JP5166942B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents

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Description

本発明は、発光装置及びその作製方法に関する。
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が検討されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
有機化合物を含む層（以下、有機化合物層ともいう）を発光層とする発光素子の発光機構は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔が前記有機化合物層中で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
発光素子を構成する有機化合物層は、少なくとも発光層を有する。また、有機化合物層は、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層等を有する積層構造とすることもできる。
発光層は、発光材料のみで形成することもできるが、発光波長や発光効率等の所望の特性を得るため、ホスト材料及びドーパント材料を組み合わせた構成とすることが知られている。例えば、本出願人は、ホスト材料及びドーパント材料を含む発光素子を特許文献１に開示している。
また、有機化合物層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別される。一般に、低分子系材料は、蒸着装置を用いて成膜されることが多い。従来の蒸着装置は基板ホルダに基板を設置し、ＥＬ材料、つまり蒸着材料を封入したルツボ（または蒸着ボート）と、昇華するＥＬ材料の上昇を防止するシャッターと、ルツボ内のＥＬ材料を加熱するヒーターとを有している。そして、前記ヒーターにより加熱されたＥＬ材料が昇華し、基板に成膜される。例えば、本出願人は、基板に対して蒸着源を相対的に移動させることが可能な蒸着装置を特許文献２に開示している。
特開２００４−２８８４３９号公報 特開２００４−０４３９６５号公報
従来の蒸着装置を用いて、ホスト材料及びドーパント材料を含む有機化合物層を形成する場合、複数のルツボにそれぞれホスト材料、ドーパント材料を入れて、共蒸着を行う方法が知られている。発光層を形成する場合、ドーパント材料はホスト材料に対して極少量添加されるものである。そのため、ホスト材料の蒸着レートに対してドーパント材料の蒸着レートが極めて小さくなるように制御する必要があり、蒸着レートの精密な制御が必要になる。
しかしながら、ルツボを用いて蒸着を行う場合、ルツボ内の温度分布が不均一になりやすく、一定の蒸着レートを維持するのは困難である。特に、ホスト材料及びドーパント材料といった異種材料を共蒸着する場合、蒸着レートをそれぞれ精密に制御するのは非常に困難である。
上記問題を鑑み、本発明は複数の蒸着材料を用いて、所望の有機化合物層を容易に形成することができる作製方法を提供することを目的とする。また、複数の材料が混合した有機化合物層を、精度良く形成することができる作製方法を提供することを目的とする。また、上記方法を用いて成膜した有機化合物層を含む発光装置の作製方法を提供することを目的とする。
第１の基板上に蒸着温度の異なる複数の蒸着材料を含有する第１の有機化合物層を形成する。第１の基板と対向する位置に、第２の基板を配置する。第２の基板は、第１の基板に設けられた第１の有機化合物層と対向するように配置する。第１の有機化合物層を蒸着源として加熱して蒸発させ、第１の基板と対向して配置させた第２の基板上に、所望の第２の有機化合物層を形成して発光装置を作製する。
第１の有機化合物層は、蒸着温度の異なる複数の蒸着材料を予め混合し、当該混合物を用いて基板上に形成する。なお、第１の有機化合物層は湿式法で形成することが好ましい。また、蒸着温度の異なる複数の蒸着材料とは、例えば発光素子の発光層を形成するホスト材料及びドーパント材料が挙げられる。第１の有機化合物層に含有される複数の蒸着材料を加熱により蒸発させて、第２の有機化合物層を成膜することができる。
本明細書で開示する発明の一は、第１の基板上に、それぞれ蒸着温度の異なる複数の蒸着材料を含有する第１の有機化合物層を形成し、第１の電極を有する第２の基板を第１の基板と対向する位置に配置し、第１の電極と第１の有機化合物層とを対向させ、第１の有機化合物層を加熱して蒸発させることにより、第２の基板に設けられた第１の電極上に第２の有機化合物層を形成し、第２の有機化合物層上に第２の電極を形成する発光装置の作製方法である。
また、本明細書で開示する発明の一は、第１の基板上にホスト材料及びホスト材料よりも蒸着温度が高いドーパント材料を含有する第１の有機化合物層を形成し、第１の電極を有する第２の基板を第１の基板と対向する位置に配置し、第１の電極と第１の有機化合物層とを対向させ、第１の有機化合物層を、ホスト材料の蒸着温度以上ドーパント材料の蒸着温度未満の温度で加熱して蒸発させることにより、第２の基板に設けられた第１の電極上に第２の有機化合物層を形成し、第２の有機化合物層上に第２の電極を形成する発光装置の作製方法である。
上記構成において、ドーパント材料としては、ホスト材料の蒸着温度よりも分解温度が高い材料を用いることができる。なお、本明細書において「蒸着温度」とは、材料が昇華する温度を示す。また、「分解温度」とは、熱の作用によって、材料を示す化学式の少なくとも一部に変化が起こる温度を示す。
また、上記構成において、第２の基板に形成された第２の有機化合物層は、第１の有機化合物層と同じ材料を含む。従って、上記構成での第２の有機化合物層の形成は、第１の基板から第２の基板への有機化合物層の転写とも言える。
なお、本明細書では、第１の基板上に形成された蒸着源となる第１の有機化合物層の表面と第２の基板の表面との間隔を距離ｄとする。また、第２の基板上に何らかの層（例えば、電極として機能する導電層や隔壁として機能する絶縁層等）が形成されている場合、距離ｄは、第１の基板上の有機化合物層の表面と、第２の基板上に形成された層の表面との距離で定義する。ただし、第２の基板或いは第２の基板上に形成された層の表面に凹凸を有する場合は、距離ｄは、第１の基板上の有機化合物層の表面と、第２の基板或いは第２の基板上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義する。
本発明により、蒸着温度の異なる複数の材料が混合した有機化合物層を、容易に形成することが可能となる。また、複雑な制御を必要とすることなく、精度良く所望の有機化合物層を得ることができる。また、得られた有機化合物層を含む発光装置を提供することができる。
本発明の実施の形態について、図面を用いて以下に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の主旨及びその範囲から逸脱することなく、その形態及び詳細を様々に変更しうることは、当業者であれば容易に理解される。したがって、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる場合がある。
（実施の形態１）
図１乃至図３を用いて、本発明に係る発光装置の作製方法を説明する。図１は、成膜装置の簡略な模式図を示している。また、図２及び図３は、本発明に係る蒸着源を作製するフローチャート図を示す。
第１の基板１００上に、第１の有機化合物層１０４を形成する（図１（Ａ）参照）。
第１の有機化合物層１０４は本発明に係る蒸着源である。第１の有機化合物層１０４は、少なくとも２種類の蒸着温度の異なる蒸着材料を含有する。本実施の形態では、発光素子を構成する有機化合物層（例えば発光層、正孔輸送層、正孔注入層、電子輸送層、又は電子注入層）を形成するホスト材料及びドーパント材料を、少なくとも１つずつ含有する。
第１の基板１００は、蒸着源となる第１の有機化合物層１０４を成膜する基板であり、第１の有機化合物層１０４の支持基板となる。第１の基板１００としては、例えば石英、セラミック、或いはサファイヤ等の酸化物基板や、金、白金、銅、銀、タングステン、タンタル、チタン、或いはアルミニウム等の金属材料及びこれらの合金材料からなる導電性基板を用いることができる。また、酸化物基板上に、前述の金属材料や合金材料を成膜した基板などを用いることができる。その他、シリコン、ゲルマニウム等の半導体材料を成膜した導電性基板を用いることができる。また、透光性を有する基板（ガラス基板、石英基板、無機材料を含むプラスチック基板など）上にアモルファスシリコン膜、微結晶シリコン膜を形成したものを用いてもよい。
第１の有機化合物層１０４は、蒸着温度の異なる複数の蒸着材料（例えばホスト材料及びドーパント材料）を混合した後に第１の基板１００上に成膜する。ここで、第１の有機化合物層１０４の作製方法について、図２及び図３を用いて詳しく説明する。
まず、所望の蒸着材料を準備する。ここでは、所望の蒸着材料として、蒸着温度の異なるホスト材料２０２及びドーパント材料２０４を準備する（ｓｔ１）。なお、蒸着により作製する有機化合物層の機能及び用途に応じて、準備するホスト材料２０２とドーパント材料２０４の重量比を決定する。ここで準備する材料の重量比は、蒸着により作製する有機化合物層の成分比を制御するものである。発光層として機能する有機化合物層を形成する場合、ホスト材料に極少量のドーパント材料を添加するのが一般的である。例えば、ホスト材料に対してドーパント材料が０．５ｗｔ％乃至１０ｗｔ％の範囲で含有されるようにする。また、発光層を形成する場合、ドーパント材料は発光材料となり、ホスト材料はドーパント材料を分散させる機能を有する。
また、本実施の形態では、蒸着温度が異なる複数の蒸着材料を用いており、複数の蒸着材料がそれぞれ有する蒸着温度のうち、最も高い蒸着温度よりも低い加熱温度で有機化合物層を成膜することを目的の１つとする。そのためには、ホスト材料２０２として、ドーパント材料２０４よりも蒸着温度が低いものを準備することが好ましい。また、ホスト材料２０２は、ドーパント材料２０４の分解温度よりも蒸着温度が低いものを準備することが好ましい。つまり、準備するホスト材料２０２の蒸着温度は、ドーパント材料２０４の蒸着温度未満であり、ドーパント材料２０４の分解温度未満であることが好ましい。
また、蒸着材料は、少なくとも１種類ずつのホスト材料及びドーパント材料を用いるものとする。よって、２種類以上のホスト材料と１種類のドーパント材料を用いてもよいし、２種類以上のドーパント材料と１種類のホスト材料を用いてもよい。また、２種類以上のホスト材料及び２種類以上のドーパント材料を用いてもよい。
発光層を形成する場合、ホスト材料２０２としては、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）などの他、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９−［４−（９−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）などが挙げられる。
ドーパント材料２０４としては、例えば燐光性化合物や蛍光性化合物を用いることができる。燐光性化合物としては、具体的には、（アセチルアセトナート）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：［Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）］）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナート）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等が挙げられる。また、蛍光性化合物としては、具体的にはペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン（略称：ＴＢＰ）、４，４’−ビス［２−（Ｎ−エチルカルバゾール−３−イル）ビニル］ビフェニル（略称：ＢＣｚＶＢｉ）、５，１２−ジフェニルテトラセン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルキナクリドン（略称：ＤＭＱｄ）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニルキナクリドン（略称：ＤＰＱｄ）、４−ジシアノメチレン−２−イソプロピル−６−［２−（１，１，７，７−テトラメチルジュロリジン−９−イル）エテニル］−４Ｈ−ピラン（略称：ＤＣＪＴＩ）、ルブレン、クマリン６、クマリン３０等が挙げられる。その他、９−（４−｛Ｎ−［４−（カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアミノ｝フェニル）−１０−フェニルアントラセン（略称：ＹＧＡＰＡ）等を用いることもできる。
次に、ホスト材料２０２及びドーパント材料２０４を混合し、ホスト材料２０２及びドーパント材料２０４の混合物（以下、「ホスト−ドーパント混合物」と記す）２０６を形成する（ｓｔ２）。ホスト材料２０２及びドーパント材料２０４の混合は、適宜溶媒を用いて行う。溶媒は、ホスト材料２０２及びドーパント材料２０４を十分に溶解或いは分散させることができ、且つ両者の材料と反応しないものであれば特に限定されない。例えば、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、或いはクロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ｎ−プロピルメチルケトン、或いはシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、或いはキシレンなどの芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、或いは炭酸ジエチルなどのエステル系溶媒、テトラヒドロフラン、或いはジオキサンなどのエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド、或いはジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、ヘキサン、又は水等を用いることができる。
次に、ホスト−ドーパント混合物２０６を第１の基板１００に湿式で塗布し、第１の有機化合物層１０４を形成する（ｓｔ３）。第１の有機化合物層１０４は、ホスト材料２０２にドーパント材料２０４が分散された混合層である。
基板上にホスト−ドーパント混合物を塗布する方法は湿式法であれば特に限定されない。例えば、スピンコート法、インクジェット法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、又は印刷法等を用いることができる。以上で、蒸着源となる第１の有機化合物層１０４を得ることができる。このように、所望の蒸着材料を混合して溶媒に溶解或いは分散させることで、湿式法を用いて簡便に蒸着源を形成することが可能である。また、本発明に係る蒸着源は、予め蒸着温度の異なる複数の蒸着材料が混合されている。そのため、共蒸着を適用する場合と異なり、蒸着源は単数となる。
なお、基板上にホスト−ドーパント混合物２０６を塗布した後、形成した第１の有機化合物層１０４が変化しない温度範囲で真空ベークを行ってもよい。また、ホスト−ドーパント混合物２０６は、ホスト材料２０２及びドーパント材料２０４の他に、バインダーとして機能するポリマー（ポリマーバインダーともいわれる）を混合させてもよい。バインダーとしては、ホスト材料２０２及びドーパント材料２０４と反応しない材料であれば特に限定されない。例えば、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリエステル、ポリスルホン、ポリフェニレンオキシド、ポリブタジエン、炭化水素樹脂、ケトン樹脂、フェノキシ樹脂、ポリアミド、エチルセルロース、酢酸ビニル、ＡＢＳ樹脂、ポリウレタン、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル、アルキド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、ポリビニルブチラール、又はポリビニルアセタール等を用いることができる。
次に、第１の基板１００を成膜室内に搬入する。次に、第１の基板１００の第１の有機化合物層１０４が設けられた基板面に対向する第２の基板１０２を配置する。ここでは、第１の有機化合物層１０４と第２の基板１０２の一方の面を対向させる。第２の基板１０２は、蒸着処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。そして、成膜室内の第１の基板１００と第２の基板１０２とを至近距離、具体的には第１の基板１００に設けられた第１の有機化合物層１０４と第２の基板１０２との距離ｄを、０ｍｍ以上５０ｍｍ以下、好ましくは０ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように近づけて対向させる（図１（Ａ）参照）。
なお、距離ｄは、第１の基板１００上に形成された第１の有機化合物層の表面と、第２の基板の表面との距離で定義する。また、第２の基板上に何らかの層（例えば、電極として機能する導電層や隔壁として機能する絶縁層等）が形成されている場合、距離ｄは、第１の基板上の有機化合物層の表面と、第２の基板上に形成された層の表面との距離で定義する。ただし、第２の基板或いは第２の基板上に形成された層の表面に凹凸を有する場合は、距離ｄは、第１の基板上の有機化合物層の表面と、第２の基板或いは第２の基板上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義する。
ここでは材料の利用効率を向上させるために、第１の基板と第２の基板の基板間の距離は狭いほうが好ましいが、本発明はこれに限定されるものではない。材料の利用効率を考慮しないのであれば、第１の基板と第２の基板の距離ｄは５０ｍｍより大きくてもよい。
成膜室内は、真空排気しておくことが好ましい。具体的には、真空度が５×１０−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０−４Ｔｏｒｒ乃至１０−６Ｔｏｒｒ程度の範囲まで真空排気する。成膜室に連結して設けられる真空排気手段は、大気圧から１Ｐａ程度をオイルフリーのドライポンプで真空排気し、それ以上の圧力は磁気浮上型のターボ分子ポンプまたは複合分子ポンプにより真空排気する。成膜室には水分を除去するためにクライオポンプを併設しても良い。このようにすることで、排気手段からの主に油などの有機物による汚染を防止している。内壁面は、電解研磨により鏡面処理し、表面積を減らしてガス放出を防いでいる。
また、成膜室内には、加熱手段が設けられている。第１の基板１００は加熱手段の近傍に配置される。図１では加熱手段としてヒーター１１０を設ける例を示す。なお、加熱手段は特に限定されず、短時間に均一な加熱を行えればよく、例えばランプでもよいし、抵抗加熱方式を利用してもよい。また、第１の基板１００として導電性基板を適用し、該導電性基板に電流を流すことで加熱を行うこともできる。この場合、第１の基板１００は支持基板であり、且つ加熱手段としての機能も有する。
次に、第１の基板１００に設けられた第１の有機化合物層１０４を加熱して蒸発させ、対向して配置された第２の基板１０２の被成膜面（図１では下方面）に第２の有機化合物層１０６を成膜する（図１（Ｂ）参照）。
このようにして、第２の基板１０２の一方の面、具体的には第１の基板１００に対向する基板面に第２の有機化合物層１０６を形成することができる。なお、成膜される第２の有機化合物層１０６の膜厚は、蒸着源となる第１の有機化合物層１０４の膜厚に依存する。このとき、第１の有機化合物層１０４を形成する材料によっては、第２の有機化合物層１０６と第１の有機化合物層１０４との膜厚を、略同じとすることも可能である。つまり、蒸着源によって、蒸着処理により形成する層の膜厚を制御することも可能である。
本実施の形態では、蒸着源となる有機化合物層を基板上に湿式で塗布して形成したものを利用し、蒸着処理を行っている。つまり、蒸着源は被成膜基板と同程度の面積を有する。このようにすることで、従来のルツボや蒸着ボートを用いた場合よりも蒸着源全体を短時間で均一に加熱することが可能となる。よって、被成膜基板である第２の基板に精度良く有機化合物層を成膜することができる。さらに、蒸着源を形成する第１の基板と、被成膜基板である第２の基板との距離ｄを狭めることによって、蒸着材料が第２の基板以外（例えば、成膜室内壁等）へ飛散することを抑えることができる。そのため、蒸着材料を無駄にすることなく、被成膜基板に有機化合物層を成膜することができる。
第１の有機化合物層１０４は、蒸着温度の異なる複数の蒸着材料（ここではホスト材料及びドーパント材料）を含有している。第１の有機化合物層１０４を蒸発させて第２の有機化合物層１０６を成膜するための加熱は、該第１の有機化合物層１０４に含有される蒸着材料が有する蒸着温度のうち、最も高い蒸着温度よりも低い加熱温度で行う。例えば、本実施の形態では、第１の有機化合物層１０４にホスト材料及びドーパント材料が含有されており、ドーパント材料はホスト材料よりも高い蒸着温度を有する。この場合、第１の有機化合物層１０４の加熱は、ドーパント材料の蒸着温度よりも低い加熱温度で行うものとする。好ましくは、ホスト材料の蒸着温度程度で加熱する。さらに好ましくは、ドーパント材料の分解温度よりも低い加熱温度で行うものとする。つまり、第１の有機化合物層１０４の加熱は、ドーパント材料の蒸着温度未満、好ましくはドーパント材料の分解温度未満で行うものとする。
上述のように第１の有機化合物層１０４を加熱して蒸発させることで、第２の有機化合物層１０６を成膜することができる。本実施の形態では、第１の有機化合物層１０４を、当該第１の有機化合物層１０４に含有されるドーパント材料の蒸着温度よりも低い温度で加熱することで、被成膜基板である第２の基板１０２に第２の有機化合物層１０６を形成することができる。このように第１の有機化合物層１０４を形成するための加熱温度をドーパント材料の蒸着温度よりも低い温度とすることができるのは、ホスト材料に極少量のドーパント材料を添加することで、ホスト材料が蒸発する際に、当該ホスト材料に分散されたドーパント材料も一緒に蒸発させることができるためと考えられる。なお、ドーパント材料の分解温度よりも低い蒸着温度を有するホスト材料を用いることで、蒸着材料を分解させることなく、第２の有機化合物層１０６を成膜することが可能になる。このように、選択する蒸着材料によっては、蒸着の際の加熱温度を下げることを可能とする。そのため、本発明は、単体では温度制御が困難な材料、例えば蒸着温度と分解温度が非常に近い材料を蒸着するのに非常に有効である。特に、発光材料としてドーパント材料を用いて発光層を形成する場合、発光材料の分解を防止することができるので、所望の発光を得ることができる。このようにして形成する発光層を適用することで、鮮明な画像表示を行う発光装置を製造することが可能となる。
なお、第１の有機化合物層１０４にバインダーとして機能するポリマーを混合させている場合、選択的にホスト材料及びドーパント材料を蒸発させて、第２の有機化合物層１０６を成膜することが可能である。
第１の有機化合物層１０４の加熱は、成膜室内に設けられた加熱手段を利用して行う。例えば、図１に示すようにヒーター１１０を設ける場合、加熱前（蒸着前）は第１の基板１００からヒーター１１０を離しておき、加熱時に第１の基板１００にヒーター１１０を近づける構成としてもよい。また、ヒーター１１０に連動するスイッチを設けて、オンオフすることにより加熱及び断熱を制御してもよい。加熱手段としてランプを用いる場合は、ランプの点灯及び消灯により、加熱及び断熱を制御することができる。また、加熱手段と第１の基板１００の間に開閉式のシャッターを設けて加熱及び断熱を制御してもよい。
また、加熱手段としてランプを用いる場合、成膜室の内壁の一部を透光性部材として、成膜室の外側にランプを配置してもよい。成膜室の外側にランプを配置すると、ランプのライトバルブの交換などのメンテナンスを簡便なものとすることができる。
また、第１の基板１００として導電性基板を用い、該導電性基板に電流を流して加熱を行うこともできる。例えば、図１４（Ａ）に示すように、導電性基板である第１の基板１００と電気的に接続する電源１５０及びスイッチ１５２を設ける。そして、図１４（Ｂ）に示すようにスイッチ１５２をオンすることで、第１の基板１００に電流を流して加熱を行うことができる。第１の有機化合物層１０４は、第１の基板１００に電流を流すことによって加熱されて蒸発し、第２の基板１０２に第２の有機化合物層１０６を形成することができる。なお、この場合は第１の基板１００は加熱手段の一部としての機能も有する。
なお、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）では、第１の基板１００と第２の基板１０２が同じ大きさの例を示すが、特に限定されず、一方の基板が他方の基板より大きい面積を有していてもよい。
また、被成膜基板に選択的に成膜を行う場合には、第１の基板と第２の基板の間に、開口部を有するマスクを配置すればよい。
本発明に係る発光装置に適用する成膜方法は、蒸着温度の異なる複数の蒸着材料として、ホスト材料及びドーパント材料が、予め所望の重量比で混合されたものを含有した蒸着源を用いている。蒸着源に含有される蒸着材料は均一に蒸発させることができ、蒸着源と同じ蒸着材料を略同じ重量比で含有する有機化合物層を被成膜基板に成膜することができる。このように、本発明に係る成膜方法は、蒸着温度の異なる複数の蒸着材料を用いて成膜する場合、共蒸着のようにそれぞれ蒸着レートを制御する必要がない。そのため、蒸着レート等の複雑な制御を行うことなく、所望の有機化合物層を容易に精度良く成膜することができる。
また、本発明に係る発光装置に適用する成膜方法は、支持基板に形成した蒸着源の膜厚によって、蒸着処理により被成膜基板に成膜される有機化合物層の膜厚を制御することができる。つまり、支持基板に形成した蒸着源をそのまま蒸着すればよいため、膜厚モニターが不要である。よって、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。そのため、スループットの向上を図ることができる。
また、本発明に係る成膜方法は、所望の蒸着材料を無駄にすることなく、被成膜基板に成膜することが可能である。よって、蒸着材料の利用効率が向上し、コスト削減を図ることができる。また、成膜室内壁に蒸着材料が付着することも防止でき、成膜装置のメンテナンスを簡便にすることができる。
よって、本発明を適用することで、所望の有機化合物層の成膜が容易になり、当該有機化合物層を用いた発光装置等の製造におけるスループットを向上させることが可能となる。
なお、本実施の形態では、蒸着源として蒸着材料が形成された基板を用いているが、本発明はこれに限定されるものではない。つまり、被成膜基板と同程度の面積を有する基板を用いた蒸着源でなくともよい。成膜後の膜厚の均一性が特に重要でない場合、例えば、予め混合した蒸着温度の異なる複数の蒸着材料をルツボ或いは蒸着ボート等に入れ、これを蒸着源として用いてもよい。また、蒸着材料をルツボや蒸着ボートに入れる場合、適宜溶媒やバインダー等を加えてもよい。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明を適用して、発光装置を作製する方法について説明する。
例えば、図４（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子を作製することができる。図４（Ａ）に示す発光素子は、基板３００上に第１の電極層３０２、発光層３０４として機能する有機化合物層、第２の電極層３０６が順に積層して設けられている。第１の電極層３０２及び第２の電極層３０６のいずれか一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。陽極から注入される正孔及び陰極から注入される電子が発光層３０４で再結合して、発光を得ることができる。本実施の形態において、発光層３０４はホスト材料に発光材料である極少量のドーパント材料が分散された有機化合物層で形成される。また、第１の電極層３０２を陽極とし、第２の電極層３０６を陰極とする。
また、図４（Ｂ）に示す発光素子は、上述の図４（Ａ）に示す構成に加えて、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層が設けられている。正孔輸送層は、陽極と発光層の間に設けられる。また、正孔注入層は陽極と発光層との間、或いは陽極と正孔輸送層との間に設けられる。一方、電子輸送層は、陰極と発光層との間に設けられ、電子注入層は陰極と発光層との間、或いは陰極と電子輸送層との間に設けられる。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層及び電子注入層は全ての層を設ける必要はなく、適宜求める機能等に応じて選択して設ければよい。図４（Ｂ）では、基板３００上に、陽極として機能する第１の電極層３０２、正孔注入層３２２、正孔輸送層３２４、発光層３０４、電子輸送層３２６、電子注入層３２８、及び陰極として機能する第２の電極層３０６が順に積層して設けられているものとする。
発光層３０４、正孔注入層３２２、正孔輸送層３２４、電子輸送層３２６又は電子注入層３２８は、上記実施の形態１で示した成膜方法を適用して形成することができる。
例えば、図４（Ａ）に示す発光素子を形成する場合、支持基板上に発光層を形成する蒸着源となる第１の有機化合物層を形成し、当該支持基板を被成膜基板に対向させて配置する。支持基板上に形成された第１の有機化合物層を加熱して蒸発させ、被成膜基板上に発光層３０４を形成する。そして、発光層３０４上に第２の電極層３０６を形成する。被成膜基板は、ここでは基板３００である。なお、被成膜基板上には、予め第１の電極層３０２を形成しておく。したがって、支持基板に形成された第１の有機化合物層と、基板３００に形成された第１の電極層３０２と、を対向させる。発光層を形成する蒸着源となる第１の有機化合物層は、ホスト材料に極少量のドーパント材料（発光材料）が分散された混合層である。第１の有機化合物層を形成するホスト材料は、ドーパント材料よりも蒸着温度が低い材料が用いられている。本実施の形態において、第１の有機化合物層は、含有するドーパント材料の蒸着温度よりも低い温度で加熱して蒸発され、被成膜基板上に発光層３０４を形成することができる。また、ドーパント材料の分解温度よりも低い蒸着温度を有するホスト材料を用いると、第１の有機化合物層に含有される蒸着材料を分解させることなく、被成膜基板上に発光層３０４を形成することができる。発光層３０４は第１の有機化合物層と同じ材料を含み、ホスト材料にドーパント材料が分散された構成となる。
また、図４（Ｂ）に示す各種機能層が積層した発光素子を形成する場合は、支持基板上に第１の有機化合物層を形成し、当該支持基板を被成膜基板に対向させて配置し、支持基板上に形成された第１の有機化合物層を加熱して蒸発させ、被成膜基板上に第２の有機化合物層を形成する手順を繰り返せばよい。例えば、支持基板上に正孔注入層を形成する蒸着源となる有機化合物層を形成し、当該支持基板を被成膜基板に対向させて配置した後、支持基板上に形成された有機化合物層を加熱して蒸発させ、被成膜基板上に正孔注入層３２２を形成する。被成膜基板はここでは基板３００であり、予め第１の電極層３０２が設けられている。続けて、支持基板上に正孔輸送層を形成する蒸着源となる有機化合物層を形成し、当該支持基板を被成膜基板に対向させて配置した後、支持基板上に形成された有機化合物層を加熱して蒸発させ、被成膜基板上の正孔注入層３２２上に正孔輸送層３２４を形成する。この後、同様に発光層３０４、電子輸送層３２６、電子注入層３２８を順に積層して形成した後、第２の電極層３０６を形成する。
正孔注入層３２２、正孔輸送層３２４、電子輸送層３２６又は電子注入層３２８は、公知のＥＬ材料を用いて形成すればよい。各層を形成する材料は１種類としてもよいし、複数種類の複合材料としてもよい。複合材料を用いて形成する場合は、上記実施の形態１に示すように、予め材料を混合させて蒸着源となる第１の有機化合物層を形成すればよい。１種類の材料を用いて形成する場合も、上記実施の形態１で示した成膜方法を適用して第１の有機化合物層を形成すればよい。具体的には、所望の材料を溶媒に溶解或いは分散させたものを湿式で塗布して、蒸着源となる第１の有機化合物層を形成すればよい。また、正孔注入層３２２、正孔輸送層３２４、電子輸送層３２６又は電子注入層３２８は、それぞれ単層構造としてもよいし、積層構造としてもよい。例えば、正孔輸送層３２４を、第１の正孔輸送層及び第２の正孔輸送層からなる積層構造としてもよい。
基板３００は、絶縁表面を有する基板または絶縁基板を適用する。具体的には、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスのような電子工業用に使われる各種ガラス基板、石英基板、セラミック基板又はサファイヤ基板等を用いることができる。
第１の電極層３０２又は第２の電極層３０６は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化シリコンを含むインジウム錫酸化物（ＩＴＳＯ）、酸化インジウムにさらに２ｗｔ％乃至２０ｗｔ％の酸化亜鉛を混合したターゲットを用いてスパッタリング法により形成される酸化物（ＩＺＯ）等の酸化物導電材料の他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、窒化チタン、又は窒化カルシウム等を用いて、単層膜又は積層膜で形成することができる。また、アルミニウム、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムとの合金等も用いることができる。なお、発光層３０４で発光する光を外部に取り出すため、第１の電極層３０２又は第２の電極層３０６のいずれか一方或いは両方は、発光を通過させるように形成する。例えば、インジウム錫酸化物等の透光性を有する導電材料を用いて形成するか、或いは、銀、アルミニウム等を数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さとなるように形成する。また、膜厚を薄くした銀、アルミニウムなどの金属薄膜と、ＩＴＯ膜等の透光性を有する導電材料を用いた薄膜との積層構造とすることもできる。なお、第１の電極層３０２又は第２の電極層３０６は、公知の方法を用いて形成すればよい。
以上で、発光素子を作製することができる。本実施の形態に係る発光素子は、本発明を適用することで、発光層をはじめとする各種機能層を容易に形成することができる。そして、このような発光素子を適用して、発光装置を作製することができる。例えば、本発明を適用して作製したパッシブマトリクス型の発光装置の例を図５、図６、及び図７を用いて説明する。
パッシブマトリクス型（単純マトリクス型ともいう）発光装置は、ストライプ状（帯状）に並列された複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設けられており、その交差部に発光層が挟まれた構造となっている。従って、選択された（電圧が印加された）陽極と選択された陰極との交点にあたる画素が点灯することになる。
図５（Ａ）は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図５（Ａ）中の鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図が図５（Ｂ）であり、鎖線Ｂ−Ｂ’で切断した断面図が図５（Ｃ）である。
第１の基板１５０１上には、下地絶縁層として絶縁層１５０４を形成する。なお、下地絶縁層が必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層１５０４上には、ストライプ状に複数の第１の電極層１５１３が等間隔で配置されている。また、第１の電極層１５１３上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁１５１４が設けられ、開口部を有する隔壁１５１４は絶縁材料（感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはＳＯＧ膜（例えば、アルキル基を含むＳｉＯｘ膜））で構成されている。なお、各画素に対応する開口部が発光領域１５２１となる。
開口部を有する隔壁１５１４上に、第１の電極層１５１３と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁１５２２が設けられる。逆テーパ状の隔壁１５２２はフォトリソグラフィ法に従い、未露光部分がパターンとして残るポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
また、平行な複数の逆テーパ状の隔壁１５２２を形成した直後における斜視図を図６に示す。なお、図５と同一の部分には同一の符号を用いている。
開口部を有する隔壁１５１４及び逆テーパ状の隔壁１５２２を合わせた高さは、発光層を含むＥＬ層及び第２の電極層となる導電層の膜厚より大きくなるように設定する。図６に示す構成を有する第１の基板に対して発光層を含むＥＬ層と、導電層とを積層形成すると、図５に示すように複数の領域に分離された、発光層を含むＥＬ層１５１５Ｒ、ＥＬ層１５１５Ｇ、ＥＬ層１５１５Ｂと、第２の電極層１５１６とが形成される。なお、複数に分離された領域は、それぞれ電気的に独立している。第２の電極層１５１６は、第１の電極層１５１３と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁１５２２上にも発光層を含むＥＬ層及び導電層が形成されるが、発光層を含むＥＬ層１５１５Ｒ、１５１５Ｇ、１５１５Ｂ及び第２の電極層１５１６とは分断されている。なお、本実施の形態において、ＥＬ層とは少なくとも発光層を含む層であって、該発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、又は電子注入層等を含んでいてもよい。
ここでは、発光層を含むＥＬ層１５１５Ｒ、１５１５Ｇ、１５１５Ｂを選択的に形成し、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られるフルカラー表示可能な発光装置を形成する例を示している。発光層を含むＥＬ層１５１５Ｒ、１５１５Ｇ、１５１５Ｂはそれぞれ互いに平行なストライプパターンで形成されている。これらのＥＬ層を形成するには、上記実施の形態１に示す成膜方法を適用すればよい。例えば、赤色の発光が得られる発光層の蒸着源を形成した第１支持基板、緑色の発光が得られる発光層の蒸着源を形成した第２支持基板、青色の発光が得られる発光層の蒸着源を形成した第３支持基板をそれぞれ準備する。また、被成膜基板として第１の電極層１５１３が設けられた基板を準備する。そして、第１支持基板、第２支持基板、又は第３支持基板を、被成膜基板と適宜対向して配置し、前記支持基板に形成された蒸着源を加熱して蒸発させ、被成膜基板に発光層を含むＥＬ層を形成する。なお、所望の場所に選択的にＥＬ層を形成するため、適宜マスク等を用いる。
また、全面に同じ発光色を発光する発光層を含むＥＬ層を形成し、単色の発光素子を設けてもよく、モノクロ表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置としてもよい。また、白色発光が得られる発光装置として、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
また、必要であれば、封止缶や封止のためのガラス基板などの封止材を用いて封止する。例えば、第２の基板としてガラス基板を用い、シール材などの接着材を用いて第１の基板と第２の基板とを貼り合わせ、シール材などの接着材で囲まれた空間を密閉なものとする。密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填する。また、発光装置の信頼性を向上させるために、第１の基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥材によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。また、乾燥材としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸着する物質を用いることが可能である。なお、他の乾燥材として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
ただし、発光素子を覆って接する封止材が設けられ、十分に外気と遮断されている場合には、乾燥材は、特に設けなくともよい。
次いで、ＦＰＣなどを実装した発光モジュールの上面図を図７に示す。
なお、本明細書中における発光装置とは、画像表示デバイス、発光デバイス、もしくは光源（照明装置含む）を指す。また、発光装置にコネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）もしくはＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）テープもしくはＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＡＢテープやＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、または発光素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣ（集積回路）が直接実装されたモジュールも全て発光装置に含むものとする。
図７に示すように画像表示を構成する画素部は、走査線群とデータ線群が互いに直交するように交差している。
図５における第１の電極層１５１３が図７の走査線１６０３に相当し、第２の電極層１５１６がデータ線１６０２に相当し、逆テーパ状の隔壁１５２２が隔壁１６０４に相当する。データ線１６０２と走査線１６０３の間には発光層を含むＥＬ層が挟まれており、領域１６０５で示される交差部が画素１つ分となる。
なお、走査線１６０３は配線端で接続配線１６０８と電気的に接続され、接続配線１６０８が入力端子１６０７を介してＦＰＣ１６０９ｂに接続される。また、データ線１６０２は入力端子１６０６を介してＦＰＣ１６０９ａに接続される。
また、必要であれば、射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。
以上でパッシブマトリクス型の発光装置を作製できる。本発明を適用することで、発光素子を構成する有機化合物層を容易に形成することができ、当該発光素子を有する発光装置の製造も簡便になる。また、ホスト材料にドーパント材料が分散された発光層を形成する場合、共蒸着を適用する場合と比べ複雑な制御を必要としない。さらに、ドーパント材料の添加量等も制御し易いため、容易に精度良く成膜でき、所望の発光色も得られやすくなる。また、蒸着材料の利用効率も向上させることができるため、コスト削減を図ることもできる。
また、図７では、駆動回路を基板上に設けていない例を示したが、本発明は特に限定されず、基板に駆動回路を有するＩＣチップを実装させてもよい。
ＩＣチップを実装させる場合、画素部の周辺（外側）の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側ＩＣ、走査線側ＩＣをＣＯＧ方式によりそれぞれ実装する。ＣＯＧ方式以外の実装技術としてＴＣＰやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい。ＴＣＰはＴＡＢテープにＩＣを実装したものであり、ＴＡＢテープを素子形成基板上の配線に接続してＩＣを実装する。データ線側ＩＣ、および走査線側ＩＣは、シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にＴＦＴで駆動回路を形成したものであってもよい。また、片側に一つのＩＣを設けた例を説明しているが、片側に複数個に分割して設けても構わない。
次に、本発明を適用して作製したアクティブマトリクス型の発光装置の例について、図８を用いて説明する。なお、図８（Ａ）は発光装置を示す上面図であり、図８（Ｂ）は図８（Ａ）を鎖線Ａ−Ａ’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板１７１０上に設けられた画素部１７０２と、駆動回路部（ソース側駆動回路）１７０１と、駆動回路部（ゲート側駆動回路）１７０３と、を有する。画素部１７０２、駆動回路部１７０１、及び駆動回路部１７０３は、シール材１７０５によって、素子基板１７１０と封止基板１７０４との間に封止されている。
また、素子基板１７１０上には、駆動回路部１７０１、及び駆動回路部１７０３に外部からの信号（例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等）や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線１７０８が設けられる。ここでは、外部入力端子としてＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）１７０９を設ける例を示している。なお、ここではＦＰＣしか図示されていないが、このＦＰＣにはプリント配線基板（ＰＷＢ）が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにＦＰＣもしくはＰＷＢが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。素子基板１７１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、ソース側駆動回路である駆動回路部１７０１と、画素部１７０２が示されている。
駆動回路部１７０１はｎチャネル型ＴＦＴ１７２３とｐチャネル型ＴＦＴ１７２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、公知のＣＭＯＳ回路、ＰＭＯＳ回路もしくはＮＭＯＳ回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
また、画素部１７０２はスイッチング用ＴＦＴ１７１１と、電流制御用ＴＦＴ１７１２と当該電流制御用ＴＦＴ１７１２の配線（ソース電極又はドレイン電極）に電気的に接続された第１の電極層１７１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極層１７１３の端部を覆って絶縁物１７１４が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物１７１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにするのが好ましい。例えば、絶縁物１７１４の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物１７１４の上端部に曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物１７１４として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。さらに、絶縁物１７１４としては、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、有機化合物又は無機化合物の両者を使用することができる。
第１の電極層１７１３上には、発光層を含むＥＬ層１７００及び第２の電極層１７１６が積層形成されている。第１の電極層１７１３は上述の第１の電極層３０２に相当し、第２の電極層１７１６は第２の電極層３０６に相当する。なお、第１の電極層１７１３をＩＴＯ膜とし、第１の電極層１７１３と接続する電流制御用ＴＦＴ１７１２の配線として窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層膜、或いは窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層膜を適用すると、配線としての抵抗も低く、ＩＴＯ膜との良好なオーミックコンタクトがとれる。なお、ここでは図示しないが、第２の電極層１７１６は外部入力端子であるＦＰＣ１７０９に電気的に接続されている。
ＥＬ層１７００は、少なくとも発光層が設けられており、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層又は電子注入層を適宜設ける構成とする。第１の電極層１７１３、ＥＬ層１７００及び第２の電極層１７１６との積層構造で、発光素子１７１５が形成されている。
また、図８（Ｂ）に示す断面図では発光素子１７１５を１つのみ図示しているが、画素部１７０２において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部１７０２には、３種類（Ｒ、Ｇ、Ｂ）の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、全面に同じ発光色を発光する発光層を含むＥＬ層を形成し、単色の発光素子を設けてもよく、モノクロ表示可能な発光装置、或いはエリアカラー表示可能な発光装置としてもよい。また、白色発光が得られる発光装置として、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
さらにシール材１７０５で封止基板１７０４を素子基板１７１０と貼り合わせることにより、素子基板１７１０、封止基板１７０４、およびシール材１７０５で囲まれた空間１７０７に発光素子１７１５が備えられた構造になっている。なお、空間１７０７には、不活性気体（窒素やアルゴン等）が充填される場合の他、シール材１７０５で充填される構成も含むものとする。
なお、シール材１７０５にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板１７０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。
以上のようにして、本発明を適用して発光装置を得ることができる。アクティブマトリクス型の発光装置は、ＴＦＴを作製するため、１枚あたりの製造コストが高くなりやすいが、本発明を適用することで、発光素子を形成する際の材料のロスを大幅に削減することが可能である。よって、コスト削減を図ることができる。また、本発明を適用することで、ホスト材料に分散された発光材料（ドーパント材料）からなる発光層も容易に形成でき、さらに含有する発光材料の量も制御しやすくなる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明に係る発光装置の作製を可能とする成膜装置の例について説明する。本実施の形態に係る成膜装置の断面の模式図を図９、図１０に示す。
図９（Ａ）において、成膜室８０１は、真空チャンバーであり、第１のゲート弁８０２、及び第２のゲート弁８０３によって他の処理室と連結している。また、成膜室８０１内には、第１の基板支持手段８０４である基板支持機構と、第２の基板支持手段８０５である被成膜基板支持機構と、熱源８０６として上下移動可能なヒーターとを少なくとも有している。
まず、他の成膜室において、支持基板である第１の基板８０７上に材料層８０８を形成する。本実施の形態において、第１の基板８０７は図１に示した第１の基板１００に相当し、材料層８０８は第１の有機化合物層１０４に相当する。ここでは、第１の基板８０７として、銅を主材料とした四角平板状の基板を用いる。また、材料層８０８としては、蒸着可能であり、蒸着温度が異なる複数の材料が混合された混合層を用いる。なお、第１の基板８０７としては、被成膜基板と面積が同じ、若しくはそれより大きい面積を有していれば特に形状は限定されない。また、材料層８０８の形成方法は湿式法であれば特に限定されず、スピンコート法、印刷法、またはインクジェット法などを用いる。
他の成膜室から第１の基板８０７を成膜室８０１に搬送し、基板支持機構にセットする。また、第１の基板８０７における材料層８０８の形成されている面と、被成膜基板である第２の基板８０９の被成膜面とが、対向するように、第１の基板８０７を基板支持機構に固定する。
第２の基板支持手段８０５を移動させて、第１の基板８０７と第２の基板８０９の基板間隔が距離ｄとなるように近づける。なお、距離ｄは、第１の基板８０７上に形成された材料層８０８の表面と、第２の基板８０９の表面との距離で定義する。また、第２の基板８０９上に何らかの層（例えば、電極として機能する導電層や隔壁として機能する絶縁層等）が形成されている場合、距離ｄは、第１の基板８０７上の材料層８０８の表面と、第２の基板８０９上に形成された層の表面との距離で定義する。ただし、第２の基板８０９或いは第２の基板８０９上に形成された層の表面に凹凸を有する場合は、距離ｄは、第１の基板８０７上の材料層８０８の表面と、第２の基板８０９或いは第２の基板８０９上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義する。ここでは、距離ｄを２ｍｍとする。また、第２の基板８０９が石英基板のように硬く、ほとんど変形（反り、撓みなど）しない材料であれば、距離ｄは０ｍｍを下限として近づけることができる。また、図９では基板間隔の制御は、基板支持機構を固定し、被成膜基板支持機構を移動させる例を示しているが、基板支持機構を移動させ、被成膜基板支持機構を固定する構成としてもよい。また、基板支持機構と被成膜基板支持機構の両方を移動させても良い。なお、図９（Ａ）では、第２の基板支持手段８０５を移動させて、第１の基板と第２の基板を近づけて距離ｄとした段階の断面を示している。
また、基板支持機構及び被成膜基板支持機構は、上下方向だけでなく、水平方向にも移動させる機構としてもよく、精密な位置合わせを行う構成としてもよい。また、精密な位置合わせや距離ｄの測定を行うため、成膜室８０１にＣＣＤなどのアライメント機構を設けてもよい。また、成膜室８０１内を測定する温度センサや、湿度センサなどを設けてもよい。
基板間隔を距離ｄに保持した状態で、熱源８０６を支持基板に近づける。なお、均一な加熱が行われるように、熱源８０６と支持基板は広い面積で接することが好ましい。図９（Ａ）では、支持基板の下方で上下移動可能なヒーターを用いている。
熱源８０６を支持基板に近接させると、直接的な熱伝導により短時間に支持基板上の材料層８０８を加熱して蒸発させ、対向して配置された第２の基板８０９の被成膜面（即ち、下平面）に蒸着材料が成膜される。図９（Ａ）に示す成膜装置において、予め第１の基板８０７に材料層８０８が均一な膜厚で得られていれば、膜厚モニターを設置しなくとも、第２の基板に膜厚均一性の高い成膜を行うことができる。また、従来の蒸着装置は、基板を回転させていたが、図９（Ａ）に示す成膜装置は、被成膜基板を回転させずに固定して成膜するため、割れやすい大面積のガラス基板への成膜に適している。また、図９（Ａ）に示す成膜装置は、成膜中、支持基板も回転せずに固定している。
また、待機時の熱源（ヒーター）の輻射による支持基板上の材料層８０８への熱の影響を緩和するため、待機時（蒸着処理前）は熱源８０６と第１の基板８０７（支持基板）との距離を大きく保持してもよい。
図９（Ａ）に示す成膜装置は、従来の蒸着装置に比べ大幅にチャンバー内の容積を小さくすることができる。さらに、チャンバー内の容積を小さくするため、熱源８０６と第１の基板８０７（支持基板）の間に、断熱化のための開閉式のシャッターを設けても良い。
また、熱源８０６はヒーターに限定されず、短時間に均一な加熱を行える加熱手段であればよい。例えば、図９（Ｂ）に示すようにランプ８１０を設けてもよい。なお、図９（Ｂ）において、図９（Ａ）と共通の部分には同じ符号を用いて説明する。図９（Ｂ）に示す例では、ランプ８１０は第１の基板の下方に固定して設けられており、ランプ８１０が点灯した直後に第２の基板８０９の下平面に成膜が行われる。なお、図９（Ｂ）では、ランプ８１０を点灯する前の、第１の基板と第２の基板とを基板距離ｄまで近づけた段階の断面を示している。
ランプ８１０としては、フラッシュランプ（キセノンフラッシュランプ、クリプトンフラッシュランプなど）、キセノンランプ、メタルハライドランプのような放電灯、ハロゲンランプ、タングステンランプのような発熱灯を用いることができる。フラッシュランプは短時間（０．１ミリ秒乃至１０ミリ秒）で非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、第１の基板の面積にかかわらず、効率よく均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変えることによって第１の基板の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは寿命が長く、発光待機時の消費電力が低いため、ランニングコストを低く抑えることができる。また、フラッシュランプを用いることにより、急速加熱が容易となり、ヒーターを用いた場合の上下機構やシャッター等を簡略化できる。従って、さらなる成膜装置の小型化が図れる。
また、図９（Ｂ）では、ランプ８１０を成膜室８０１内に設置する例を示しているが、成膜室の内壁の一部を透光性部材として、成膜室の外側にランプ８１０を配置してもよい。成膜室８０１の外側にランプ８１０を配置すると、ランプ８１０のライトバルブの交換などのメンテナンスを簡便なものとすることができる。
また、図９（Ｃ）は、第２の基板８０９の温度を調節する機構を備えた成膜装置の例を示す。図９（Ｃ）において、図９（Ａ）、（Ｂ）と共通の部分には同じ符号を用いて説明する。図９（Ｃ）では、第２の基板支持手段８０５に冷媒を流すチューブ８１１が設けられている。冷媒を流すチューブ８１１により、第２の基板支持手段８０５は、コールドプレートとすることができる。なお、チューブ８１１は、第２の基板支持手段８０５の上下移動に追随できるような仕組みとなっている。なお、ここでは冷媒ガスや、液体の冷媒を流すチューブを用いた例を示したが、冷却する手段として、ペルチェ素子などを第２の基板支持手段８０５に設けてもよい。
蒸発材料の異なる材料層を積層する場合に、図９（Ｃ）の成膜装置は有用である。例えば、第２の基板に既に第１の材料層が設けられている場合、その上に第１の材料層よりも蒸着温度が高い第２の材料層を積層することができる。図９（Ａ）においては、第２の基板と第１の基板が近接するため、第２の基板に予め成膜されている第１の材料層が、蒸発してしまう恐れがある。そこで、図９（Ｃ）の成膜装置とすると、冷却機構によって第２の基板に予め成膜されている第１の材料層の蒸発を抑えつつ、第２の材料層を積層することができる。
また、冷却機構だけでなく、第２の基板支持手段８０５にヒーターなどの加熱手段を設けてもよい。第２の基板の温度を調節する機構（加熱または冷却）を設けることで、基板の反りなどを抑えることができる。
なお、図９（Ａ）乃至（Ｃ）には、被成膜基板の成膜面が下方となるフェイスダウン方式の成膜装置の例を示したが、図１０（Ａ）、１０（Ｂ）に示すようにフェイスアップ方式の成膜装置を適用することもできる。
図１０（Ａ）において、成膜室９０１は、真空チャンバーであり、第１のゲート弁９０２、及び第２のゲート弁９０３によって他の処理室と連結している。また、成膜室９０１内には、第１の基板支持手段９０５である被成膜基板支持機構と、第２の基板支持手段９０４である基板支持機構と、熱源９０６として上下移動可能なヒーターとを少なくとも有している。
成膜の手順は、まず、他の成膜室において、支持基板である第２の基板９０７上に材料層９０８を形成する。本実施の形態において、第２の基板９０７は図１に示した第１の基板１００に相当する。第２の基板９０７としては、被成膜基板と面積が同じ、若しくはそれより大きい面積を有していれば特に形状は限定されない。また、材料層９０８は第１の有機化合物層１０４に相当し、蒸着可能であり、蒸着温度の異なる複数の材料を含有する。材料層９０８の形成方法は湿式法であれば特に限定されず、スピンコート法、印刷法、またはインクジェット法などを用いる。
他の成膜室から第２の基板９０７を成膜室９０１に搬送し、基板支持機構にセットする。また、第２の基板９０７における材料層９０８の形成されている面と、第１の基板９０９の被成膜面とが、対向するように基板支持機構に第２の基板を固定する。また、図１０（Ａ）に示すように、この構成は、基板の成膜面が上方となるからフェイスアップ方式の例を示している。フェイスアップ方式の場合、撓みやすい大面積のガラス基板をフラットな台に載せる、或いは複数のピンで支持することで基板のたわみをなくし、基板全面において均一な膜厚が得られる成膜装置とすることができる。
第１の基板支持手段９０５を移動させて、第２の基板９０７と第１の基板９０９を近づけて距離ｄとする。なお、距離ｄは、第２の基板９０７に形成された材料層９０８の表面と、第１の基板９０９の表面との距離で定義する。また、第１の基板９０９上に何らかの層（例えば、電極として機能する導電層や隔壁として機能する絶縁層等）が形成されている場合、距離ｄは、第２の基板９０７の材料層９０８の表面と、第１の基板９０９上に形成された層の表面との距離で定義する。ただし、第１の基板９０９或いは第１の基板９０９に形成された層の表面に凹凸を有する場合は、距離ｄは、第２の基板９０７上の材料層９０８の表面と、第１の基板９０９或いは第１の基板９０９上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義する。ここでは、距離ｄを５ｍｍとする。また、基板支持機構を固定し、被成膜基板支持機構を移動させる例を示したが、基板支持機構を移動させ、被成膜基板支持機構を固定する構成としてもよい。また、基板支持機構と被成膜基板支持機構の両方を移動させて距離ｄを調節しても良い。
図１０（Ａ）に示すように基板距離ｄを保持した状態で、熱源９０６を近づけて支持基板に近接させる。なお、均一な加熱が行われるように、熱源９０６と支持基板は広い面積で接することが好ましい。図１０（Ａ）では、支持基板の上方で上下移動可能なヒーターを用いている。
熱源９０６を近づけて支持基板に近接させると、直接的な熱伝導により短時間に支持基板上の材料層９０８を加熱して蒸発させ、対向して配置された第１の基板９０９の被成膜面（即ち、上平面）に蒸着材料が成膜される。このようにすることで、従来の大容量のチャンバーである蒸着装置に比べチャンバー容量が大幅に小さい小型の成膜装置を実現できる。
また、熱源９０６はヒーターに限定されず、短時間に均一な加熱を行える加熱手段であればよい。例えば、図１０（Ｂ）に示すようにランプ９１０を設けてもよい。なお、図１０（Ｂ）において、図１０（Ａ）と共通の部分には同じ符号を用いて説明する。図１０（Ｂ）に示す例では、ランプ９１０は第２の基板の上方に固定して設けられており、ランプ９１０が点灯した直後に第１の基板９０９の上平面に成膜が行われる。
なお、図９（Ａ）乃至（Ｃ）及び図１０（Ａ）、（Ｂ）では基板横置き方式の成膜装置の例を示したが、図１０（Ｃ）に示すように基板縦置き方式の成膜装置を適用することもできる。
図１０（Ｃ）において、成膜室９５１は、真空チャンバーである。また、成膜室９５１内には、第１の基板支持手段９５４である基板支持機構と、第２の基板支持手段９５５である被成膜基板支持機構と、熱源としてランプ９６０と少なくとも有している。
成膜室９５１は、図示しないが、被成膜基板が縦置きで搬送される第１の搬送室と連結している。また、図示しないが、支持基板が縦置きで搬送される第２の搬送室と連結している。また、本明細書では、基板面が水平面に対して垂直に近い角度（７０度乃至１１０度の範囲）にすることを基板の縦置きと呼ぶ。大面積のガラス基板などは撓みが生じやすいため、縦置きで搬送することが好ましい。
また、熱源は、ヒーターよりもランプ９６０を用いて加熱するほうが、大面積のガラス基板に適している。
成膜の手順は、まず、他の成膜室において、支持基板である第１の基板９５７の一方の面に材料層９５８を形成する。なお、第１の基板９５７は、図１に示した第１の基板１００に相当し、材料層９５８は第１の有機化合物層１０４に相当する。
次に、他の成膜室から第１の基板９５７を成膜室９５１に搬送し、基板支持機構にセットする。また、第１の基板９５７における材料層９５８の形成されている面と、第２の基板９５９の被成膜面とが、対向するように基板支持機構に第１の基板９５７を固定する。
次に、基板距離ｄを保持した状態で、ランプ９６０から光を照射して支持基板を急速に加熱する。支持基板を急速に加熱すると、間接的な熱伝導により短時間に支持基板上の材料層９５８を加熱して蒸発させ、対向して配置された被成膜基板である第２の基板９５９の被成膜面に蒸着材料が成膜される。このようにすることで、従来の大容量のチャンバーである蒸着装置に比べチャンバー容量を大幅に小さい小型の成膜装置を実現できる。
また、本実施の形態に示した成膜装置を複数設け、マルチチャンバー型の製造装置にすることができる。勿論、他の成膜方法の成膜装置との組み合わせも可能である。また、本実施の形態に示した成膜装置を直列に複数並べて、インライン型の製造装置にすることもできる。
また、本実施の形態で示した図９（Ａ）乃至図１０（Ｃ）の成膜装置において、第１の基板８０７、第２の基板９０７、又は第１の基板９５７である支持基板として導電性基板を適用し、該支持基板に電流を流して加熱を行い、蒸着処理を行うことも可能である。この場合、支持基板そのものも熱源の一部として機能する。
このような成膜装置を用い、本発明に係る発光装置を作製することが可能である。本発明は、蒸着源を湿式法で容易に準備できる。また、蒸着源をそのまま蒸着すればよいため、膜厚モニターを不要にできる。よって、成膜工程を全自動化でき、スループットの向上を図ることができる。また、成膜室内壁に蒸着材料が付着することも防止でき、成膜装置のメンテナンスを簡便にすることができる。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明を適用して作製した発光装置を用いて完成させた様々な電気器具について、図１１を用いて説明する。
本発明に係る発光装置を適用した電気器具として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ等のカメラ、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）、照明器具などが挙げられる。これらの電気器具の具体例を図１１に示す。
図１１（Ａ）は表示装置であり、筐体８００１、支持台８００２、表示部８００３、スピーカー部８００４、ビデオ入力端子８００５等を含む。本発明を用いて形成される発光装置をその表示部８００３に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。本発明を適用することでスループットを向上できるため、表示装置の製造における生産性を向上させることができる。また、表示装置の製造における材料のロスを削減できるため、製造コストの低減を図ることができ、安価な表示装置を提供することができる。
図１１（Ｂ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体８１０１、筐体８１０２、表示部８１０３、キーボード８１０４、外部接続ポート８１０５、マウス８１０６等を含む。本発明の成膜装置を用いて形成された発光素子を有する発光装置をその表示部８１０３に用いることにより作製される。本発明を適用することでスループットを向上できるため、表示装置の製造における生産性を向上させることができる。また、表示装置の製造における材料のロスを削減できるため、製造コストの低減を図ることができ、安価なノート型パーソナルコンピュータを提供することができる。
図１１（Ｃ）はビデオカメラであり、本体８２０１、表示部８２０２、筐体８２０３、外部接続ポート８２０４、リモコン受信部８２０５、受像部８２０６、バッテリー８２０７、音声入力部８２０８、操作キー８２０９、接眼部８２１０等を含む。本発明の成膜装置を用いて形成された発光素子を有する発光装置をその表示部８２０２に用いることにより作製される。本発明を適用することでスループットを向上できるため、表示装置の製造における生産性を向上させることができる。また、表示装置の製造における材料のロスを削減できるため、製造コストの低減を図ることができ、安価なビデオカメラを提供することができる。
図１１（Ｄ）は卓上照明器具であり、照明部８３０１、傘８３０２、可変アーム８３０３、支柱８３０４、台８３０５、電源８３０６を含む。本発明の成膜装置を用いて形成される発光装置を照明部８３０１に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。本発明を適用することでスループットを向上できるため、表示装置の製造における生産性を向上させることができる。また、表示装置の製造における材料のロスを削減できるため、製造コストの低減を図ることができ、安価な卓上照明器具を提供することができる。
図１１（Ｅ）は携帯電話であり、本体８４０１、筐体８４０２、表示部８４０３、音声入力部８４０４、音声出力部８４０５、操作キー８４０６、外部接続ポート８４０７、アンテナ８４０８等を含む。本発明の成膜装置を用いて形成された発光素子を有する発光装置をその表示部８４０３に用いることにより作製される。本発明を適用することでスループットを向上できるため、表示装置の製造における生産性を向上させることができる。また、表示装置の製造における材料のロスを削減できるため、製造コストの低減を図ることができ、安価な携帯電話を提供することができる。
以上のようにして、本発明に係る発光装置を適用して電気器具や照明器具を得ることができる。本発明に係る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適用することが可能である。
なお、本実施の形態は、本明細書で示す他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。
本発明を適用して、ホスト材料にドーパント材料が分散された有機化合物層を実際に成膜し、ホスト材料にドーパント材料が均一に分散されていることを確認した実験について、図１２、図１３を用いて説明する。
まず、ホスト材料としてＮＰＢを０．１ｇ、ドーパント材料としてＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）を０．００５ｇ準備し、溶媒であるトルエンを１０ｇ用いて混合させた。また、支持基板である第１の基板４０００として、厚さ０．２ｍｍ、面積９０ｍｍ×９０ｍｍのタングステンを主成分とする基板を準備した。
スピンコート法により、第１の基板４０００上にＮＰＢ及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）を含む混合液を滴下して第１の有機化合物層４０１０を形成した。第１の基板４０００の周縁部はアセトンを染みこませた布で拭き、第１の基板４０００の周縁部における第１の有機化合物層４０１０は除去した。このとき、第１の基板４０００の裏面及び側面に付着した第１の有機化合物層４０１０も除去した。
次に、被成膜基板である第２の基板４０１２として石英基板を準備した。そして、図１２（Ａ）に示すように第１の基板４０００の第１の有機化合物層４０１０が設けられている面に対向するように、第２の基板４０１２を配置した。このとき、第１の基板４０００と第２の基板４０１２との間にスペーサ４００２を設け、第１の基板４０００と第２の基板４０１２との距離ｄ’は１．４ｍｍとなるようにした。スペーサ４００２は、膜厚０．７ｍｍのガラス片２枚を重ねたものを用いた。また、スペーサ４００２は第１の有機化合物層４０１０を除去した第１の基板４０００周縁部に設けた。
次に、第１の基板４０００に直流電圧を印加して１４．５Ａの電流をおよそ１分間流した。ここでは第１の基板４０００の周縁部の２箇所を導電性の電極用板で挟み、電流を流した。その結果、第１の有機化合物層４０１０が加熱され、蒸発して、図１２（Ｂ）に示すように、第２の基板４０１２に第２の有機化合物層４０１４が形成された。なお、第２の基板４０１２に形成された第２の有機化合物層４０１４は、第１の基板４０００周縁部を除去した状態の第１の有機化合物層４０１０と略同じ面積に形成された。
図１３に、第１の有機化合物層４０１０のトルエン溶液状態の発光スペクトルＡと、第２の有機化合物層４０１４の薄膜状態での発光スペクトルＢを示す。図１３において、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は発光強度（任意単位）を表す。図１３に示す発光スペクトルＡ及び発光スペクトルＢからは、ＮＰＢ由来とＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）由来のピークが確認できる。これら２成分のピーク強度の比率はスペクトルＡ、スペクトルＢともほぼ同じであることがわかる。よって、第２の有機化合物層４０１４は、溶液状態と同じようにドーパント材料がホスト材料に均一に分散されていることがわかった。
本発明を適用して、ホスト材料にドーパント材料が分散された有機化合物層を実際に成膜し、ドーパント材料の蒸着温度よりも低い温度で蒸着可能であることを確認した実験について説明する。
まず、ホスト材料としてＮＰＢを０．１ｇ、ドーパント材料としてＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）を０．０１ｇ準備し、溶媒であるクロロホルムを１０ｇ用いて混合させた。また、支持基板である第１の基板５０００として、厚さ０．０５ｍｍ、面積５０ｍｍ×５０ｍｍの銀を主成分とする基板を準備した。
スピンコート法により、第１の基板５０００上にＮＰＢ及びＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）を含む混合液を滴下して第１の有機化合物層５０１０を形成した。なお、第１の基板５０００の周縁部はアセトンを染みこませた布で拭き、第１の基板５０００の周縁部における第１の有機化合物層５０１０は除去した。このとき、第１の基板５０００の裏面及び側面に付着した第１の有機化合物層５０１０も除去した。
次に、被成膜基板である第２の基板５０１２として石英基板を準備した。そして、図１５（Ａ）に示すように第１の基板５０００の第１の有機化合物層５０１０が設けられている面に対向するように、第２の基板５０１２を配置した。第１の基板５０００は、スイッチ５０１６がオフ状態であるヒーター５０１８の上に配置した。なお、ここでは、ヒーター５０１８の電源は図示しないものとする。また、第１の基板５０００と第２の基板５０１２との間にスペーサ５００２を設け、第１の基板５０００と第２の基板５０１２との距離ｄ’は１．４ｍｍとなるようにした。スペーサ５００２は、膜厚０．７ｍｍのガラス片２枚を重ねたものを用いた。また、スペーサ５００２は第１の有機化合物層５０１０を除去した第１の基板５０００周縁部に設けた。
次に、図１５（Ｂ）に示すようにスイッチ５０１６をオンにし、ヒーターの設定温度を３００℃程度にして、第１の有機化合物層５０１０を加熱したところ、第２の基板５０１２に第２の有機化合物層５０１４が形成されていた。なお、第２の基板５０１２に形成された第２の有機化合物層５０１４は、第１の基板５０００周縁部を除去した状態の第１の有機化合物層５０１０と略同じ面積に形成された。
次に、ドーパント材料のみ含有する有機化合物層を成膜した実験について説明する。なお、第１の基板５２００、第２の基板５２１２、スペーサ５２０２、ヒーター５２１８、スイッチ５２１６は、それぞれ第１の基板５０００、第２の基板５０１２、スペーサ５００２、ヒーター５０１８、スイッチ５０１６に相当する。
先の実験でドーパント材料として用いたＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）を０．１ｇのみを準備し、溶媒であるクロロホルムを１０ｇ用いて混合させた。その溶液を、スピンコート法により、第１の基板５２００上に滴下して第１の有機化合物層５２１０を形成した。第１の基板５２００の周縁部はアセトンを染みこませた布で拭き、第１の基板５２００の周縁部における第１の有機化合物層５２１０は除去した。このとき、第１の基板５２００の裏面及び側面に付着した第１の有機化合物層５２１０も除去した。
次に、図１５（Ｃ）に示すように第１の基板５２００の第１の有機化合物層５２１０が設けられている面に対向するように、第２の基板５２１２を配置した。第１の基板５２００は、スイッチ５２１６がオフ状態であるヒーター５２１８の上に配置した。なお、ここでは、ヒーター５２１８の電源は図示しないものとする。また、第１の基板５２００と第２の基板５２１２との間にスペーサ５２０２を設け、第１の基板５２００と第２の基板５２１２との距離ｄ’は１．４ｍｍとなるようにした。また、スペーサ５２０２は第１の有機化合物層５２１０を除去した第１の基板５２００周縁部に設けた。
次に、図１５（Ｄ）に示すようにスイッチ５２１６をオンにし、第１の有機化合物層５２１０を加熱した。第１の有機化合物層５２１０は、ヒーター５２１８の温度がおよそ３５０℃になったときに蒸着が開始した。そのままヒーター温度を３５０℃程度に保持して３０分以上加熱したところ、第２の基板５２１２に第２の有機化合物層５２１４が形成された。なお、第２の基板５２１２に形成された第２の有機化合物層５２１４は、第１の基板５２００周縁部を除去した状態の第１の有機化合物層５２１０と略同じ面積に形成された。
以上より、ドーパント材料であるＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）をホスト材料に分散した有機化合物層を蒸着する場合は、ドーパント材料のみを含有する有機化合物層を蒸着する場合よりも、低い加熱温度で成膜できることがわかった。
また、ドーパント材料として用いたＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）は、優れた特性を有する赤色の発光材料である。しかし、Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）は、蒸発温度（昇華温度）が３２０℃、分解温度が３３０℃と非常に近いため、蒸着ボートやルツボなどを用いた従来の蒸着法で成膜すると、大部分が蒸着されずに分解されてしまうという問題があった。しかしながら、本発明を適用することで、蒸着処理の際の加熱温度を低くできるため、ドーパント材料であるＩｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ）を分解せず、且つホスト材料であるＮＰＢに分散された膜を成膜できることがわかった。したがって、本発明は、このように単体では蒸着が制御困難な材料、例えば蒸着温度と分解温度の差が近い材料の蒸着に、特に有効であることがわかった。
本発明に係る成膜工程の断面を示す模式図。 本発明に係る蒸着源の作製工程の例を示すフローチャート図。 本発明に係る蒸着源の作製工程の例を示すフローチャート図。 発光素子の例を示す図。 パッシブマトリクス型発光装置の上面図および断面図の例。 パッシブマトリクス型発光装置の斜視図の一例。 パッシブマトリクス型発光装置の上面図の一例。 アクティブマトリクス型発光装置の上面図および断面図の一例。 成膜装置の例を示す図。 成膜装置の例を示す図。 電気器具の例を示す図。 実施例１の成膜工程の断面を示す模式図。 実施例１の発光スペクトルを示す図。 本発明に係る成膜工程の断面を示す模式図。 実施例２の成膜工程の断面を示す模式図。
符号の説明
１００ 第１の基板
１０２ 第２の基板
１０４ 第１の有機化合物層
１０６ 第２の有機化合物層
１１０ ヒーター
１５０ 電源
１５２ スイッチ

Claims (2)

  1. 第１の基板上に、ホスト材料及び前記ホスト材料よりも蒸着温度が高いドーパント材料を含有する第１の有機化合物層を形成し、
    第１の電極を有する第２の基板を前記第１の基板と対向する位置に配置し、前記第１の電極と前記第１の有機化合物層とを対向させ、
    前記第１の基板と前記第２の基板との間に、開口部を有するマスクを配置し、
    ヒーターまたはランプを用いて、前記第１の有機化合物層を前記ホスト材料の蒸着温度以上前記ドーパント材料の蒸着温度未満の温度に加熱することにより、前記第２の基板上に設けられた前記第１の電極上に、第２の有機化合物層を選択的に形成し、
    前記第２の有機化合物層上に第２の電極を形成し、
    前記ドーパント材料は、（アセチルアセトナート）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウムであることを特徴とする発光装置の作製方法。
  2. 請求項１において、
    前記第１の有機化合物層は湿式法で形成することを特徴とする発光装置の作製方法。
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