chamber 107 by the transfer mechanism 105, and a pixel electrode (cathode) 604 is formed. Note that the pixel electrode 604 may be formed using a film containing aluminum as a main component. In this embodiment, since the light emitted from the EL element is emitted to the side opposite to the TFT substrate (upward in FIG. 6A), the pixel electrode 604 functions as a reflective electrode. Therefore, a material having aluminum (Al) formed in a film thickness of 60 nm was used as a material having as high a reflectance as possible.
[0122]
Thus, as shown in FIG. 6B, pixels 603 each having a TFT 602 and a pixel electrode (cathode) 604 are formed in a matrix. The TFT 602 controls the current flowing through the pixel electrode 604.
[0123]
Further, in the metal material vapor deposition chamber 107, the alignment with the TFT substrate is performed by the CCD using the metal mask in the same manner as the film formation of the pixel electrode 604, and then the auxiliary electrode 605 is selectively formed on the pixel electrode 604 by vapor deposition. To form. In this example, lithium fluoride (LiF) was used as the auxiliary electrode material and was formed to a thickness of 0.5 nm.
[0124]
When the state of FIG. 6C is obtained, the TFT substrate is transferred to the processing chamber 201 for evacuation, where the gate 106d is closed. Then, after the pressure in the evacuation processing chamber 201 is set to a normal pressure (atmospheric pressure), the gate 202 is opened and transferred to the EL layer deposition chamber 203, which contains a polymer EL material by spin coating. Apply the solution. In this example, first, a film having a thickness of 30 nm is formed using an aqueous solution in which PEDOT, which is a polythiophene derivative, is dissolved in water as a hole injection layer. Next, a film having a thickness of 80 nm is formed using a solution of polyphenylene vinylene (PPV) dissolved in dichloromethane. Of course, a combination of another polymer EL material and an organic solvent may be used (FIG. 6D).
[0125]
After the EL layer 606 is formed, the TFT substrate is transferred again to the vacuum exhaust treatment chamber 201. After the gate 202 is closed, the inside of the vacuum exhaust treatment chamber 201 is evacuated. When the pressures in the first transfer chamber and the vacuum exhaust processing chamber 201 become the same, the gate 106d is opened and the TFT substrate is taken out by the transfer mechanism 105.
[0126]
After obtaining the state of FIG. 6D, the TFT substrate is transferred to the metal material vapor deposition chamber 107, and a first passivation film 607 made of a metal film having a small work function is formed by vapor deposition. In this example, gold (Au) was used (FIG. 6E).
[0127]
Further, the TFT substrate on which the first passivation film 607 is formed is taken out from the metal material deposition chamber 107 by the transport mechanism 105 and transported to the sputtering chamber 108. Therefore, a counter electrode 608 is formed on the first passivation film 607 using a light-transmitting conductive film such as a compound of indium oxide and tin oxide (called ITO) or a compound of indium oxide and zinc oxide.
[0128]
In this embodiment, the counter electrode (anode) 608 is formed by using a compound in which indium oxide is mixed with 10 to 15% zinc oxide. In this way, the state of FIG.
[0129]
Thereafter, the TFT substrate on which the counter electrode 608 is formed from the sputtering chamber 108 is taken out by the transfer mechanism 105 and transferred to the CVD chamber 109. Therefore, a second passivation film (not shown) made of an insulating material containing silicon such as a silicon nitride film or silicon oxide may be formed by plasma CVD as necessary.
[0130]
Further, the TFT substrate on which the second passivation film is formed is removed from the CVD chamber 109 by the transfer mechanism 105 and transferred to the sealing chamber 110. Therefore, sealing may be performed using a sealing material such as a glass substrate or a plastic substrate.
[0131]
Note that this embodiment shows an example in which the thin film forming apparatus of the present invention is used for manufacturing an active matrix light-emitting device, but it can also be used for manufacturing a simple matrix light-emitting device. The configuration of this embodiment may be implemented using any of the thin film forming apparatuses of Examples 1 to 5.
[0132]
Example 8
In this embodiment, a method for manufacturing a metal mask used in forming a pixel electrode in the film formation apparatus of the present invention will be described.
[0133]
As a technique for creating a metal mask, there is an etching method in which a resist is patterned on a metal plate such as stainless steel and then etched from both sides with an appropriate etchant solution. However, this method is limited in that a pattern having a spacing of 100 μm is formed on a stainless substrate having a thickness of 100 μm.
[0134]
Therefore, the metal mask used in the present invention is one produced by electroforming. Specifically, a resist is formed with a film thickness of 25 to 50 μm on the electrodeposited metal serving as a matrix. Then, a pattern is formed on the resist by baking using a negative pattern film. Further, by developing this, a patterned resist is formed.
[0135]
A metal thin film can be grown to about 10 μm on the patterned resist by electroless plating. Thereafter, the resist is removed, and the metal thin film is further removed from the matrix, whereby a metal mask having a fine pattern can be formed.
[0136]
Further, when using a metal mask in film formation, it is required to keep the distance between the metal mask and the TFT substrate small. Therefore, in the present invention, if a stage is provided with a TFT substrate, a magnet is provided, and the metal mask and the TFT substrate are brought into close contact with each other by magnetic force, and when the film is formed, the defect of the pattern produced due to bending, floating or misalignment of the metal mask. Can be prevented.
[0137]
Therefore, it is preferable to use materials such as stainless steel, nickel and chromium for the metal mask formed in this embodiment. That is, by using the metal mask formed in this way, a vapor deposition pattern of 10 μm or less can be formed on the TFT substrate. In addition, the configuration of the present embodiment can be implemented in combination with any of the configurations of Embodiments 1 to 5.
[0138]
Example 9
Since the light-emitting device manufactured according to the present invention is a self-luminous type, it is superior in visibility in a bright place and has a wide viewing angle as compared with a liquid crystal display device. Therefore, it can be used for display portions of various electric appliances.
[0139]
As an electric appliance using a light emitting device manufactured according to the present invention, a video camera, a digital camera, a goggle type display (head mounted display), a navigation system, a sound reproduction device (car audio, audio component, etc.), a notebook personal computer, a game A device, a portable information terminal (mobile computer, mobile phone, portable game machine, electronic book, etc.), an image playback device equipped with a recording medium (specifically, a recording medium such as a digital video disc (DVD)) And a device provided with a display device capable of displaying an image). In particular, a portable information terminal that often has an opportunity to see a screen from an oblique direction emphasizes the wide viewing angle, and thus a light-emitting device including an EL element is preferably used. Specific examples of these electric appliances are shown in FIG.
[0140]
FIG. 8A illustrates a display device, 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 light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2003. Since a light-emitting device having an EL element is a self-luminous type, a backlight is not needed and a display portion thinner than a liquid crystal display device can be obtained. The display devices include all information display devices for personal computers, for receiving TV broadcasts, for displaying advertisements, and the like.
[0141]
FIG. 8B shows a digital still 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 light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2102.
[0142]
FIG. 8C shows 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 light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2203.
[0143]
FIG. 8D 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 light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2302.
[0144]
FIG. 8E illustrates 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 light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for 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.
[0145]
FIG. 8F illustrates a goggle type display (head mounted display), which includes a main body 2501, a display portion 2502, and an arm portion 2503. The light emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2502.
[0146]
FIG. 8G illustrates 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 an eyepiece. Part 2610 and the like. The light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2602.
[0147]
Here, FIG. 8H 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 light-emitting device manufactured according to the present invention can be used for the display portion 2703. Note that the display portion 2703 can reduce power consumption of the mobile phone by displaying white characters on a black background.
[0148]
If the emission luminance of the organic material is increased in the future, the light including the output image information can be enlarged and projected by a lens or the like and used for a front type or rear type projector.
[0149]
In addition, the electric appliances often display information distributed through electronic communication lines such as the Internet or CATV (cable television), and in particular, opportunities to display moving image information are increasing. Since the response speed of the organic material is very high, the light-emitting device is preferable for displaying moving images.
[0150]
In addition, since the light emitting portion of the light emitting device consumes power, it is preferable to display information so that the light emitting portion is minimized. Therefore, when a light emitting device is used for a display unit mainly including character information, such as a portable information terminal, particularly a mobile phone or a sound reproduction device, it is driven so that character information is formed by the light emitting part with the non-light emitting part as the background. It is preferable to do.
[0151]
As described above, the applicable range of the light-emitting device manufactured using the manufacturing method of the present invention is so wide that the light-emitting device can be used for electric appliances in various fields. In addition, in the electric appliance of this embodiment, a light-emitting device manufactured by carrying out the present invention can be used for the display portion.
[0152]
【Effect of the invention】
In the formation of the pixel electrode of the EL element, by providing an alignment function in the film formation chamber, it is possible to form a fine pattern by vapor deposition using a metal mask, and from a film having a high transmittance after the EL layer is formed. By providing the first passivation film, it is possible to prevent damage to the EL layer due to sputtering during the formation of the counter electrode. This can solve a problem that occurs in manufacturing a light-emitting device having a top-emission-type element. Furthermore, by performing these treatments with an integrated apparatus such as a multi-chamber method or an inline method, an EL element using an EL material can be manufactured without being exposed to the atmosphere. Therefore, the reliability of the light emitting device using the EL material can be significantly improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a thin film forming apparatus of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a thin film forming apparatus of the present invention.
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a thin film forming apparatus of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a thin film forming apparatus of the present invention.
FIGS. 5A and 5B illustrate a manufacturing process of an active matrix light-emitting device. FIGS.
6A and 6B illustrate a manufacturing process of an active matrix light-emitting device.
7A and 7B illustrate an element structure of a light-emitting device of the present invention.
FIG. 8 illustrates an example of an electric appliance.

Claims (4)

上面出射方式の発光装置の作製方法であって、
画素電極第1のメタルマスクを用いた真空蒸着法により所定のパターンとして形成し、
前記画素電極上に補助電極第2のメタルマスクを用いた真空蒸着法により所定のパターンとして形成し、
前記補助電極上に発光材料を含む有機膜を第3のメタルマスクを用いた真空蒸着法により所定のパターンとして形成し、
前記有機膜上に第1のパッシベーション膜を真空蒸着法により形成し、
前記第1のパッシベーション膜上に対向電極として透光性導電膜をスパッタリング法により形成し、
前記透光性導電膜上に第2のパッシベーション膜をプラズマCVD法により形成し、
前記画素電極はアルミニウム膜であり、
前記補助電極は周期表の第1族元素または第2族元素を含み、
前記第1のパッシベーション膜は透過率が70%以上であり、かつ仕事関数が4.5〜5.5eVである金属膜であり、
前記透光性導電膜は、シート抵抗が50Ω/□以下であり、かつ透過率が70%以上である、酸化インジウムと酸化スズの合金材料、または酸化インジウムと酸化亜鉛の合金材料を用いて形成された膜であり、
前記第2のパッシベーション膜はDLC膜であり
画素電極、前記補助電極、前記有機膜、前記第1のパッシベーション膜、前記透光性導電膜及び前記第2のパッシベーション膜は、大気中に曝すことなく連続して形成されることを特徴とする発光装置の作製方法。
A manufacturing method of a top emission type light emitting device,
A pixel electrode is formed as a predetermined pattern by a vacuum deposition method using a first metal mask ,
An auxiliary electrode is formed as a predetermined pattern on the pixel electrode by a vacuum deposition method using a second metal mask ,
An organic film containing a light emitting material is formed on the auxiliary electrode as a predetermined pattern by a vacuum deposition method using a third metal mask ,
Forming a first passivation film on the organic film by a vacuum deposition method;
A light-transmitting conductive film is formed as a counter electrode on the first passivation film by a sputtering method,
Forming a second passivation film on the translucent conductive film by a plasma CVD method;
The pixel electrode is an aluminum film,
The auxiliary electrode includes a Group 1 element or a Group 2 element of the Periodic Table;
The first passivation film is a metal film having a transmittance of 70% or more and a work function of 4.5 to 5.5 eV,
The translucent conductive film is formed using an alloy material of indium oxide and tin oxide or an alloy material of indium oxide and zinc oxide having a sheet resistance of 50Ω / □ or less and a transmittance of 70% or more. The film
The second passivation film is a DLC film ;
Before Symbol pixel electrode, the auxiliary electrode, the organic layer, the first passivation film, the transparent conductive film and the second passivation film being formed continuously without exposure to the atmosphere A method for manufacturing a light-emitting device.
請求項1において、
前記画素電極、前記補助電極、前記有機膜、前記第1のパッシベーション膜、前記透光性導電膜及び前記第2のパッシベーション膜の形成は、減圧下で連続して処理されることを特徴とする発光装置の作製方法。
In claim 1,
The formation of the pixel electrode , the auxiliary electrode , the organic film, the first passivation film, the translucent conductive film, and the second passivation film is continuously processed under reduced pressure. A method for manufacturing a light-emitting device.
請求項1または2において、
前記補助電極は、周期表の第1族元素または第2族元素の酸化物またはフッ化物であることを特徴とする発光装置の作製方法。
In claim 1 or 2,
The method for manufacturing a light-emitting device, wherein the auxiliary electrode is an oxide or fluoride of a Group 1 element or a Group 2 element in the periodic table.
請求項1または2において、
前記補助電極リチウムアセチルアセトネートでることを特徴とする発光装置の作製方法。
In claim 1 or 2,
The auxiliary electrode, a manufacturing method of a light-emitting device according to claim Oh Rukoto lithium acetylacetonate.
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