JP5367415B2 - Method for manufacturing light emitting device and substrate for film formation - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発光装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a light-emitting device.
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期待されている。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。 A light-emitting element using an organic compound having characteristics such as thin and light weight, high-speed response, and direct current low-voltage driving as a light emitter is expected to be applied to a next-generation flat panel display. In particular, a display device in which light emitting elements are arranged in a matrix is considered to be superior to a conventional liquid crystal display device in that it has a wide viewing angle and excellent visibility.
発光素子の発光機構は、一対の電極間にEL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EL層の発光中心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緩和す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。 The light-emitting mechanism of the light-emitting element is such that when a voltage is applied with an EL layer sandwiched between a pair of electrodes, electrons injected from the cathode and holes injected from the anode are recombined at the emission center of the EL layer. It is said that when excitons are formed and the molecular excitons relax to the ground state, they emit energy and emit light. Singlet excitation and triplet excitation are known as excited states, and light emission is considered to be possible through either excited state.
発光素子を構成するEL層は、少なくとも発光層を有する。また、EL層は、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを有する積層構造とすることもできる。 The EL layer included in the light-emitting element has at least a light-emitting layer. In addition, the EL layer can have a stacked structure including a hole injection layer, a hole transport layer, an electron transport layer, an electron injection layer, and the like in addition to the light-emitting layer.
また、EL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法を用いて成膜され、高分子系材料はインクジェット法やスピンコート法などを用いて成膜されることが多い。 Further, EL materials for forming the EL layer are roughly classified into low molecular (monomer) materials and high molecular (polymer) materials. In general, a low molecular weight material is often formed using a vapor deposition method, and a high molecular weight material is often formed using an ink jet method or a spin coat method.
蒸着法の場合に用いられる蒸着装置は、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、ルツボ内のEL材料を加熱するヒーターと、昇華するEL材料の拡散を防止するシャッターとを有している。そして、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。このとき、均一に成膜を行うために、被成膜基板を回転させ、さらに、300mm×360mmの大きさの基板でも、基板とルツボとの間の距離は1m程度離す必要がある。よって、処理する基板が大型化した場合には、蒸着装置もそれ以上に大型化する必要があるため、蒸着法を用いて成膜できる基板の大きさには、現実的には限界があると考えられる。 A vapor deposition apparatus used in the case of the vapor deposition method has a substrate placed on a substrate holder, an EL material, that is, a crucible (or vapor deposition boat) enclosing the vapor deposition material, a heater for heating the EL material in the crucible, and a sublimation EL. And a shutter for preventing diffusion of the material. Then, the EL material heated by the heater is sublimated and deposited on the substrate. At this time, in order to uniformly form a film, the deposition target substrate is rotated, and even the substrate having a size of 300 mm × 360 mm needs to have a distance of about 1 m between the substrate and the crucible. Therefore, when the substrate to be processed is enlarged, the vapor deposition apparatus needs to be further enlarged, so that there is a practical limit to the size of the substrate that can be formed using the vapor deposition method. Conceivable.
また、蒸着法で、赤、緑、青の発光素子を用いてフルカラーの表示装置を作製することを考えた場合、基板と蒸発源との間に、基板と接してシャドーマスクが設置され、このマスクを介して塗り分けが実現される。 In addition, when considering a full color display device using red, green, and blue light emitting elements by vapor deposition, a shadow mask is installed between the substrate and the evaporation source in contact with the substrate. Different colors are realized through the mask.
しかしながら、フルカラーの表示装置を作製するために用いるシャドーマスクは、開口部を精密に作製する必要があるため、非常に薄くなっている。よって、基板の大型化に従い、シャドーマスクを大型化すると、シャドーマスクがたわみ、開口部の大きさが変化するなどの問題が生じていた。また、シャドーマスクの画素部に対応する領域にシャドーマスクの強度を補強する手段を導入することは難しいため、大面積の表示領域を作製する場合には、補強手段の適用も困難となる。 However, a shadow mask used for manufacturing a full-color display device is extremely thin because an opening needs to be precisely manufactured. Therefore, when the shadow mask is enlarged in accordance with the increase in the size of the substrate, problems such as deflection of the shadow mask and change in the size of the opening have occurred. In addition, since it is difficult to introduce a means for reinforcing the strength of the shadow mask in a region corresponding to the pixel portion of the shadow mask, it is difficult to apply the reinforcing means when manufacturing a large display area.
また、表示装置の高精細化(画素数の増大)に伴う各表示画素ピッチの微細化への要望はより高まっており、さらにシャドーマスクが薄くなる傾向にある。 In addition, there is a growing demand for finer display pixel pitches with higher definition of display devices (increasing the number of pixels), and the shadow mask tends to be thinner.
一方、被成膜基板に直接EL層をインクジェット法やスピンコート法などの湿式法より成膜する方法は、基板が大型化した場合にも対応が可能であるが、均一な膜を形成することが困難である。また、湿式法を用いる場合には、EL材料を含む組成物または溶液を塗布した後、焼成し溶媒を除去する必要がある。よって、EL材料を含む層を積層する場合には、塗布する工程と焼成する工程を繰り返す必要があり、非常に時間を要する。また、インクジェット法などの湿式法を用いて積層する場合、既に形成されている層が溶解しない溶媒を用いて成膜しなければならず、用いる材料の選択肢や積層構造の選択肢が限られてしまう。用いる材料の選択肢や積層構造の選択肢が限られてしまうと、発光素子の性能(発光効率や寿命など)が大きく制限されてしまう。よって、優れた構成の発光素子であっても発光装置に応用できないなど、発光装置の性能の向上にとって大きな障害となってしまう。 On the other hand, a method of directly depositing an EL layer on a deposition target substrate by a wet method such as an ink-jet method or a spin coat method can be applied even when the substrate is enlarged, but a uniform film is formed. Is difficult. Further, in the case of using a wet method, it is necessary to apply a composition or solution containing an EL material and then calcinate to remove the solvent. Therefore, in the case where a layer containing an EL material is stacked, it is necessary to repeat the step of applying and the step of baking, which is very time consuming. In addition, in the case of stacking using a wet method such as an ink jet method, a film must be formed using a solvent in which an already formed layer does not dissolve, and options for materials to be used and options for a layered structure are limited. . If the choice of the material to be used and the choice of the laminated structure are limited, the performance (emission efficiency, lifetime, etc.) of the light emitting element is greatly limited. Therefore, even a light-emitting element having an excellent structure cannot be applied to a light-emitting device, which is a major obstacle to improving the performance of the light-emitting device.
よって、本発明は、発光装置の作製において、製造に要する時間(タクトタイム)を短くし、生産性を向上させることを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to shorten the time required for manufacturing (tact time) and improve productivity in manufacturing a light-emitting device.
本発明の一態様は、透光性支持基板の一方の面に、光吸収層と光吸収層上に湿式法を用いて形成した第1の材料層とを有する第1の成膜用基板と、第1の電極を有する素子基板とを用い、素子基板の第1の電極が形成された面と、第1の成膜用基板の第1の材料層が形成された面とを対向して配置し、第1の成膜用基板の透光性支持基板側から周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光を照射し、光吸収層に接している材料層を加熱し、材料層の少なくとも一部を第2の基板の第1の電極上に成膜する工程を有し、第1の成膜用基板を他の材料層が形成された第2の成膜用基板と交換し、工程を繰り返すことで、少なくとも第1の電極上に、複数の層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法である。 One embodiment of the present invention includes a first film-formation substrate including a light-absorbing layer and a first material layer formed on the light-absorbing layer by a wet method on one surface of the light-transmitting support substrate. The element substrate having the first electrode is used, and the surface of the element substrate on which the first electrode is formed and the surface of the first film formation substrate on which the first material layer is formed are opposed to each other. The material layer is disposed and irradiated with a laser beam having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less from the translucent support substrate side of the first film formation substrate, and the material layer in contact with the light absorption layer is heated. A step of forming a film on at least a part of the first electrode of the second substrate, and replacing the first film-forming substrate with a second film-forming substrate on which another material layer is formed. A method for manufacturing a light-emitting device is characterized in that a plurality of layers are formed on at least the first electrode by repeating the steps.
上記構成において、工程のうち少なくとも一は、透光性支持基板と光吸収層との間に、開口部を有する反射層が形成されている成膜用基板を用いることを特徴とする。反射層を設けることにより、所望のパターンの膜を成膜することができる。 In the above structure, at least one of the steps is characterized by using a deposition substrate in which a reflective layer having an opening is formed between a light-transmitting support substrate and a light absorption layer. By providing the reflective layer, a film having a desired pattern can be formed.
また、上記構成において、成膜用基板は、反射層と光吸収層との間に、断熱層を有していてもよい。断熱層を設けることにより、成膜パターンのボケを抑制することができる。断熱層のレーザ光に対する透過率は60%以上であり、かつ断熱層に用いる材料の熱伝導率は、反射層および光吸収層に用いる材料の熱伝導率よりも小さいことが好ましい。また、断熱層を構成する材料としては、酸化チタン、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化ジルコニウム、炭化珪素などが挙げられる。また、断熱層の膜厚は、10nm以上2μm以下であることが好ましい。 In the above structure, the deposition substrate may include a heat insulating layer between the reflective layer and the light absorption layer. By providing the heat insulating layer, it is possible to suppress blurring of the film formation pattern. The heat transmittance of the heat insulating layer with respect to laser light is preferably 60% or more, and the heat conductivity of the material used for the heat insulating layer is preferably smaller than the heat conductivity of the material used for the reflective layer and the light absorbing layer. Examples of the material constituting the heat insulating layer include titanium oxide, silicon oxide, silicon nitride oxide, zirconium oxide, and silicon carbide. Moreover, it is preferable that the film thickness of a heat insulation layer is 10 nm or more and 2 micrometers or less.
また、上記構成において、反射層は、レーザ光に対する反射率が85%以上であることが好ましい。反射層を構成する材料としては、アルミニウム、銀、金、白金、銅、アルミニウムを含む合金、銀を含む合金、または酸化インジウム−酸化スズなどが挙げられる。 In the above structure, the reflective layer preferably has a reflectance of 85% or more with respect to laser light. Examples of the material constituting the reflective layer include aluminum, silver, gold, platinum, copper, an alloy containing aluminum, an alloy containing silver, or indium oxide-tin oxide.
また、上記構成において、光吸収層は、光に対する反射率が70%以下であることが好ましい。また、光吸収層の膜厚は、10nm以上600nm以下であることが好ましい。光吸収層を構成する材料としては、金属窒化物、金属、カーボンなどが挙げられる。 In the above structure, the light absorption layer preferably has a reflectance with respect to light of 70% or less. Moreover, it is preferable that the film thickness of a light absorption layer is 10 nm or more and 600 nm or less. Examples of the material constituting the light absorption layer include metal nitride, metal, and carbon.
また、上記構成において、材料層は有機化合物からなる層であることが好ましい。 In the above structure, the material layer is preferably a layer made of an organic compound.
また、上記構成において、レーザ光は線状に成形されていることが好ましい。 In the above configuration, the laser beam is preferably formed in a linear shape.
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。 Note that a light-emitting device in this specification refers to an image display device, a light-emitting device, or a light source (including a lighting device). In addition, a module in which a connector such as an FPC (Flexible Printed Circuit) or TAB (Tape Automated Bonding) tape or TCP (Tape Carrier Package) is attached to the light emitting device, or a printed wiring board provided on the end of the TAB tape or TCP In addition, a module in which an IC (integrated circuit) is directly mounted on a light emitting element by a COG (Chip On Glass) method is also included in the light emitting device.
本発明を適用することにより、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短くし、生産性を向上させることができる。 By applying the present invention, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened and productivity can be improved.
以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣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得ることが可能である。従って、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。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description, and various changes can be made in form and details without departing from the spirit and scope of the present invention. Therefore, the present invention should not be construed as being limited to the description of the embodiments below. Note that in the structures of the present invention described below, the same reference numerals may be used in common in different drawings.
(実施の形態1)
本実施の形態では、本発明の一態様の発光装置の作製方法について説明する。本実施の形態で示す発光装置の作製方法は、成膜用基板を用いる。なお、本明細書では、成膜したい材料が設けられており、かつ、被成膜基板に成膜を行うために用いる基板を、成膜用基板と記す。
(Embodiment 1)
In this embodiment, a method for manufacturing a light-emitting device of one embodiment of the present invention will be described. The method for manufacturing the light-emitting device described in this embodiment uses a deposition substrate. Note that in this specification, a substrate which is provided with a material to be formed and is used for forming a film on a deposition target substrate is referred to as a deposition substrate.
図1(A)に成膜用基板の一例を示す。図1(A)に示す成膜用基板に、支持基板である第1の基板101上に光吸収層104が形成されている。そして、光吸収層104上には、被成膜基板上に成膜する材料を含んでいる材料層105が形成されている。図1(A)においては、材料層105は、第1の基板101の全面に形成されている。なお、光吸収層104は、被成膜基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されていてもよい。
FIG. 1A illustrates an example of a deposition substrate. In the deposition substrate illustrated in FIG. 1A, a
本発明において、材料層105の材料を成膜する際、第1の基板101に照射された光が第1の基板101を透過する必要があることから、第1の基板101は、光の透過率が高い基板であることが好ましい。つまり、照射する光としてレーザ光を用いた場合、第1の基板101には、レーザ光を透過させる基板を用いることが好ましい。また、熱伝導率が低い材料であることが好ましい。熱伝導率が低いことにより、照射された光から得られる熱を効率よく成膜に用いることができるためである。第1の基板101としては、例えば、ガラス基板、石英基板などを用いることができる。ガラス基板や石英基板などは、フィルム基板などよりも不純物(水分など)が吸着または付着しにくい。よって、成膜する際に不純物の混入を防ぐことができる。
In the present invention, when the material of the
光吸収層104は、成膜の際に照射された光を吸収する層である。よって、光吸収層104は、照射する光に対して低い反射率を有し、高い吸収率を有する材料で形成されていることが好ましい。具体的には、光吸収層104は、照射される光に対して、70%以下の反射率を示すことが好ましい。
The
光吸収層104には、種々の材料を用いることができる。例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン、窒化タングステンなどの金属窒化物、チタン、モリブデン、タングステンなどの金属、カーボンなどを用いることができる。なお、照射される光の波長に応じて、光吸収層104に好適な材料の種類が変化することから、適宜材料を選択する必要がある。また、光吸収層104は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。例えば、金属と金属窒化物の積層構造としてもよい。
Various materials can be used for the
なお、光吸収層104は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法などにより形成することができる。
Note that the
また、光吸収層104の膜厚は、材料によって異なるが、照射した光が透過しない膜厚とすることで、照射した光を無駄にすることなく熱に変換することができる。よって、10nm以上2μm以下の膜厚であることが好ましい。また、光吸収層の膜厚が薄い方がより小さいエネルギーの光で光吸収層全体を加熱することができる。よって、光吸収層104の膜厚は、10nm以上600nm以下の膜厚であることがより好ましい。例えば、波長532nmの光を照射した場合、光吸収層104の膜厚を50nm以上200nm以下の膜厚とすることにより、照射した光を効率良く吸収して発熱させることができる。
Further, although the thickness of the
なお、光吸収層104は、材料層105に含まれる材料の成膜可能温度(材料層に含まれる材料の少なくとも一部が被成膜基板へ成膜される温度)まで加熱できるのであれば、照射する光の一部が透過してもよい。ただし、一部が透過する場合には、材料層105に含まれる材料として、照射する光によって分解しない材料を用いることが必要である。
Note that the
材料層105は、被成膜基板上に成膜する材料を含む層である。そして、成膜用基板に光を照射することにより、材料層105に含まれる材料が加熱され、材料層105に含まれる材料の少なくとも一部が被成膜基板上に成膜される。材料層105が加熱されると、材料層に含まれる材料の少なくとも一部が気化して被成膜基板上に付着する、もしくは、材料層の少なくとも一部に熱変形が生じその結果応力が変化するために膜が剥がれ、被成膜基板上に成膜される。
The
材料層105は、湿式法を用いて形成する。例えば、スピンコート法、スプレーコート法、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。湿式法を用いることにより、大型の成膜用基板を容易に形成することができる。また、湿式法においても成膜方法を選ぶことにより、材料の利用効率を高めることができ、製造コストを低減させることができる。
The
湿式法を用いて材料層105を形成する場合には、所望の材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、溶液あるいは分散液を調整すればよい。溶媒は、材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ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。また、これらの溶媒複数種を混合して用いてもよい。湿式法を用いることにより、材料の利用効率を高めることができ、製造コストを低減させることができる。
In the case where the
なお、材料層105によって被成膜基板上に形成される膜の膜厚および均一性を制御する場合には、材料層105の膜厚および均一性は制御される必要がある。しかし、被成膜基板上に形成される膜の膜厚および均一性に影響しないのであれば、材料層105は必ずしも均一の層である必要はない。例えば、微細な島状に形成されていてもよいし、凹凸を有する層状に形成されていてもよい。
Note that in the case where the thickness and uniformity of a film formed over the deposition target substrate are controlled by the
材料層105に含まれる材料としては、成膜することが可能な材料であれば、有機化合物、無機化合物にかかわらず、種々の材料を用いることができる。本実施の形態で示すように発光素子のEL層を形成する場合には、EL層を形成する成膜可能な材料を用いる。例えば、EL層を形成する発光性材料、キャリア輸送性材料などの有機化合物の他、EL層を構成するキャリア輸送層やキャリア注入層の他、発光素子の電極などに用いられる金属酸化物、金属窒化物、ハロゲン化金属、金属単体といった無機化合物を用いることもできる。なお、本明細書では、EL層とは、発光素子において、一対の電極間に設けられた層をいう。
As a material included in the
また、材料層105は、複数の材料を含んでいてもよい。また、材料層105は、単層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい。従って、異なる材料を含む層を積層することにより、共蒸着することも可能である。なお、材料層105が積層構造を有する場合には、第1の基板側に成膜可能な温度の低い材料を含むように積層することが好ましい。このような構成とすることにより、積層構造を有する材料層105による蒸着を効率良く行うことができる。
Further, the
次に、図1(B)に示すように、第1の基板101の一方の面であって、光吸収層104および材料層105が形成された面に対向する位置に、被成膜基板である第2の基板107を配置する。第2の基板107は、成膜処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。なお、ここでは、成膜用基板を用いて発光素子のEL層を形成する場合について説明するため、第2の基板107上には、発光素子の一方の電極となる第1の電極108、および絶縁物109が形成されている。そして、第1の基板101と第2の基板107とを至近距離、具体的には第1の基板101上の材料層105の表面と、第2の基板107表面との距離dを、0mm以上2mm以下、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.03mm以下となるように近づけて対向させる。
Next, as illustrated in FIG. 1B, a deposition target substrate is provided on one surface of the
なお、距離dは、第1の基板101上の材料層105の表面と、第2の基板107表面との距離で定義する。従って、第2の基板107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物等)が形成されている場合、距離dは、第1の基板101上の材料層105の表面と、第2の基板107上に形成された層の最表面との距離で定義する。ただし、第1の基板101上の材料層105の表面や、第2の基板107上に形成された層の最表面が凹凸を有する場合における距離dは、第1の基板101上の材料層105の表面と、第2の基板107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ととする。
Note that the distance d is defined by the distance between the surface of the
次に、図1(C)に示すように第1の基板101の裏面(光吸収層104および材料層105が形成されていない面)側から光110を照射する。第1の基板101上に形成された光吸収層は、照射された光を吸収し、熱に変換する。そして、その熱を光吸収層に接して設けられた材料層105に与えることより、材料層105に含まれる材料の少なくとも一部を第2の基板107上に形成された第1の電極108上に成膜する。これにより、第2の基板107上に発光素子のEL層111を形成することができる。
Next, as shown in FIG. 1C, light 110 is irradiated from the back surface (the surface on which the
照射する光としては、周波数10MHz以上、かつ、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光を用いる。このように周波数が非常に大きく、パルス幅が非常に小さいレーザ光を用いることにより、光吸収層104における熱変換が効率よく行われ、材料を効率よく加熱することができる。
As light to be irradiated, laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs to 10 ns is used. By using laser light having a very large frequency and a very small pulse width in this manner, heat conversion in the
また、レーザ光の波長は特に限定されず、様々な波長のレーザ光を用いることができる。例えば、355、515、532、1030、1064nmなどの波長のレーザ光を用いることができる。 Further, the wavelength of the laser beam is not particularly limited, and laser beams having various wavelengths can be used. For example, laser light having a wavelength such as 355, 515, 532, 1030, or 1064 nm can be used.
また、レーザ光には、Arレーザ、Krレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のYAG、YVO4、フォルステライト(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4に、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、ファイバーレーザ等の固体レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、上記固体レーザから発振される第2高調波や第3高調波、さらに高次の高調波を用いることもできる。なお、レーザ媒体が固体である固体レーザを用いると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的に安定している利点を有している。 The laser light includes Ar laser, Kr laser, excimer laser and other gas laser, single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline (ceramic). YAG, Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , GdVO 4 with one or more of Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta added as dopants are used as the medium. Lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, fiber lasers and other solid lasers that are oscillated from one or more types can be used. Also, second harmonics, third harmonics, and higher harmonics oscillated from the solid-state laser can be used. Note that the use of a solid-state laser whose laser medium is solid has the advantage that a maintenance-free state can be maintained for a long time and the output is relatively stable.
また、レーザスポットの形状は、線状または矩形状とすることが好ましい。線状または矩形状とすることにより、処理基板にレーザ光を効率よく走査することができる。よって、成膜に要する時間(タクトタイム)が短くなり、生産性が向上する。 The shape of the laser spot is preferably linear or rectangular. By making the shape linear or rectangular, the processing substrate can be efficiently scanned with laser light. Therefore, the time required for film formation (takt time) is shortened and productivity is improved.
また、本発明では、照射された光源からの光による輻射熱を利用するのではなく、光源からの光を吸収した光吸収層104が材料層105に熱を与えることが特徴である。よって、被成膜基板の温度が上昇することがないため、被成膜基板として、耐熱性の低い基板を用いることができる。
In addition, the present invention is characterized in that the
また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を5×10−3Pa以下、好ましくは10−4Pa乃至10−6Paの雰囲気とすることが好ましい。 In addition, film formation by light irradiation is preferably performed in a reduced pressure atmosphere. Therefore, it is preferable that the film formation chamber has an atmosphere of 5 × 10 −3 Pa or less, preferably 10 −4 Pa to 10 −6 Pa.
本発明で用いる周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光は、高出力が可能であるため、大面積を一度に処理することができ、成膜に要する時間を短縮することができる。よって、生産性を向上させることができる。 Since laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less used in the present invention can have high output, a large area can be processed at one time, and the time required for film formation can be shortened. Therefore, productivity can be improved.
また、図2(A)には、第1の基板101と第2の基板107との距離dが0mmの場合について示す。つまり、第1の基板101上に形成された材料層105と、第2の基板107上に形成された層のうちの最表層である絶縁物109とが接する場合について示す。このように距離dを小さくすることで、図2(B)に示すように光を照射した際に、第2の基板107上に成膜される膜の形状の精度を向上させることができる。なお、本実施の形態に示すように、第2の基板全面に成膜する場合には、距離dは大きくてもよい。ただし、材料利用効率および膜厚制御の点から、2mm以下であることが好ましい。また、第2の基板107の表面に凹凸がない場合には、材料層105の熱が被成膜面に伝わらないようにするため、第1の基板101上の材料層105と第2の基板107の被成膜面が接しないようにすることが好ましい。
FIG. 2A shows the case where the distance d between the
図1では、全ての画素に共通な層を形成する場合について説明した。図1に示す方法を用いて、全ての発光素子が同一の構成、つまり、単色の発光装置を作製することができる。例えば、EL層111が発光層である場合、図1に示す方法により、一対の電極間に発光層のみを有する単色の発光装置を作製することができる。また、図1に示す方法を繰り返して複数の層を積層することにより、単色の発光装置で、かつ、一対の電極間に複数の層を有する構成の発光装置を作製することができる。例えば、第1の成膜用基板を用い、図1に示す方法により、被成膜基板である第2の基板107上にEL層の一部(正孔注入層、正孔輸送層など)を形成する。その後、予め用意しておいた第2の成膜用基板を用い、図2に示すように、EL層の一部(正孔注入層、正孔輸送層など)が形成された第2の基板上に、発光層を成膜してもよい。
In FIG. 1, the case where a layer common to all pixels is formed has been described. By using the method shown in FIG. 1, a light-emitting device having the same structure, that is, a monochromatic light-emitting device can be manufactured. For example, when the
なお、被成膜基板上に、すでに有機化合物などの熱安定性が低い材料が成膜されている場合には、すでに成膜されている膜に熱が伝わらないように、第1の基板101上の材料層105と第2の基板107の被成膜面が接しないようにすることが好ましい。
Note that in the case where a material with low thermal stability such as an organic compound is already formed over the deposition target substrate, the
また、本実施の形態では、第2の基板107が、第1の基板101の上方に位置する場合を図示したが、本発明はこれに限定されない。基板の設置する向きは適宜設定することができる。なお、第1の基板101を湿式法により形成する場合には、第1の基板101を湿式法で形成した後に反転させる必要がなくなるため、第1の基板101の上方に第2の基板107を配置することが好ましい。
Further, although the case where the
本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、平坦でムラのない膜を成膜することが可能となる。 By using the film formation method described in this embodiment, a flat and uniform film can be formed.
また、本実施の形態に示す成膜用基板をあらかじめ用意しておき、成膜用基板を入れ替えることによって、被成膜基板に次々と成膜することができる。よって、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短くし、生産性を向上させることができる。 In addition, when the deposition substrate described in this embodiment is prepared in advance and the deposition substrate is replaced, deposition can be successively performed on the deposition target substrate. Therefore, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened and productivity can be improved.
また、一度成膜に用いた成膜用基板は、材料層を除去し、再度新しい材料層を形成することにより、複数回使用することができる。よって、発光装置の作製におけるコストを削減することができる。本発明に係る成膜用基板は、支持基板として、ガラス基板や石英基板を用いている。これらの基板は、フィルム基板などよりも不純物(水分など)が吸着または付着しにくい。よって、本発明に係る成膜用基板は再利用に好適である。 In addition, the deposition substrate once used for deposition can be used a plurality of times by removing the material layer and forming a new material layer again. Thus, the cost for manufacturing the light-emitting device can be reduced. The film formation substrate according to the present invention uses a glass substrate or a quartz substrate as a support substrate. These substrates are less likely to adsorb or adhere impurities (such as moisture) than film substrates. Therefore, the deposition substrate according to the present invention is suitable for reuse.
また、本実施の形態に示す成膜方法は、湿式法を用いて直接被成膜基板上にEL層を形成する場合とは異なり、すでに形成された層の溶解性等を考慮する必要がないため、成膜する材料の種類の選択肢が広がる。また、積層する層の数についても自由に設定できる。よって、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、所望の材料を用いて、所望の積層構造の発光装置を作製することができる。特に、基板が大型化した場合において、用いる材料の種類や積層構造を自由に設計できるということは、発光装置の性能を向上させる点において、重要である。 In addition, unlike the case where an EL layer is directly formed over a deposition target substrate using a wet method, the deposition method described in this embodiment does not need to consider solubility of a layer that has already been formed. Therefore, the choice of the type of material for film formation is expanded. Further, the number of layers to be stacked can be freely set. Thus, by using the film formation method described in this embodiment, a light-emitting device having a desired stacked structure can be manufactured using a desired material. In particular, when the substrate is increased in size, it is important in terms of improving the performance of the light-emitting device that the type of material used and the laminated structure can be freely designed.
また、湿式法を用いて直接被成膜基板上に成膜して発光装置を作製した場合、溶媒や不純物等の影響により、乾式法を用いて発光装置を作製した場合に比べて、発光効率や寿命などの性能が劣る場合が多い。しかしながら、本実施の形態に示す成膜方法は、成膜したい材料を加熱して成膜するため、溶媒の影響を低減することができる。 In addition, when a light-emitting device is manufactured by directly forming a film over a deposition substrate using a wet method, the light emission efficiency is higher than when a light-emitting device is manufactured using a dry method due to the influence of a solvent, impurities, or the like. In many cases, performance such as life span is inferior. However, since the film formation method described in this embodiment forms a film by heating a material to be formed, the influence of a solvent can be reduced.
また、本実施の形態に示す成膜方法は、成膜用基板と被成膜基板との距離が小さい状態で成膜する。よって、成膜用基板上に設けられた材料層の多くが被成膜基板上に成膜されるため、材料の利用効率が高い。よって、製造コストの低減を図ることができる。また、成膜用基板と被成膜基板との距離が小さい状態で成膜するため、成膜室内壁に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容易にすることができる。 Further, in the deposition method described in this embodiment, deposition is performed in a state where the distance between the deposition substrate and the deposition target substrate is small. Therefore, most of the material layer provided over the deposition substrate is deposited over the deposition target substrate, so that the material utilization efficiency is high. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the film formation is performed in a state where the distance between the film formation substrate and the film formation substrate is small, the material can be prevented from adhering to the inner wall of the film formation chamber, and the film formation apparatus can be easily maintained.
また、本発明では、光源として高出力のレーザ光を用いることができるため、大面積を一括して成膜することが可能となる。よって、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短縮することができ、生産性を向上させることができる。 In the present invention, since a high-power laser beam can be used as a light source, it is possible to form a film over a large area. Therefore, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened, and productivity can be improved.
また、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、第1の基板上に形成された材料層の膜厚を制御することによって、被成膜基板である第2の基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができる。つまり、第1の基板上に形成された材料層に含まれる材料を全て成膜することにより第2の基板上に形成される膜が所望の膜厚となるように予め材料層の膜厚が制御されているため、第2の基板上に成膜する際の膜厚モニターは不要となる。よって、膜厚モニターを利用した成膜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、生産性の向上を図ることができる。 In addition, by using the film formation method described in this embodiment mode, the film thickness of the material layer formed over the first substrate is controlled, so that the film is formed over the second substrate which is a deposition target substrate. The thickness of the film to be formed can be controlled. That is, the film thickness of the material layer is set in advance so that the film formed on the second substrate has a desired film thickness by depositing all the materials included in the material layer formed on the first substrate. Since it is controlled, it is not necessary to monitor the film thickness when the film is formed on the second substrate. Therefore, it is not necessary for the user to adjust the film formation rate using the film thickness monitor, and the film formation process can be fully automated. Therefore, productivity can be improved.
また、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、第1の基板上に形成された材料層105に含まれる材料を均一に成膜することができる。また、材料層105が複数の材料を含む場合でも、材料層105と同じ材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板である第2の基板上に成膜することができる。従って、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、は、気化する温度の異なる複数の材料を用いて成膜する場合でも、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、所望の異なる材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
In addition, by using the film formation method described in this embodiment, the material included in the
(実施の形態2)
実施の形態1では、全ての画素に共通な層を形成する場合について説明したが、フルカラーの発光装置を作製する場合には、少なくとも発光層を塗り分ける必要がある。よって、本実施の形態では、各発光素子に異なる層を形成する方法について説明する。
(Embodiment 2)
In
図3(A)に成膜用基板の一例を示す。図3(A)に示す成膜用基板において、支持基板である第1の基板101上に反射層102が形成されている。反射層102は開口部106を有している。開口部106は、被成膜基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されている。また、反射層102上には、光吸収層104が形成されている。そして、光吸収層104上には、被成膜基板上に成膜する材料を含んでいる材料層105が形成されている。図3(A)においては、光吸収層104および材料層105は、第1の基板101の全面に形成されている。
FIG. 3A illustrates an example of a deposition substrate. In the deposition substrate illustrated in FIG. 3A, a
図3(A)において、第1の基板101、光吸収層104、材料層105は、実施の形態1に示す構成を適用することができる。
In FIG. 3A, the structure described in
反射層102は、成膜の際、光吸収層104の一部分に選択的に光を照射するために、それ以外の部分に照射される光を反射するための層である。よって、反射層102は、照射する光に対して高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。具体的には、反射層102は、照射される光に対して、反射率が85%以上、さらに好ましくは、反射率が90%以上であることが好ましい。反射率が85%以上、好ましくは90%以上であることにより、照射される光を反射層が吸収し、熱に変換することを抑制できる。
The
また、反射層102に用いることができる材料としては、例えば、銀、金、白金、銅、アルミニウムを含む合金、銀を含む合金、または酸化インジウム−酸化スズなどを用いることができる。
As a material that can be used for the
なお、照射される光の波長により、反射層102に好適な材料の種類が変化することから、適宜材料を選択する必要がある。
Note that since the type of material suitable for the
なお、反射層102は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法などにより形成することができる。また、反射層102の膜厚は、材料により異なるが、100nm以上とすることが好ましい。100nm以上の膜厚とすることにより、照射した光が反射層を透過することを抑制することができる。
Note that the
また、反射層102に開口部106を形成する際には種々の方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングを用いることにより、開口部106の側壁が鋭くなり、微細なパターンを形成することができる。
Various methods can be used to form the
なお、反射層102と光吸収層104の反射率は差が大きいほど好ましい。具体的には、照射する光の波長に対して、反射率の差が25%以上、より好ましくは30%以上であることが好ましい。
Note that the reflectance between the
次に、図3(B)に示すように、第1の基板101の一方の面であって、反射層102、光吸収層104、および材料層105が形成された面に対向する位置に、被成膜基板である第2の基板107を配置する。第2の基板107は、成膜処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。第2の基板107上には、発光素子の一方の電極となる第1の電極108、および絶縁物109が形成されている。そして、第1の基板101と第2の基板107とを至近距離、具体的には第1の基板101上の材料層105の表面と、第2の基板107表面との距離dを、0mm以上2mm以下、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.03mm以下となるように近づけて対向させる。特に、0μm以上3μm以下となるようにすることがさらに望ましい。
Next, as illustrated in FIG. 3B, at one surface of the
次に、図3(C)に示すように第1の基板101の裏面(反射層102、光吸収層104、および材料層105が形成されていない面)側から光110を照射する。このとき、第1の基板101上に形成された反射層102に照射された光は反射されるが、反射層102の開口部106に照射された光は、光吸収層104に吸収される。そして、光吸収層104は、吸収した光から得た熱を材料層105に含まれる材料に与えることにより、材料層105に含まれる材料の少なくとも一部を、第2の基板107上に形成された第1の電極108上に材料を成膜する。これにより、第2の基板107上に発光素子のEL層111が形成される。
Next, as illustrated in FIG. 3C, the light 110 is irradiated from the back surface side (the surface on which the
照射する光としては、実施の形態1と同様に、周波数10MHz以上、かつ、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光を用いる。このように周波数が非常に大きく、パルス幅が非常に小さいレーザ光を用いることにより、光吸収層104における熱変換が効率よく行われ、材料を効率よく加熱することができる。
As the irradiation light, laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less is used as in the first embodiment. By using laser light having a very large frequency and a very small pulse width in this manner, heat conversion in the
また、光が照射された部分の光吸収層104から光が照射されていない部分の光吸収層104へ、面方向に熱が伝わることにより、加熱される材料層105の範囲が広がることのないように、光の照射時間は、短くすることが好ましい。
In addition, heat is transmitted in the plane direction from the
また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を5×10−3Pa以下、好ましくは10−4Pa乃至10−6Paの雰囲気とすることが好ましい。 In addition, film formation by light irradiation is preferably performed in a reduced pressure atmosphere. Therefore, it is preferable that the film formation chamber has an atmosphere of 5 × 10 −3 Pa or less, preferably 10 −4 Pa to 10 −6 Pa.
本発明で用いる周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光は、短時間のレーザ光の照射が可能であるため、熱の拡散を抑制することができ、微細なパターンの成膜が可能となる。また、周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光は、高出力が可能であるため、大面積を一度に処理することができ、成膜に要する時間を短縮することができる。よって、生産性を向上させることができる。 Laser light with a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less used in the present invention can be irradiated with laser light for a short time, so that heat diffusion can be suppressed and a fine pattern can be formed. It becomes. In addition, since laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less can be output, a large area can be processed at a time, and the time required for film formation can be reduced. Therefore, productivity can be improved.
また、反射層102の開口部を透過した光がまわりこむ可能性がある場合には、照射する光がまわりこむことを考慮して、反射層102の開口部を小さくした構造が有効である。この場合、反射層102の開口部106を透過した光は、光吸収層104に照射されるまでに広がるため、反射層102の開口部106に対応する領域よりも広範囲の材料層105が加熱され、第2の基板107上に蒸着される。
In addition, in the case where there is a possibility that light transmitted through the opening of the
また、図3(A)では、光吸収層104の全面に材料層105を成膜しているが、図3(D)に示すように、開口部106に対応する部分にのみ材料層105を形成してもよい。インクジェット法などを用いることにより、開口部106に対応する部分にのみ材料層105を形成することができる。このように、成膜する領域に対応するように、材料層105を部分的に形成することにより、材料利用効率をさらに向上させることができる。
3A, the
また、図4(A)には、第1の基板101と第2の基板107との距離dが0mmの場合について示す。つまり、第1の基板101上に形成された材料層105と、第2の基板107上に形成された層のうちの最表層である絶縁物109とが接する場合について示す。このように距離dを小さくすることで、図4(B)に示すように光を照射した際に、第2の基板107上に成膜される膜の形状の精度を向上させることができる。ただし、第2の基板107の表面に凹凸がない場合には、材料層105の熱が被成膜面に伝わらないようにするため、第1の基板101上の材料層105と第2の基板107の被成膜面が接しないようにすることが好ましい。
FIG. 4A shows the case where the distance d between the
また、成膜用基板において、断熱層を設けても良い。図5(A)に断熱層を設けた成膜用基板の一例を示す。図5(A)に示す成膜用基板において、支持基板である第1の基板101上に反射層102が形成されている。反射層102は開口部106を有している。開口部106は、被成膜基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されている。また、反射層102上には、断熱層103が形成されている。なお、図5(A)において、断熱層103の一部は、反射層102の開口部106を埋めるように形成されている。また、断熱層103上には、光吸収層104が形成されている。そして、光吸収層104上には、被成膜基板上に成膜する材料を含んでいる材料層105が形成されている。図5(A)においては、断熱層103、光吸収層104および材料層105は、第1の基板101の全面に形成されている。
Further, a heat insulating layer may be provided in the deposition substrate. FIG. 5A illustrates an example of a deposition substrate provided with a heat insulating layer. In the deposition substrate illustrated in FIG. 5A, a
図5(A)において、第1の基板101、光吸収層104、材料層105は、実施の形態1に示す構成を適用することができる。また、反射層102は、上述した構成を適用することができる。
In FIG. 5A, the structure described in
断熱層103は、成膜の際に照射された光のうち、反射層102によって反射された光の一部が熱となって反射層に残った場合に、その熱が光吸収層104および材料層105に伝わるのを防ぐための層である。従って、断熱層103は、熱伝導率が反射層102および光吸収層104を形成する材料よりも低い材料を用いる必要がある。また、図5に示すように、反射層102の開口部106を透過した光を、断熱層103を透過させて光吸収層に照射する構成の場合には、断熱層103は透光性を有する必要がある。この場合、断熱層103は、熱伝導率の低い材料であると共に光透過率の高い材料を用いる必要がある。具体的には、断熱層103には、光に対する透過率が60%以上となる材料を用いることが好ましい。
In the
断熱層103に用いる材料としては、例えば、酸化チタン、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化ジルコニウム、炭化珪素などを挙げることができる。
Examples of the material used for the
なお、断熱層103は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、CVD法などにより形成することができる。また、断熱層103の膜厚は、材料により異なるが、10nm以上2μm以下とすることが好ましく、より好ましくは、100nm以上600nm以下とする。10nm以上2μm以下の膜厚とすることにより、反射層102の開口部106を透過して照射される光を透過させつつ、反射層102に存在する熱が光吸収層104や材料層105に伝わるのを遮断する効果を有する。
Note that the
図5(B)に示すように、第1の基板101の一方の面であって、反射層102、断熱層103、光吸収層104、および材料層105が形成された面に対向する位置に、被成膜基板である第2の基板107を配置する。第2の基板107は、成膜処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。第2の基板107上には、発光素子の一方の電極となる第1の電極108、および絶縁物109が形成されている。そして、第1の基板101と第2の基板107とを至近距離、具体的には第1の基板101上の材料層105の表面と、第2の基板107表面との距離dを、0mm以上2mm以下、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.03mm以下となるように近づけて対向させる。特に、0μm以上3μm以下となるようにすることがさらに望ましい。
As shown in FIG. 5B, at one surface of the
次に、図5(C)に示すように、第1の基板101の裏面(反射層102、断熱層103、光吸収層104、および材料層105が形成されていない面)側から光110を照射する。このとき、第1の基板101上に形成された反射層102に照射された光は反射されるが、反射層102の開口部106に照射された光は、断熱層103を透過し、光吸収層104に吸収される。そして、光吸収層104は、吸収した光から得た熱を材料層105に含まれる材料に与えることにより、材料層105に含まれる材料の少なくとも一部を、第2の基板107上に形成された第1の電極108上に材料を成膜する。これにより、第2の基板107上に発光素子のEL層111が形成される。
Next, as illustrated in FIG. 5C, the light 110 is emitted from the back surface (the surface on which the
また、図5(A)では、光吸収層104の全面に材料層105を成膜しているが、図5(D)に示すように、開口部106に対応する部分にのみ材料層105を形成してもよい。インクジェット法などを用いることにより、開口部106に対応する部分にのみ材料層105を形成することができる。このように、成膜する領域に対応するように、材料層105を部分的に形成することにより、材料利用効率をさらに向上させることができる。
5A, the
照射する光としては、実施の形態1と同様に、周波数10MHz以上、かつ、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光を用いる。このように周波数が非常に大きく、パルス幅が非常に小さいレーザ光を用いることにより、光吸収層104における熱変換が効率よく行われ、材料を効率よく加熱することができる。
As the irradiation light, laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less is used as in the first embodiment. By using laser light having a very large frequency and a very small pulse width in this manner, heat conversion in the
また、光が照射された部分の光吸収層104から光が照射されていない部分の光吸収層104へ、面方向に熱が伝わることにより、加熱される材料層105の範囲が広がることのないように、光の照射時間は、短くすることが好ましい。
In addition, heat is transmitted in the plane direction from the
また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を5×10−3Pa以下、好ましくは10−4Pa乃至10−6Paの雰囲気とすることが好ましい。 In addition, film formation by light irradiation is preferably performed in a reduced pressure atmosphere. Therefore, it is preferable that the film formation chamber has an atmosphere of 5 × 10 −3 Pa or less, preferably 10 −4 Pa to 10 −6 Pa.
本発明で用いる周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光は、短時間のレーザ光の照射が可能であるため、熱の拡散を抑制することができ、微細なパターンの成膜が可能となる。また、周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光は、高出力が可能であるため、大面積を一度に処理することができ、成膜に要する時間を短縮することができる。よって、生産性を向上させることができる。 Laser light with a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less used in the present invention can be irradiated with laser light for a short time, so that heat diffusion can be suppressed and a fine pattern can be formed. It becomes. In addition, since laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less can be output, a large area can be processed at a time, and the time required for film formation can be reduced. Therefore, productivity can be improved.
断熱層103を設けることにより、成膜の際に照射された光のうち、反射層102によって反射された光の一部が熱となって反射層に残った場合に、その熱が光吸収層104および材料層105に伝わるのを防ぐことができる。よって、より精度高く、所望の領域のみに成膜することが可能となる。また、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
By providing the
また、図6(A)には、第1の基板101と第2の基板107との距離dが0mmの場合について示す。つまり、第1の基板101上に形成された材料層105と、第2の基板107上に形成された層のうちの最表層である絶縁物109とが接する場合について示す。このように距離dを小さくすることで、図6(B)に示すように光を照射した際に、第2の基板107上に成膜される膜の形状の精度を向上させることができる。ただし、第2の基板107の表面に凹凸がない場合には、材料層105の熱が被成膜面に伝わらないようにするため、第1の基板101上の材料層105と第2の基板107の被成膜面が接しないようにすることが好ましい。
FIG. 6A shows the case where the distance d between the
また、成膜用基板の構造は、図3(A)や図5(A)に示す構造に限定されない。例えば、図7に示す構造としても良い。 Further, the structure of the deposition substrate is not limited to the structure illustrated in FIGS. For example, the structure shown in FIG.
図7(A)に示す構造は、第1の基板101上に、開口部106を有する反射層102が形成され、反射層102上に断熱層103が全面に形成されている。そして、開口部106に対応する領域に光吸収層104がパターン形成されており、その上に、材料層105が全面に形成されている。このような構造とすることにより、光吸収層の面方向への熱の拡散が抑えられ、成膜パターンのボケを抑制することができる。また、光吸収層104が成膜したい領域のみに形成されているため、成膜用基板と被成膜用基板とが接するようにして(距離d=0として)成膜した場合でも、被成膜用基板に熱が伝わりにくい。よって、距離dを小さくすることにより、より精度良く成膜することができる。そのため、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
In the structure illustrated in FIG. 7A, the
図7(B)に示す構造は、第1の基板101上に、開口部106を有する反射層102が形成され、反射層102上に断熱層103が全面に形成されている。断熱層103上の反射層102と対応する領域に第2の断熱層112が形成され、開口部106に対応する領域に光吸収層104がパターン形成されている。その上に、材料層105が全面に形成されている。このような構造とすることにより、光吸収層の面方向への熱の拡散が抑えられ、成膜パターンのボケを抑制することができる。また、光吸収層104が成膜したい領域のみに形成されているため、成膜用基板と被成膜用基板とが接するようにして(距離d=0として)成膜した場合でも、被成膜用基板に熱が伝わりにくい。よって、距離dを小さくすることにより、より精度良く成膜することができる。そのため、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
In the structure illustrated in FIG. 7B, the
図7(C)に示す構造は、第1の基板101上に、開口部106を有する反射層102が形成され、反射層102上に断熱層103が形成されている。断熱層103は、反射層102が形成されている領域に対応して形成されている。その上に、光吸収層104および材料層105が全面に形成されている。このような構造とすることにより、反射された光の一部が熱となって反射層に残った場合に、その熱が光吸収層104および材料層105に伝わるのを防ぐことができる。よって、より精度高く、所望の領域のみに成膜することが可能となる。また、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
In the structure illustrated in FIG. 7C, the
図7(D)に示す構造は、図7(C)に示す構造において、断熱層103を厚膜化(好ましくは、1μm〜10μm)した構造である。断熱層103を厚膜化することにより、光吸収層104を不連続な構成とすることができる。つまり、開口部106に形成されている光吸収層と、断熱層103上に形成されている光吸収層とが接続されていない構造とすることができる。そのため、開口部106において光を吸収した光吸収層からの熱が断熱層103上に形成されている光吸収層に伝わらず、光吸収層の面方向への熱の拡散が抑えられている。よって、成膜パターンのボケを抑制することができる。また、成膜用基板と被成膜用基板とが接するようにして(距離d=0として)成膜した場合でも、被成膜用基板に熱が伝わりにくい構造となっている。よって、距離dを小さくすることにより、より精度良く成膜することができる。そのため、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
The structure illustrated in FIG. 7D is a structure in which the
図7(E)に示す構造は、図7(C)に示す構造において、光吸収層104と材料層105の間に、第2の断熱層112を設けた構造である。つまり、第1の基板101上に、開口部106を有する反射層102が形成され、反射層102上に断熱層103が形成されている。断熱層103は、反射層102が形成されている領域に対応して形成されている。その上に、光吸収層104が全面に形成され、第2の断熱層112が、反射層102および断熱層103と対応する領域に形成されている。その上に、材料層105が全面に形成されている。このような構成とすることにより、光吸収層104の面方向に熱が拡散した場合でも、所望の領域以外の材料層に伝わらないため、成膜パターンのボケを抑制することができる。また、成膜用基板と被成膜用基板とが接するようにして(距離d=0として)成膜した場合でも、被成膜用基板に熱が伝わりにくい構造となっている。よって、距離dを小さくすることにより、より精度良く成膜することができる。そのため、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
The structure illustrated in FIG. 7E is a structure in which the second
図7(F)に示す構造は、図7(E)に示す構造において、第2の断熱層112を厚膜化した構造である。第2の断熱層112を厚膜化することにより、材料層105を不連続な構成とすることができる。つまり、開口部106に形成されている材料層と、第2の断熱層112上に形成されている材料層とが接続されていない構造とすることができる。そのため、光吸収層104の面方向に熱が拡散した場合でも、所望の領域以外の材料層に伝わらないため、成膜パターンのボケを抑制することができる。また、成膜用基板と被成膜用基板とが接するようにして(距離d=0として)成膜した場合でも、被成膜用基板に熱が伝わりにくい構造となっている。よって、距離dを小さくすることにより、より精度良く成膜することができる。そのため、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
The structure illustrated in FIG. 7F is a structure in which the second
図7(G)に示す構造は、図7(E)に示す構造において、断熱層103を全面に形成している構成である。図7(G)に示す構造においても図7(E)に示す構造と同様に、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
The structure illustrated in FIG. 7G is a structure in which the
図7(H)に示す構造は、図7(F)に示す構造において、断熱層103を全面に形成している構成である。図7(H)に示す構造においても図7(F)に示す構造と同様に、より微細なパターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。
The structure illustrated in FIG. 7H is a structure in which the
なお、本実施の形態では、第2の基板107が、第1の基板101の上方に位置する場合を図示したが、本発明はこれに限定されない。基板の設置する向きは適宜設定することができる。なお、第1の基板101を湿式法により形成する場合には、第1の基板101を湿式法で形成した後に反転させる必要がなくなるため、第1の基板101の上方に第2の基板107を配置することが好ましい。
Note that although the case where the
本実施の形態で示す成膜方法を用いることにより、所望の領域のみに成膜することが可能である。よって、本実施の形態で示す成膜方法を用いることにより、画素毎に膜を作り分けることができる。本実施の形態で示す成膜方法を用いて、発光層を発光素子毎に作り分けることにより、フルカラーの発光装置を作製することができる。例えば、また、発光層以外のEL層(正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層、電子輸送層など)を形成する場合に、本実施の形態で示した成膜方法を用いることにより、各発光素子に最適な構造を作り分けることができる。例えば、発光波長に応じてEL層の膜厚を変化させるなど光学設計を行うことや、各発光素子において用いる材料を異なるようにすることも容易となる。 By using the deposition method described in this embodiment mode, deposition can be performed only in a desired region. Therefore, a film can be formed for each pixel by using the film formation method described in this embodiment. A full-color light-emitting device can be manufactured by forming a light-emitting layer for each light-emitting element by using the deposition method described in this embodiment. For example, in the case where an EL layer other than the light-emitting layer (a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, an electron transport layer, or the like) is formed, the film formation method described in this embodiment is used. The optimum structure for each light emitting element can be created. For example, optical design such as changing the film thickness of the EL layer in accordance with the emission wavelength, or changing the material used in each light-emitting element can be facilitated.
以下に、本実施の形態で示した成膜用基板を用いて、3種類の異なるEL層を形成する場合について説明する。 The case where three different EL layers are formed using the deposition substrate described in this embodiment will be described below.
まず、例えば、図5(A)に示した成膜用基板を3枚用意する。それぞれの成膜用基板には、発光の異なるEL層を形成するための材料層が形成されている。具体的には、赤色発光を示すEL層(EL層(R))を形成するための材料を含む材料層(R)を有する第1の成膜用基板と、緑色発光を示すEL層(EL層(G))を形成するための材料を含む材料層(G)を有する第2の成膜用基板と、青色発光を示すEL層(EL層(B))を形成するための材料を含む材料層(B)を有する第3の成膜用基板とを用意する。 First, for example, three deposition substrates illustrated in FIG. 5A are prepared. Each film-forming substrate is formed with a material layer for forming EL layers having different light emission. Specifically, a first deposition substrate having a material layer (R) containing a material for forming an EL layer that emits red light (EL layer (R)), and an EL layer (EL that emits green light) A second film formation substrate having a material layer (G) including a material for forming the layer (G)) and a material for forming an EL layer (EL layer (B)) that emits blue light. A third film formation substrate having a material layer (B) is prepared.
また、本実施の形態において図5(B)に示した複数の第1の電極を有する被成膜基板を1枚用意する。なお、被成膜基板上の複数の第1の電極は、その端部が絶縁物で覆われているため、発光領域は、第1の電極の一部であって、絶縁物と重ならずに露呈している領域に相当する。 In this embodiment mode, one deposition target substrate having a plurality of first electrodes illustrated in FIG. 5B is prepared. Note that since the end portions of the plurality of first electrodes over the deposition target substrate are covered with an insulator, the light-emitting region is part of the first electrode and does not overlap with the insulator. It corresponds to the area exposed to.
まず、1回目の成膜工程として、図5(B)と同様に被成膜基板と第1の成膜用基板とを重ね、位置合わせをする。なお、被成膜基板には、位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。また、第1の成膜用基板にも位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。なお、第1の成膜用基板には、光吸収層が設けられているため、位置合わせのマーカ周辺の光吸収層は予め除去しておくことが好ましい。また、第1の成膜用基板には、材料層(R)が設けられているため、位置合わせのマーカ周辺の材料層(R)も予め除去しておくことが好ましい。 First, as a first film formation step, the film formation substrate and the first film formation substrate are overlapped and aligned as in FIG. 5B. Note that an alignment marker is preferably provided on the deposition target substrate. In addition, it is preferable to provide an alignment marker also on the first film formation substrate. Note that since the first film-formation substrate is provided with the light absorption layer, the light absorption layer around the alignment marker is preferably removed in advance. In addition, since the first deposition substrate is provided with the material layer (R), it is preferable to remove the material layer (R) around the alignment marker in advance.
そして、第1の成膜用基板の裏面(図5に示す反射層102、断熱層103、光吸収層104、および材料層105が形成されていない面)側から光を照射する。光吸収層が、照射された光を吸収して材料層(R)に熱を与えることで、材料層(R)に含まれる材料を加熱し、被成膜基板上の一部の第1の電極上にEL層(R)が形成する。そして、1回目の成膜を終えたら、第1の成膜用基板は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
Then, light is irradiated from the back surface side (the surface on which the
次いで、2回目の成膜工程として、被成膜基板と第2の成膜用基板とを重ね、位置合わせをする。第2の成膜用基板には、1回目の成膜時で使用した第1の成膜用基板とは1画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。 Next, as a second deposition step, the deposition target substrate and the second deposition substrate are overlapped and aligned. The second film-formation substrate is formed with an opening of the reflective layer that is shifted by one pixel from the first film-formation substrate used in the first film-formation.
そして、第2の成膜用基板の裏面(図5に示す反射層102、断熱層103、光吸収層104、および材料層105が形成されていない面)側から光を照射する。光吸収層が、照射された光を吸収して材料層(G)に熱を与えることで、材料層(G)に含まれる材料を加熱し、被成膜基板上の一部であって、1回目の成膜でEL層(R)が形成された第1の電極のとなりの第1の電極上にEL層(G)が形成する。そして、2回目の成膜を終えたら、第2の成膜用基板は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
Then, light is irradiated from the back surface side (the surface on which the
次いで、3回目の成膜工程として、被成膜基板と第3の成膜用基板とを重ね、位置合わせをする。第3の成膜用基板には、1回目の成膜時で使用した第1の成膜用基板とは2画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。 Next, as a third deposition step, the deposition target substrate and the third deposition substrate are overlapped and aligned. In the third film formation substrate, an opening of the reflective layer is formed by being shifted by two pixels from the first film formation substrate used in the first film formation.
そして、第3の成膜用基板の裏面(図5に示す反射層102、断熱層103、光吸収層104、および材料層105が形成されていない面)側から光を照射する。この3回目の成膜を行う直前の様子が図14(A)の上面図に相当する。図14(A)において、反射層401は開口部402を有している。従って、第3の成膜用基板の反射層401の開口部402を透過した光は、断熱層を透過して、光吸収層に吸収される。また、被成膜基板の第3の成膜用基板の開口部402と重なる領域には、第1の電極が形成されている。なお、図4(A)中に点線で示した領域の下方には、既に1回目の成膜により形成されたEL層(R)411と2回目の成膜により形成されたEL層(G)412が位置している。
Then, light is irradiated from the back surface side (the surface on which the
そして、3回目の成膜により、EL層(B)413が形成される。光吸収層が、照射された光を吸収して材料層(B)に熱を与えることで、材料層(B)に含まれる材料を加熱し、被成膜基板上の一部であって、2回目の成膜でEL層(G)412が形成された第1の電極のとなりの第1の電極上にEL層(B)413が形成される。3回目の成膜を終えたら、第3の成膜用基板は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。 Then, the EL layer (B) 413 is formed by the third deposition. The light absorption layer absorbs the irradiated light and applies heat to the material layer (B), thereby heating the material contained in the material layer (B), and being a part on the deposition target substrate, The EL layer (B) 413 is formed over the first electrode next to the first electrode on which the EL layer (G) 412 is formed in the second deposition. After the third deposition, the third deposition substrate is moved to a location away from the deposition target substrate.
こうしてEL層(R)411、EL層(G)412、EL層(B)413を一定の間隔をあけて同一の被成膜基板上に形成することができる。そして、これらの膜上に第2の電極を形成することによって、発光素子を形成することができる。 In this manner, the EL layer (R) 411, the EL layer (G) 412, and the EL layer (B) 413 can be formed over the same deposition target substrate at regular intervals. A light emitting element can be formed by forming a second electrode over these films.
以上の工程で、同一基板上に異なる発光を示す発光素子が形成されることにより、フルカラー表示が可能な発光装置を形成することができる。 Through the above process, a light-emitting element capable of full color display can be formed by forming light-emitting elements that emit different light on the same substrate.
図14では、成膜用基板に形成された反射層の開口部402の形状を矩形とした例を示したが、特に限定されず、ストライプ状の開口部としても良い。ストライプ状の開口部とした場合、同じ発光色となる発光領域の間にも成膜が行われるが、絶縁物414の上に形成されるため、絶縁物414と重なる部分は発光領域とはならない。
FIG. 14 illustrates an example in which the shape of the
また、画素の配列も特に限定されず、図15(A)に示すように、1つの画素形状を多角形、例えば六角形としてもよく、EL層(R)511、EL層(G)512、EL層(B)513を配置してフルカラーの発光装置を実現させることもできる。なお、図15(A)に示す多角形の画素を形成するために、図15(B)に示す多角形の開口部502を有する反射層501を有する成膜用基板を用いて成膜すればよい。
The arrangement of the pixels is not particularly limited, and as shown in FIG. 15A, one pixel shape may be a polygon, for example, a hexagon, and the EL layer (R) 511, the EL layer (G) 512, The EL layer (B) 513 can be provided to realize a full color light emitting device. Note that in order to form the polygonal pixel illustrated in FIG. 15A, a film can be formed using the deposition substrate including the
本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、平坦でムラのない膜を成膜することが可能となる。また、所望の領域のみに成膜することが可能であるため、微細パターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。 By using the film formation method described in this embodiment, a flat and uniform film can be formed. In addition, since a film can be formed only in a desired region, a fine pattern can be formed, and a high-definition light-emitting device can be manufactured.
また、本実施の形態に示す成膜用基板をあらかじめ用意しておき、成膜用基板を入れ替えることによって、被成膜基板に次々と成膜することができる。よって、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短くし、生産性を向上させることができる。 In addition, when the deposition substrate described in this embodiment is prepared in advance and the deposition substrate is replaced, deposition can be successively performed on the deposition target substrate. Therefore, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened and productivity can be improved.
また、一度成膜に用いた成膜用基板は、材料層を除去し、再度新しい材料層を形成することにより、複数回使用することができる。よって、発光装置の作製におけるコストを削減することができる。本発明に係る成膜用基板は、支持基板として、ガラス基板や石英基板を用いている。これらの基板は、フィルム基板などよりも不純物(水分など)が吸着または付着しにくい。よって、本発明に係る成膜用基板は再利用に好適である。 In addition, the deposition substrate once used for deposition can be used a plurality of times by removing the material layer and forming a new material layer again. Thus, the cost for manufacturing the light-emitting device can be reduced. The film formation substrate according to the present invention uses a glass substrate or a quartz substrate as a support substrate. These substrates are less likely to adsorb or adhere impurities (such as moisture) than film substrates. Therefore, the deposition substrate according to the present invention is suitable for reuse.
また、本実施の形態に示す成膜方法は、湿式法を用いて直接被成膜基板上にEL層を形成する場合とは異なり、すでに形成された層の溶解性等を考慮する必要がないため、成膜する材料の種類の選択肢が広がる。また、積層する層の数についても自由に設定できる。よって、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、所望の材料を用いて、所望の積層構造の発光装置を作製することができる。特に、基板が大型化した場合において、用いる材料の種類や積層構造を自由に設計できるということは、発光装置の性能を向上させる点において、重要である。 In addition, unlike the case where an EL layer is directly formed over a deposition target substrate using a wet method, the deposition method described in this embodiment does not need to consider solubility of a layer that has already been formed. Therefore, the choice of the type of material for film formation is expanded. Further, the number of layers to be stacked can be freely set. Thus, by using the film formation method described in this embodiment, a light-emitting device having a desired stacked structure can be manufactured using a desired material. In particular, when the substrate is increased in size, it is important in terms of improving the performance of the light-emitting device that the type of material used and the laminated structure can be freely designed.
また、湿式法を用いて直接被成膜基板上に成膜して発光装置を作製した場合、溶媒や不純物等の影響により、乾式法を用いて発光装置を作製した場合に比べて、発光効率や寿命などの性能が劣る場合が多い。しかしながら、本実施の形態に示す成膜方法は、成膜したい材料を加熱して成膜するため、溶媒の影響を低減することができる。 In addition, when a light-emitting device is manufactured by directly forming a film over a deposition substrate using a wet method, the light emission efficiency is higher than when a light-emitting device is manufactured using a dry method due to the influence of a solvent, impurities, or the like. In many cases, performance such as life span is inferior. However, since the film formation method described in this embodiment forms a film by heating a material to be formed, the influence of a solvent can be reduced.
また、本実施の形態に示す成膜方法は、成膜用基板と被成膜基板との距離が小さい状態で成膜する。よって、成膜用基板上に設けられた材料層の多くが被成膜基板上に成膜されるため、材料の利用効率が高い。よって、製造コストの低減を図ることができる。また、成膜用基板と被成膜基板との距離が小さい状態で成膜するため、成膜室内壁に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容易にすることができる。 Further, in the deposition method described in this embodiment, deposition is performed in a state where the distance between the deposition substrate and the deposition target substrate is small. Therefore, most of the material layer provided over the deposition substrate is deposited over the deposition target substrate, so that the material utilization efficiency is high. Therefore, the manufacturing cost can be reduced. In addition, since the film formation is performed in a state where the distance between the film formation substrate and the film formation substrate is small, the material can be prevented from adhering to the inner wall of the film formation chamber, and the film formation apparatus can be easily maintained.
また、本発明では、光源として高出力のレーザ光を用いることができるため、大面積を一括して成膜することが可能となる。よって、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短縮することができ、生産性を向上させることができる。 In the present invention, since a high-power laser beam can be used as a light source, it is possible to form a film over a large area. Therefore, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened, and productivity can be improved.
また、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、第1の基板上に形成された材料層の膜厚を制御することによって、被成膜基板である第2の基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができる。つまり、第1の基板上に形成された材料層に含まれる材料を全て成膜することにより第2の基板上に形成される膜が所望の膜厚となるように予め材料層の膜厚が制御されているため、第2の基板上に成膜する際の膜厚モニターは不要となる。よって、膜厚モニターを利用した成膜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、生産性の向上を図ることができる。 In addition, by using the film formation method described in this embodiment mode, the film thickness of the material layer formed over the first substrate is controlled, so that the film is formed over the second substrate which is a deposition target substrate. The thickness of the film to be formed can be controlled. That is, the film thickness of the material layer is set in advance so that the film formed on the second substrate has a desired film thickness by depositing all the materials included in the material layer formed on the first substrate. Since it is controlled, it is not necessary to monitor the film thickness when the film is formed on the second substrate. Therefore, it is not necessary for the user to adjust the film formation rate using the film thickness monitor, and the film formation process can be fully automated. Therefore, productivity can be improved.
また、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、第1の基板上に形成された材料層105に含まれる材料を均一に成膜することができる。また、材料層105が複数の材料を含む場合でも、材料層105と同じ材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板である第2の基板上に成膜することができる。従って、本実施の形態に示す成膜方法を用いることにより、は、気化する温度の異なる複数の材料を用いて成膜する場合でも、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、所望の異なる材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
In addition, by using the film formation method described in this embodiment, the material included in the
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.
(実施の形態3)
本実施の形態では、実施の形態1で示した成膜方法と実施の形態2で示した成膜方法を組み合わせて発光装置を作製する方法について説明する。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a method for manufacturing a light-emitting device by combining the deposition method described in
本実施の形態では、一例として、EL層のうち、発光層を作り分けて、発光層以外を共通の層で形成したフルカラーの発光装置を作製する方法について説明する。 In this embodiment, as an example, a method for manufacturing a full-color light-emitting device in which a light-emitting layer among EL layers is separately formed and a layer other than the light-emitting layer is formed as a common layer will be described.
まず、実施の形態1に示す成膜方法により、被成膜基板である第2の基板107上に形成されている第1の電極108上に、正孔注入層211を形成する。実施の形態1に示す成膜方法により、正孔注入層211を画素部の全面に形成し、各発光素子において共通な層とすることができる。
First, the
次に、図8に示すように、正孔注入層211上に正孔輸送層212を形成する。実施の形態1に示す成膜方法により、正孔輸送層212を画素部の全面に形成し、各発光素子において共通な層とすることができる。
Next, as shown in FIG. 8, a
次に、図9に示すように、発光層213Aを形成する。本実施の形態の発光装置はフルカラー表示が可能であるため、発光層213Aは例えば赤色画素に対応する領域のみに成膜する。実施の形態2に示す成膜方法を用いることにより、赤色画素に対応する領域のみに発光層213Aを成膜することができる。
Next, as shown in FIG. 9, the
次に、図10に示すように、発光層213Bを形成する。本実施の形態の発光装置はフルカラー表示が可能であるため、発光層213Bは例えば緑色画素に対応する領域のみに成膜する。実施の形態2に示す成膜方法を用いることにより、緑色画素に対応する領域のみに発光層213Bを成膜することができる。
Next, as shown in FIG. 10, a
次に、図11に示すように、発光層213Cを形成する。本実施の形態の発光装置はフルカラー表示が可能であるため、発光層213Cは例えば青色画素に対応する領域のみに成膜する。実施の形態2に示す成膜方法を用いることにより、青色画素に対応する領域のみに発光層213Cを成膜することができる。
Next, as shown in FIG. 11, a
次に、図12に示すように、発光層213A〜213C上に、電子輸送層214を形成する。実施の形態1に示す成膜方法により、電子輸送層214を画素部の全面に形成し、各発光素子において共通な層とすることができる。
Next, as shown in FIG. 12, the
次に、図13に示すように、電子輸送層214上に、電子注入層215を形成する。実施の形態1に示す成膜方法により、電子注入層215を画素部の全面に形成し、各発光素子において共通な層とすることができる。
Next, as shown in FIG. 13, an
その後、電子注入層215上に第2の電極を形成し、発光素子を作製することができる。
After that, a second electrode can be formed over the
なお、本実施の形態では、各発光素子が、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層を有する構成について説明したが、発光層以外の層は適宜設ければよい。また、発光素子毎に異なる構成にしてもよい。実施の形態2に示す成膜方法を用いることにより、発光素子毎に層を作り分けることが容易にできる。 Note that although a structure in which each light-emitting element includes a hole injection layer, a hole transport layer, a light-emitting layer, an electron transport layer, and an electron injection layer is described in this embodiment mode, layers other than the light-emitting layer are provided as appropriate. That's fine. Moreover, you may make it a different structure for every light emitting element. By using the film formation method described in Embodiment Mode 2, a layer can be easily formed for each light-emitting element.
また、本実施の形態では、赤色画素の発光層、緑色画素の発光層、青色画素の発光層を順に形成していく方法について説明したが、形成していく順序はこれに限定されない。また、3色の画素に限られず、他に白色画素などを設けてもよい。この場合も実施の形態1や実施の形態2で示した成膜方法を用いることができる。
In this embodiment mode, the method of sequentially forming the light emitting layer of the red pixel, the light emitting layer of the green pixel, and the light emitting layer of the blue pixel is described, but the order of forming is not limited to this. Further, the pixel is not limited to three colors, and other white pixels may be provided. Also in this case, the film forming method shown in
また、本実施の形態では、赤色画素の発光層、緑色画素の発光層、青色画素の発光層を全て作り分ける方法について説明したが、青色発光層を全面に形成することで、青色画素では青色発光層として機能し、他の画素では正孔輸送層として機能する構成とすることもできる。 In the present embodiment, the method of separately forming the light emitting layer for the red pixel, the light emitting layer for the green pixel, and the light emitting layer for the blue pixel has been described. However, by forming the blue light emitting layer over the entire surface, A structure that functions as a light-emitting layer and functions as a hole-transporting layer in other pixels can also be used.
また、本実施の形態で示す発光装置の作製方法は、成膜用基板をあらかじめ用意しておき、成膜用基板を入れ替えることによって、被成膜基板に次々と成膜することができる。よって、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短くし、生産性を向上させることができる。 Further, in the method for manufacturing the light-emitting device described in this embodiment, a film formation substrate is prepared in advance and the film formation substrate can be replaced, whereby a film can be sequentially formed on the film formation substrate. Therefore, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened and productivity can be improved.
また、一度成膜に用いた成膜用基板は、材料層を除去し、再度新しい材料層を形成することにより、複数回使用することができる。よって、発光装置の作製におけるコストを削減することができる。 In addition, the deposition substrate once used for deposition can be used a plurality of times by removing the material layer and forming a new material layer again. Thus, the cost for manufacturing the light-emitting device can be reduced.
また、本実施の形態で示す発光装置の作製方法は、湿式法を用いて直接被成膜基板上にEL層を形成する場合とは異なり、すでに形成された層の溶解性等を考慮する必要がないため、成膜する材料の種類の選択肢が広がる。また、積層する層の数についても自由に設定できる。よって、本実施の形態で示す発光装置の作製方法を用いることにより、所望の材料を用いて、所望の積層構造の発光装置を作製することができる。特に、基板が大型化した場合において、用いる材料の種類や積層構造を自由に設計できるということは、発光装置の性能を向上させる点において、重要である。 In addition, the method for manufacturing the light-emitting device described in this embodiment mode needs to consider solubility of an already formed layer, unlike the case where an EL layer is directly formed over a deposition substrate using a wet method. Therefore, the choice of the kind of material for forming a film is widened. Further, the number of layers to be stacked can be freely set. Therefore, by using the method for manufacturing a light-emitting device described in this embodiment, a light-emitting device having a desired stacked structure can be manufactured using a desired material. In particular, when the substrate is increased in size, it is important in terms of improving the performance of the light-emitting device that the type of material used and the laminated structure can be freely designed.
また、湿式法を用いて直接被成膜基板上に成膜して発光装置を作製した場合、溶媒や不純物等の影響により、乾式法を用いて発光装置を作製した場合に比べて、発光効率や寿命などの性能が劣る場合が多い。しかしながら、本実施の形態で示す発光装置の作製方法は、成膜したい材料を加熱して成膜するため、溶媒の影響を低減することができる。 In addition, when a light-emitting device is manufactured by directly forming a film over a deposition substrate using a wet method, the light emission efficiency is higher than when a light-emitting device is manufactured using a dry method due to the influence of a solvent, impurities, or the like. In many cases, performance such as life span is inferior. However, since the method for manufacturing the light-emitting device described in this embodiment mode forms a film by heating a material to be formed, the influence of a solvent can be reduced.
また、本発明では、光源として高出力のレーザ光を用いることができるため、大面積を一括して成膜することが可能となる。よって、発光装置の製造に要する時間(タクトタイム)を短縮することができ、生産性を向上させることができる。 In the present invention, since a high-power laser beam can be used as a light source, it is possible to form a film over a large area. Therefore, the time (takt time) required for manufacturing the light emitting device can be shortened, and productivity can be improved.
また、本実施の形態で示す発光装置の作製方法を用いることにより、膜厚モニターを利用した成膜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、生産性の向上を図ることができる。 In addition, by using the method for manufacturing the light-emitting device described in this embodiment mode, it is not necessary for the user to adjust the deposition rate using a film thickness monitor, and the deposition process can be fully automated. . Therefore, productivity can be improved.
また、本実施の形態で示す発光装置の作製方法を用いることにより、気化する温度の異なる複数の材料を用いて成膜する場合でも、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、所望の異なる材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。 In addition, by using the manufacturing method of the light-emitting device described in this embodiment mode, it is not necessary to control the evaporation rate as in the case of co-evaporation even when a film is formed using a plurality of materials having different vaporization temperatures. Therefore, it is possible to easily and accurately form a layer containing different desired materials without complicated control of the deposition rate or the like.
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示した構成を適宜組み合わせて用いることができることとする。 Note that the structure described in this embodiment can be combined with any of the structures described in the other embodiments as appropriate.
(実施の形態4)
本実施の形態では、成膜用基板にレーザを照射させることにより成膜を行う成膜装置の例およびレーザを照射する方法について説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, an example of a film formation apparatus that performs film formation by irradiating a film formation substrate with a laser and a method of irradiating a laser will be described.
図16はレーザを用いた成膜装置の一例を示す斜視図である。射出されるレーザ光はレーザ発振装置803(YAGレーザ装置、エキシマレーザ装置など)から出力され、ビーム形状を矩形状とするための第1の光学系804と、整形するための第2の光学系805と、平行光線にするための第3の光学系806とを通過し、反射ミラー807で光路が成膜用基板である第1の基板801に対して垂直となる方向に曲げられる。その後、成膜用基板にレーザビームを照射する。
FIG. 16 is a perspective view showing an example of a film forming apparatus using a laser. The emitted laser light is output from a laser oscillation device 803 (YAG laser device, excimer laser device, etc.), and a first
本実施の形態に示す成膜用基板の構成は、実施の形態1および実施の形態2で説明したものと同様であることとする。すなわち、第1の基板801上にすくなくとも光吸収層および材料層815などが形成された構成を有する。図16では、一例として、反射層を有する成膜用基板を示す。反射層には、開口部814が形成されている。なお、図16では、開口部814がストライプ状の場合を示したが、これに限定されず、開口部は所望の形状に形成することができる。例えば、ドット状であってもよいし、第1の基板に設けられた第1の電極の形状と同じ形状としてもよい。
The structure of the deposition substrate described in this embodiment is the same as that described in
次に、第1の基板801の材料層815が設けられた面を上となるようにし、第2の基板800の被成膜面と対向させる。位置合わせ手段により第2の基板800と第1の基板801は位置合わせ(アライメント)が行われ、一定の間隔d、少なくとも5mm以下をあけて保持する。
Next, the surface of the
また、第2の基板800には予め複数の第1の電極が設けられているが、さらに第1の電極間を電気的に絶縁するための隔壁となる絶縁物が設けられている場合には、絶縁物と材料層815を接触させて配置してもよい。
In addition, the
また、一定の間隔dに保持したまま、一対の基板を移動させてレーザ光を走査する。ここでは、基板移動手段により、長方形の窓820の長辺方向または短辺方向に一対の基板を移動させる。ここでは基板を移動してレーザ光を走査する例を示すが、特に限定されず、基板を固定し、レーザ光を移動させて走査を行ってもよい。
Further, the laser beam is scanned by moving the pair of substrates while maintaining the constant distance d. Here, the substrate moving means moves the pair of substrates in the long side direction or the short side direction of the
また、第1の基板801には、光吸収層と同じ材料で位置マーカ812が設けられており、位置マーカ812を認識するための撮像素子808によって走査の基準位置を認識させる。CCDなどの撮像素子808の視野を遮らないような装置構成とすることが好ましい。なお、第1の基板801の下方からの認識となるため、補助するための照明光を第1の基板801に照射してもよい。撮像素子808は、窓820を介して位置マーカ812を認識している例を示したが特に限定されず、別途窓を設けてもよいし、チャンバー内部に撮像素子を設ける構成としてもよい。
The
射出されるレーザ光はレーザ発振装置803から出力され、ビーム形状を矩形状とするための第1の光学系804と、整形するための第2の光学系805と、平行光線にするための第3の光学系806とを通過し、反射ミラー807で光路が第1の基板801に対して垂直となる方向に曲げられる。その後、光透過する窓120及び第1の基板801にレーザビームを通過させて、レーザビームを光吸収層に照射する。窓820をレーザビーム幅と同じまたはそれより小さいサイズとしてスリットとして機能させることもできる。
The emitted laser light is output from a
光源となるレーザ光としては、周波数10MHz以上、かつ、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光を用いる。このように周波数が非常に大きく、パルス幅が非常に小さいレーザ光を用いることにより、光吸収層における熱変換が効率よく行われる。そのため、材料層815に含まれる材料を効率よく加熱することができる。
As the laser light serving as a light source, laser light having a frequency of 10 MHz or more and a pulse width of 100 fs or more and 10 ns or less is used. By using laser light having a very large frequency and a very small pulse width in this manner, heat conversion in the light absorption layer is efficiently performed. Therefore, the material included in the
また、レーザ光の波長は特に限定されず、様々な波長のレーザ光を用いることができる。例えば、355、515、532、1030、1064nmなどの波長のレーザ光を用いることができる。 Further, the wavelength of the laser beam is not particularly limited, and laser beams having various wavelengths can be used. For example, laser light having a wavelength such as 355, 515, 532, 1030, or 1064 nm can be used.
また、レーザ光には、Arレーザ、Krレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のYAG、YVO4、フォルステライト(Mg2SiO4)、YAlO3、GdVO4、若しくは多結晶(セラミック)のYAG、Y2O3、YVO4、YAlO3、GdVO4に、ドーパントとしてNd、Yb、Cr、Ti、Ho、Er、Tm、Taのうち1種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ti:サファイアレーザ、ファイバーレーザ等の固体レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、上記固体レーザから発振される第2高調波や第3高調波を用いることもできる。 The laser light includes Ar laser, Kr laser, excimer laser and other gas laser, single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline (ceramic). YAG, Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , GdVO 4 with one or more of Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, Ta added as dopants are used as the medium. Lasers, glass lasers, ruby lasers, alexandrite lasers, Ti: sapphire lasers, fiber lasers and other solid lasers that are oscillated from one or more types can be used. Moreover, the second harmonic or the third harmonic oscillated from the solid-state laser can also be used.
また、成膜用基板である第1の基板801に照射されるレーザスポットの形状は、矩形状または線状とすることが好ましく、例えば、短辺が1mm〜5mm、且つ長辺が10mm〜50mmの矩形状とすればよい。また、大面積基板を用いる場合には、処理時間を短縮するため、レーザスポットの長辺を20cm〜100cmとすることが好ましい。また、図16に示すレーザ発振装置及び光学系を複数設置して大面積の基板を短時間に処理してもよい。具体的には、複数のレーザ発振装置からレーザビームをそれぞれ照射して基板1枚における処理面積を分担してもよい。
In addition, the shape of the laser spot irradiated to the
また、制御装置816は、一対の基板を移動させる基板移動手段も制御できるように連動させることが好ましい。さらに、制御装置816は、レーザ発振装置803も制御できるように連動させることが好ましい。さらに、制御装置816は、位置マーカ812を認識するための撮像素子808を有する位置アライメント機構と連動させることが好ましい。
Further, the
レーザ光の走査が終わると、第1の基板801においては、光吸収層と重なる材料層815が消失し、対向して配置されていた第2の基板800に選択的に成膜が行われる。なお、第1の基板801において、光吸収層と重ならない材料層815は残存したままである。レーザ光の走査を終えた第1の基板801は回収し、残存した材料層を除去すれば、再度使用することができる。
When the scanning with the laser light is completed, the
なお、図16は一例であり、レーザ光の光路に配置する各光学系や電気光学素子の位置関係は特に限定されない。例えば、レーザ発振装置803を成膜用基板である第1の基板801の下方に配置し、レーザ発振装置803から射出するレーザ光が第1の基板801の主平面に垂直な方向となるように配置すれば、反射ミラーを用いずともよい。また、各光学系は、集光レンズ、ビームエキスパンダ、ホモジナイザ、または偏光子などを用いればよく、これらを組み合わせてもよい。また、各光学系としてスリットを組み合わせてもよい。
Note that FIG. 16 is an example, and there is no particular limitation on the positional relationship between the optical systems and electro-optical elements arranged in the optical path of the laser light. For example, the
被照射面上でレーザビームの照射領域を2次元的に、適宜、走査させることによって、基板の広い面積に照射を行う。走査するために、レーザビームの照射領域と基板とを相対的に移動させる。ここでは、基板を保持している基板ステージ809をXY方向に移動させる移動手段(図示しない)で走査を行う。 By irradiating the irradiation area of the laser beam on the irradiated surface appropriately two-dimensionally, irradiation is performed on a large area of the substrate. In order to scan, the irradiation region of the laser beam and the substrate are relatively moved. Here, scanning is performed by a moving means (not shown) that moves the substrate stage 809 holding the substrate in the XY directions.
図16に示す成膜装置を用いて成膜を行う場合には、少なくとも成膜用基板である第1の基板801と被成膜基板である第2の基板800を真空チャンバー内に配置する。また、図16に示す構成を全て真空チャンバー内に設置してもよい。
In the case where film formation is performed using the film formation apparatus illustrated in FIG. 16, at least a
また、図16に示す成膜装置は、被成膜基板である第2の基板800の成膜面が下を向いた、所謂フェイスダウン方式の成膜装置の例を示しているが、フェイスアップ方式の成膜装置とすることもできる。また、被成膜基板が大面積基板である場合、基板の自重により基板の中心が撓んでしまうことを抑えるために、被成膜基板の主平面を水平面に対して垂直に立てる、所謂縦置き方式の装置とすることもできる。
The film formation apparatus shown in FIG. 16 shows an example of a so-called face-down film formation apparatus in which the film formation surface of the
また、本実施の形態に示した製造装置を複数設け、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製造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。 In addition, a plurality of manufacturing apparatuses described in this embodiment can be provided to form a multi-chamber manufacturing apparatus. Of course, a combination with a film forming apparatus of another film forming method is also possible. Alternatively, a plurality of manufacturing apparatuses described in this embodiment can be arranged in series to form an inline manufacturing apparatus.
このような成膜装置を用い、発光装置を作製することが可能である。本発明において、湿式法を用いた場合、成膜用基板上の材料層を容易に準備できる。また、成膜用基板上の材料層をそのまま成膜すればよいため、膜厚モニターが不要となる。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容易にすることができる。 A light-emitting device can be manufactured using such a film formation apparatus. In the present invention, when a wet method is used, a material layer on a deposition substrate can be easily prepared. Further, since the material layer on the deposition substrate may be deposited as it is, a film thickness monitor becomes unnecessary. Therefore, the film forming process can be fully automated, and throughput can be improved. Further, the material can be prevented from adhering to the film formation chamber wall, and the maintenance of the film formation apparatus can be facilitated.
また、本実施の形態で説明した成膜装置を用いて発光装置を作製する場合において、本発明を適用することでレーザ光を用いた成膜の際に選択的に所望の領域に成膜することができる。そのため、材料の利用効率を高めることができ、平坦でムラのない膜を成膜することが可能となる。また、微細なパターン形成も可能となる。従って、本発明を適用することにより、発光装置の製造コストを低減させることができると共に優れた特性の発光装置を得ることができる。 In the case where a light-emitting device is manufactured using the film formation apparatus described in this embodiment mode, the present invention is applied to selectively form a film in a desired region at the time of film formation using laser light. be able to. Therefore, the material utilization efficiency can be increased, and a flat and uniform film can be formed. In addition, a fine pattern can be formed. Therefore, by applying the present invention, the manufacturing cost of the light-emitting device can be reduced and a light-emitting device having excellent characteristics can be obtained.
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.
(実施の形態5)
本実施の形態では、本発明を適用して作製することができる発光素子および発光装置について説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment mode, a light-emitting element and a light-emitting device that can be manufactured by applying the present invention will be described.
本発明を適用して、例えば、図17(A)、(B)に示す発光素子を作製することができる。図17(A)に示す発光素子は、基板901上に第1の電極902、発光層913のみで形成されたEL層903、第2の電極904が順に積層して設けられている。第1の電極902及び第2の電極904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EL層903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、第1の電極902は陽極として機能する電極であり、第2の電極904は陰極として機能する電極であるとする。
For example, the light-emitting element illustrated in FIGS. 17A and 17B can be manufactured by applying the present invention. In the light-emitting element illustrated in FIG. 17A, a
また、図17(B)に示す発光素子は、図17(A)のEL層903が複数の層が積層された構造である場合を示しており、具体的には、第1の電極902側から正孔注入層911、正孔輸送層912、発光層913、電子輸送層914、および電子注入層915が順次設けられている。なお、EL層903は、図17(A)に示すように少なくとも発光層913を有していれば機能するため、これらの層を全て設ける必要はなく、必要に応じて適宜選択して設ければよい。
In addition, the light-emitting element illustrated in FIG. 17B illustrates the case where the
図17に示す基板901には、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。
As the
また、第1の電極902および第2の電極904は、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ(ITO:Indium Tin Oxide)、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛(IZO:Indium Zinc Oxide)、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙げられる。この他、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)、または金属材料の窒化物(例えば、窒化チタン)等が挙げられる。
The
これらの材料は、通常スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し1〜20wt%の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを0.5〜5wt%、酸化亜鉛を0.1〜1wt%含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。その他、ゾル−ゲル法などを応用して、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。 These materials are usually formed by sputtering. For example, indium oxide-zinc oxide can be formed by a sputtering method using a target in which 1 to 20 wt% of zinc oxide is added to indium oxide. Further, indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide can be formed by a sputtering method using a target containing 0.5 to 5 wt% tungsten oxide and 0.1 to 1 wt% zinc oxide with respect to indium oxide. it can. In addition, a sol-gel method or the like may be applied to produce the ink-jet method or the spin coat method.
また、アルミニウム(Al)、銀(Ag)、アルミニウムを含む合金等を用いることができる。その他、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第1族または第2族に属する元素、すなわちリチウム(Li)やセシウム(Cs)等のアルカリ金属、およびマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金(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の合金)、ユーロピウム(Eu)、イッテルビウム(Yb)等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。
Alternatively, aluminum (Al), silver (Ag), an alloy containing aluminum, or the like can be used. In addition, materials having a small work function, elements belonging to
アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。また、第1の電極902および第2の電極904は、単層膜に限らず、積層膜で形成することもできる。
A film of an alkali metal, an alkaline earth metal, or an alloy containing these can be formed using a vacuum evaporation method. An alloy containing an alkali metal or an alkaline earth metal can also be formed by a sputtering method. Further, a silver paste or the like can be formed by an inkjet method or the like. In addition, the
なお、EL層903で発光する光を外部に取り出すため、第1の電極902または第2の電極904のいずれか一方、または両方が光を通過するように形成する。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。
Note that in order to extract light emitted from the
なお、本実施の形態で示す発光素子のEL層903(正孔注入層911、正孔輸送層912、発光層913、電子輸送層914又は電子注入層915)は、実施の形態1〜実施の形態2で示した成膜方法を適用して形成することができる。
Note that the EL layer 903 (a
例えば、図17(A)に示す発光素子を形成する場合、実施の形態1〜実施の形態2で示した成膜用基板の材料層を、発光層913を構成する材料で形成し、この成膜用基板を用いて基板901上の第1の電極902上に発光層913を形成する。そして、発光層913上に第2の電極904を形成することにより、図17(A)に示す発光素子を得ることができる。
For example, in the case of forming the light-emitting element illustrated in FIG. 17A, the material layer of the deposition substrate described in any of
実施の形態1で示したように、成膜用基板上に材料層を形成する場合には、湿式法を用いる。湿式法を用いて材料層105を形成するには、所望の材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、溶液あるいは分散液を調整すればよい。溶媒は、材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ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。また、これらの溶媒複数種を混合して用いてもよい。湿式法を用いることにより、材料の利用効率を高めることができ、製造コストを低減させることができる。
As shown in
例えば、9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)を用いる場合、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)及び2PCAPAをトルエンに溶解して作製した組成物を用いて、材料層を形成することができる。 For example, when 9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPA) is used, 9- [4- (9-carbazolyl) phenyl] -10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA) and 2PCAPA are dissolved in toluene. A material layer can be formed using the composition manufactured as described above.
また、例えば、(アセチルアセトナト)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))を発光材料として用いる場合、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)、N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、Ir(tppr)2(acac)を2−メトキシエタノールに溶解して作製した組成物を用いて、材料層を形成することができる。 For example, when (acetylacetonato) bis (2,3,5-triphenylpyrazinato) iridium (III) (abbreviation: Ir (tppr) 2 (acac)) is used as a light-emitting material, bis (2- Methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (III) (abbreviation: BAlq), N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl ] A material layer can be formed using a composition prepared by dissolving -4,4'-diamine (abbreviation: TPD), Ir (tppr) 2 (acac) in 2-methoxyethanol.
発光層913としては種々の材料を用いることができる。例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。
Various materials can be used for the light-emitting
発光層913に用いることのできる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、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)テトラキス(1−ピラゾリル)ボラート(略称:FIr6)、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)、ビス[2−(3’,5’ビストリフルオロメチルフェニル)ピリジナト−N,C2’]イリジウム(III)ピコリナート(略称:Ir(CF3ppy)2(pic))、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)アセチルアセトナート(略称:FIracac)などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、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(1,2−ジフェニル−1H−ベンゾイミダゾラト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(pbi)2(acac))、ビス(ベンゾ[h]キノリナト)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(bzq)2(acac))などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス(2,4−ジフェニル−1,3−オキサゾラト−N,C2’)イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(dpo)2(acac))、ビス[2−(4’−パーフルオロフェニルフェニル)ピリジナト]イリジウム(III)アセチルアセトナート(略称:Ir(p−PF−ph)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))などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、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))などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、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)等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス(アセチルアセトナト)(モノフェナントロリン)テルビウム(III)(略称:Tb(acac)3(Phen))、トリス(1,3−ジフェニル−1,3−プロパンジオナト)(モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(DBM)3(Phen))、トリス[1−(2−テノイル)−3,3,3−トリフルオロアセトナト](モノフェナントロリン)ユーロピウム(III)(略称:Eu(TTA)3(Phen))等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光(異なる多重度間の電子遷移)であるため、燐光性化合物として用いることができる。
As a phosphorescent compound that can be used for the light-emitting
発光層913に用いることのできる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、N,N’−ビス[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N,N’−ジフェニルスチルベン−4,4’−ジアミン(略称:YGA2S)、4−(9H−カルバゾール−9−イル)−4’−(10−フェニル−9−アントリル)トリフェニルアミン(略称:YGAPA)などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,9−ジフェニル−9H−カルバゾール−3−アミン(略称:2PCABPhA)、N−(9,10−ジフェニル−2−アントリル)−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPAPA)、N−[9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−2−アントリル]−N,N’,N’−トリフェニル−1,4−フェニレンジアミン(略称:2DPABPhA)、9,10−ビス(1,1’−ビフェニル−2−イル)−N−[4−(9H−カルバゾール−9−イル)フェニル]−N−フェニルアントラセン−2−アミン(略称:2YGABPhA)、N,N,9−トリフェニルアントラセン−9−アミン(略称:DPhAPhA)などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、5,12−ビス(1,1’−ビフェニル−4−イル)−6,11−ジフェニルテトラセン(略称:BPT)などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)テトラセン−5,11−ジアミン(略称:p−mPhTD)、7,13−ジフェニル−N,N,N’,N’−テトラキス(4−メチルフェニル)アセナフト[1,2−a]フルオランテン−3,10−ジアミン(略称:p−mPhAFD)などが挙げられる。
As a fluorescent compound that can be used for the light-emitting
また、発光層913として、発光性の高い物質(ドーパント材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成を用いることもできる。発光性の高い物質(ドーパント材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成を用いるにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、発光性の高い物質の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
Alternatively, the light-emitting
発光性の高い物質を分散させる物質としては、発光性の高い物質が蛍光性化合物の場合には、蛍光性化合物よりも一重項励起エネルギー(基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差)が大きい物質を用いることが好ましい。また、発光性の高い物質が燐光性化合物の場合には、燐光性化合物よりも三重項励起エネルギー(基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差)が大きい物質を用いることが好ましい。 As a substance that disperses a highly luminescent substance, when the luminescent substance is a fluorescent compound, the singlet excitation energy (energy difference between the ground state and the singlet excited state) is larger than that of the fluorescent compound. It is preferable to use a substance. In the case where the light-emitting substance is a phosphorescent compound, it is preferable to use a substance having a triplet excitation energy (energy difference between the ground state and the triplet excited state) larger than that of the phosphorescent compound.
発光層913に用いるホスト材料としては、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。
As a host material used for the light-emitting
また、ドーパント材料としては、上述した燐光性化合物や蛍光性化合物を用いることができる。 Moreover, as a dopant material, the phosphorescent compound and fluorescent compound which were mentioned above can be used.
発光層913として、発光性の高い物質(ドーパント材料)を他の物質(ホスト材料)に分散させた構成を用いる場合には、成膜用基板上の材料層として、ホスト材料とゲスト材料とを混合した層を形成すればよい。または、成膜用基板上の材料層として、ホスト材料を含む層とドーパント材料を含む層とが積層した構成としてもよい。このような構成の材料層を有する成膜用基板を用いて発光層913を形成することにより、発光層913は発光材料を分散させる物質(ホスト材料)と発光性の高い物質(ドーパント材料)とを含み、発光材料を分散させる物質(ホスト材料)に発光性の高い物質(ドーパント材料)が分散された構成となる。なお、発光層913として、2種類以上のホスト材料と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。
In the case where a structure in which a light-emitting substance (dopant material) is dispersed in another substance (host material) is used as the light-emitting
また、図17(B)に示す発光素子を形成する場合には、EL層903(正孔注入層911、正孔輸送層912、電子輸送層914、および電子注入層915)のそれぞれの層を形成する材料で形成された材料層を有する実施の形態1〜実施の形態2で示した成膜用基板を各層毎に用意する。そして、各層の成膜毎に異なる成膜用基板を用いて、実施の形態1〜実施の形態2で示した方法により、基板901上の第1の電極902上にEL層903を形成することができる。そして、EL層903上に第2の電極904を形成することにより、図17(B)に示す発光素子を得ることができる。
In the case of forming the light-emitting element illustrated in FIG. 17B, each layer of the EL layer 903 (a
例えば、正孔注入層911としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン(略称:H2Pc)や銅フタロシアニン(略称:CuPc)等のフタロシアニン系の化合物等によっても正孔注入層を形成することができる。
For example, as the
また、正孔注入層911として、正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質を含む層を用いることができる。正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質とを含む層は、キャリア密度が高く、正孔注入性に優れている。また、正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質とを含む層を、陽極として機能する電極に接する正孔注入層として用いることにより、陽極として機能する電極材料の仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。
As the hole-injecting
正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質を含む層は、例えば、正孔輸送性の高い物質を含む層と電子受容性を示す物質を含む層とが積層された材料層を有する成膜用基板を用いることにより形成することができる。 The layer containing a substance having a high hole-transport property and a substance having an electron-accepting property includes, for example, a material layer in which a layer containing a substance having a high hole-transport property and a layer containing a substance having an electron-accepting property are stacked. It can be formed by using a deposition substrate.
正孔注入層911に用いる電子受容性を示す物質としては、7,7,8,8−テトラシアノ−2,3,5,6−テトラフルオロキノジメタン(略称:F4−TCNQ)、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第4族から第8族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。
As a substance having an electron accepting property used for the
正孔注入層911に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素など、種々の化合物を用いることができる。なお、正孔注入層に用いる正孔輸送性の高い物質としては、10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質であることが好ましい。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。以下では、正孔注入層911に用いることのできる正孔の輸送性の高い物質を具体的に列挙する。
As the substance having a high hole-transport property used for the hole-
例えば、正孔注入層911に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、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)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)等を用いることができる。また、N,N’−ビス(4−メチルフェニル)(p−トリル)−N,N’−ジフェニル−p−フェニレンジアミン(略称:DTDPPA)、4,4’−ビス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ビフェニル(略称:DPAB)、4,4’−ビス(N−{4−[N’−(3−メチルフェニル)−N’−フェニルアミノ]フェニル}−N−フェニルアミノ)ビフェニル(略称:DNTPD)、1,3,5−トリス[N−(4−ジフェニルアミノフェニル)−N−フェニルアミノ]ベンゼン(略称:DPA3B)等を挙げることができる。
For example, as an aromatic amine compound that can be used for the
正孔注入層911に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、3−[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA1)、3,6−ビス[N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)−N−フェニルアミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCA2)、3−[N−(1−ナフチル)−N−(9−フェニルカルバゾール−3−イル)アミノ]−9−フェニルカルバゾール(略称:PCzPCN1)等を挙げることができる。
As a carbazole derivative that can be used for the hole-
また、正孔注入層911に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、4,4’−ジ(N−カルバゾリル)ビフェニル(略称:CBP)、1,3,5−トリス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]ベンゼン(略称:TCPB)、9−[4−(10−フェニル−9−アントリル)フェニル]−9H−カルバゾール(略称:CzPA)、1,4−ビス[4−(N−カルバゾリル)フェニル]−2,3,5,6−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。
Examples of the carbazole derivative that can be used for the hole-
また、正孔注入層911に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、2−tert−ブチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:t−BuDNA)、2−tert−ブチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、9,10−ビス(3,5−ジフェニルフェニル)アントラセン(略称:DPPA)、2−tert−ブチル−9,10−ビス(4−フェニルフェニル)アントラセン(略称:t−BuDBA)、9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン(略称:DNA)、9,10−ジフェニルアントラセン(略称:DPAnth)、2−tert−ブチルアントラセン(略称:t−BuAnth)、9,10−ビス(4−メチル−1−ナフチル)アントラセン(略称:DMNA)、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]−2−tert−ブチル−アントラセン、9,10−ビス[2−(1−ナフチル)フェニル]アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(1−ナフチル)アントラセン、2,3,6,7−テトラメチル−9,10−ジ(2−ナフチル)アントラセン、9,9’−ビアントリル、10,10’−ジフェニル−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス(2−フェニルフェニル)−9,9’−ビアントリル、10,10’−ビス[(2,3,4,5,6−ペンタフェニル)フェニル]−9,9’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、2,5,8,11−テトラ(tert−ブチル)ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、1×10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有し、炭素数14〜42である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 Examples of aromatic hydrocarbons that can be used for the hole injection layer 911 include 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert- Butyl-9,10-di (1-naphthyl) anthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis (4-phenylphenyl) ) Anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-) BuAnth), 9,10-bis (4-methyl-1-naphthyl) anthracene (abbreviation: DMNA), 9,10-bis [2 (1-naphthyl) phenyl] -2-tert-butyl-anthracene, 9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di ( 1-naphthyl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene, 9,9′-bianthryl, 10,10′-diphenyl-9,9′-bianthryl, 10,10′-bis (2-phenylphenyl) -9,9′-bianthryl, 10,10′-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl] -9,9′-bianthryl , Anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene, and the like. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.
なお、正孔注入層911に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、4,4’−ビス(2,2−ジフェニルビニル)ビフェニル(略称:DPVBi)、9,10−ビス[4−(2,2−ジフェニルビニル)フェニル]アントラセン(略称:DPVPA)等が挙げられる。
Note that the aromatic hydrocarbon that can be used for the hole-injecting
これら正孔輸送性の高い物質を含む層と、電子受容性を示す物質を含む層とが積層された材料層を有する成膜用基板を用いることで、正孔注入層911を形成することができる。電子受容性を示す物質として金属酸化物を用いた場合には、成膜用基板上に正孔輸送性の高い物質を含む層を形成した後、金属酸化物を含む層を形成することが好ましい。金属酸化物は、正孔輸送性の高い物質よりも蒸着可能温度が高い場合が多いためである。このような構成の成膜用基板とすることにより、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物とを効率良く成膜することができる。また、成膜した膜において局所的な濃度の偏りを抑制することができる。また、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物の両方を溶解させるまたは分散させる溶媒は種類が少なく、混合溶液を形成しにくい。よって、湿式法を用いて混合層を直接形成することは困難である。しかし、本発明の成膜方法を用いることにより、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物とを含む混合層を容易に形成することができる。
The
また、正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質とを含む層は、正孔注入性だけでなく、正孔輸送性も優れているため、上述した正孔注入層911を正孔輸送層として用いてもよい。 In addition, a layer including a substance having a high hole-transport property and a substance having an electron-accepting property has not only a hole-injection property but also a good hole-transport property. It may be used as a transport layer.
また、正孔輸送層912は、正孔輸送性の高い物質を含む層であり、正孔輸送性の高い物質としては、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またはα−NPD)やN,N’−ビス(3−メチルフェニル)−N,N’−ジフェニル−[1,1’−ビフェニル]−4,4’−ジアミン(略称:TPD)、4,4’,4’’−トリス(N,N−ジフェニルアミノ)トリフェニルアミン(略称:TDATA)、4,4’,4’’−トリス[N−(3−メチルフェニル)−N−フェニルアミノ]トリフェニルアミン(略称:MTDATA)、4,4’−ビス[N−(スピロ−9,9’−ビフルオレン−2−イル)−N―フェニルアミノ]ビフェニル(略称:BSPB)などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
The
電子輸送層914は、電子輸送性の高い物質を含む層であり、例えば、トリス(8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Alq)、トリス(4−メチル−8−キノリノラト)アルミニウム(略称:Almq3)、ビス(10−ヒドロキシベンゾ[h]キノリナト)ベリリウム(略称:BeBq2)、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(略称:BAlq)など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンズオキサゾラト]亜鉛(略称:Zn(BOX)2)、ビス[2−(2−ヒドロキシフェニル)ベンゾチアゾラト]亜鉛(略称:Zn(BTZ)2)などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、2−(4−ビフェニリル)−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール(略称:PBD)や、1,3−ビス[5−(p−tert−ブチルフェニル)−1,3,4−オキサジアゾール−2−イル]ベンゼン(略称:OXD−7)、3−(4−ビフェニリル)−4−フェニル−5−(4−tert−ブチルフェニル)−1,2,4−トリアゾール(略称:TAZ01)バソフェナントロリン(略称:BPhen)、バソキュプロイン(略称:BCP)なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に10−6cm2/Vs以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。
The electron-
また、電子注入層915としては、フッ化リチウム(LiF)、フッ化セシウム(CsF)、フッ化カルシウム(CaF2)等のようなアルカリ金属化合物、又はアルカリ土類金属化合物を用いることができる。さらに、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属が組み合わされた層も使用できる。例えばAlq中にマグネシウム(Mg)を含有させたものを用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、第2の電極904からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
As the
なお、EL層903は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性(電子及び正孔の輸送性の高い物質)の物質等を含む層と、発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。
Note that there is no particular limitation on the layered structure of the
EL層903で得られた発光は、第1の電極902または第2の電極904のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極902または第2の電極904のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第1の電極902のみが透光性を有する電極である場合、光は第1の電極902を通って基板901側から取り出される。また、第2の電極904のみが透光性を有する電極である場合、光は第2の電極904を通って基板901と逆側から取り出される。第1の電極902および第2の電極904がいずれも透光性を有する電極である場合、光は第1の電極902および第2の電極904を通って、基板901側および基板901と逆側の両方から取り出される。
Light emission obtained in the
なお、図17では、陽極として機能する第1の電極902を基板901側に設けた構成について示したが、陰極として機能する第2の電極904を基板901側に設けてもよい。
Note that although FIG. 17 illustrates the structure in which the
また、EL層903の形成方法としては、実施の形態1〜実施の形態2で示した成膜方法を用いればよい。実施の形態1〜実施の形態2で示した成膜方法は、高精度な膜が効率よく形成される為、発光素子の特性向上のみならず、生産性向上や製造コストの低減を図ることができる。
Further, as a formation method of the
また、本発明の発光装置の作製方法は、湿式法を用いて直接被成膜基板上にEL層を形成する場合とは異なり、すでに形成された層の溶解性等を考慮する必要がないため、成膜する材料の種類の選択肢が広がる。また、積層する層の数についても自由に設定できる。よって、本発明の発光装置の作製方法を用いることにより、所望の材料を用いて、所望の積層構造の発光装置を作製することができる。特に、基板が大型化した場合において、用いる材料の種類や積層構造を自由に設計できるということは、発光装置の性能を向上させる点において、重要である。 In addition, the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention does not need to consider the solubility of an already formed layer, unlike the case where an EL layer is directly formed over a deposition target substrate using a wet method. The choice of the kind of material for film formation is expanded. Further, the number of layers to be stacked can be freely set. Therefore, by using the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention, a light-emitting device having a desired stacked structure can be manufactured using a desired material. In particular, when the substrate is increased in size, it is important in terms of improving the performance of the light-emitting device that the type of material used and the laminated structure can be freely designed.
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.
(実施の形態6)
本実施の形態では、実施の形態5で説明した発光素子を用いて形成される発光装置について説明する。
(Embodiment 6)
In this embodiment, a light-emitting device formed using the light-emitting element described in Embodiment 5 will be described.
まず、パッシブマトリクス型の発光装置について、図18、図19を用いて説明することとする。 First, a passive matrix light-emitting device is described with reference to FIGS.
パッシブマトリクス型(単純マトリクス型ともいう)の発光装置は、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。 A light emitting device of a passive matrix type (also referred to as a simple matrix type) is provided so that a plurality of anodes arranged in stripes (bands) and a plurality of cathodes arranged in stripes are orthogonal to each other. The light emitting layer is sandwiched between the intersections. Therefore, the pixel corresponding to the intersection between the selected anode (to which voltage is applied) and the selected cathode is turned on.
図18(A)は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図18(A)中の鎖線A−A’で切断した断面図が図18(B)であり、鎖線B−B’で切断した断面図が図18(C)である。 18A is a diagram illustrating a top view of the pixel portion before sealing. FIG. 18B is a cross-sectional view taken along the chain line AA ′ in FIG. FIG. 18C is a cross-sectional view taken along −B ′.
基板1001上には、下地絶縁層として絶縁層1004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1004上には、ストライプ状に複数の第1の電極1013が等間隔で配置されている。また、第1の電極1013上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁1014が設けられ、開口部を有する隔壁1014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1021となる。
An insulating
開口部を有する隔壁1014上に、第1の電極1013と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁1022が設けられる。逆テーパ状の隔壁1022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。
A plurality of reverse-tapered
開口部を有する隔壁1014及び逆テーパ状の隔壁1022を合わせた高さは、EL層及び第2の電極1016の膜厚より大きくなるように設定する。これにより、複数の領域に分離されたEL層、具体的には赤色発光を示す材料で形成されたEL層(R)(1015R)、緑色発光を示す材料で形成されたEL層(G)(1015G)、青色発光を示す材料で形成されたEL層(B)(1015B)と、第2の電極1016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。
The total height of the
第2の電極1016は、第1の電極1013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1022上にもEL層及び第2の電極1016を形成する導電層の一部が形成されるが、EL層(R)(1015R)、EL層(G)(1015G)、EL層(B)(1015B)、及び第2の電極1016とは分断されている。なお、本実施の形態におけるEL層は、少なくとも発光層を含む層であって、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。
The
ここでは、EL層(R)(1015R)、EL層(G)(1015G)、EL層(B)(1015B)を選択的に形成し、3種類(赤(R)、青(G)、緑(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。なお、EL層(R)(1015R)、EL層(G)(1015G)、EL層(B)(1015B)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および実施の形態2に示す成膜方法を適用すればよい。
Here, an EL layer (R) (1015R), an EL layer (G) (1015G), and an EL layer (B) (1015B) are selectively formed, and three types (red (R), blue (G), green An example of forming a light emitting device capable of full color display capable of obtaining the light emission of (B)) is shown. Note that the EL layers (R) (1015R), the EL layers (G) (1015G), and the EL layers (B) (1015B) are formed in stripe patterns parallel to each other. In order to form these EL layers, the film formation method described in any of
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。ここでは、封止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基板と封止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している。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、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収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。 If necessary, sealing is performed using a sealing material such as a sealing can or a glass substrate for sealing. Here, a glass substrate is used as the sealing substrate, and the substrate and the sealing substrate are bonded together using an adhesive such as a sealing material, and the space surrounded by the adhesive such as the sealing material is hermetically sealed. The sealed space is filled with a filler or a dry inert gas. In order to improve the reliability of the light emitting device, a desiccant or the like may be enclosed between the substrate and the sealing material. A very small amount of water is removed by the desiccant, and it is sufficiently dried. In addition, as the desiccant, a substance that absorbs moisture by chemical adsorption, such as an oxide of an alkaline earth metal such as calcium oxide or barium oxide, can be used. In addition, you may use the substance which adsorb | sucks moisture by physical adsorption, such as a zeolite and a silica gel, as another drying material.
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。 However, in the case where a sealing material that covers and contacts the light emitting element is provided and is sufficiently shielded from the outside air, the drying material is not necessarily provided.
次に、図18に示したパッシブマトリクス型の発光装置にFPCなどを実装した場合の上面図を図19に示す。 Next, FIG. 19 shows a top view when an FPC or the like is mounted on the passive matrix light-emitting device shown in FIG.
図19において、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。 In FIG. 19, the pixel portions constituting the image display intersect so that the scanning line group and the data line group are orthogonal to each other.
ここで、図18における第1の電極1013が、図19の走査線1103に相当し、図18における第2の電極1016が、図19のデータ線1102に相当し、逆テーパ状の隔壁1022が隔壁1104に相当する。データ線1102と走査線1103の間にはEL層が挟まれており、領域1105で示される交差部が画素1つ分となる。
Here, the
なお、走査線1103は配線端で接続配線1108と電気的に接続され、接続配線1108が入力端子1107を介してFPC1109bに接続される。また、データ線は入力端子1106を介してFPC1109aに接続される。
Note that the
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。 Further, if necessary, an optical film such as a polarizing plate or a circular polarizing plate (including an elliptical polarizing plate), a retardation plate (λ / 4 plate, λ / 2 plate), a color filter, etc. is appropriately provided on the exit surface. Also good. Further, an antireflection film may be provided on the polarizing plate or the circularly polarizing plate. For example, anti-glare treatment can be performed that diffuses reflected light due to surface irregularities and reduces reflection.
なお、図19では、駆動回路を基板上に設けない例を示したが、本発明は特に限定されず、基板上に駆動回路を有するICチップを実装させてもよい。 Note that FIG. 19 illustrates an example in which the driver circuit is not provided over the substrate; however, the present invention is not particularly limited, and an IC chip having the driver circuit may be mounted over the substrate.
また、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。 When an IC chip is mounted, a data line side IC and a scanning line side IC in which a driving circuit for transmitting each signal to the pixel portion is formed in a peripheral (outside) region of the pixel portion by a COG method. . You may mount using TCP and a wire bonding system as mounting techniques other than a COG system. TCP is an IC mounted on a TAB tape, and the IC is mounted by connecting the TAB tape to a wiring on an element formation substrate. The data line side IC and the scanning line side IC may be those using a silicon substrate, or may be a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate formed with a drive circuit using TFTs. Further, although an example in which one IC is provided on one side has been described, it may be divided into a plurality of parts on one side.
次に、アクティブマトリクス型の発光装置の例について、図20を用いて説明する。なお、図20(A)は発光装置を示す上面図であり、図20(B)は図20(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1210上に設けられた画素部1202と、駆動回路部(ソース側駆動回路)1201と、駆動回路部(ゲート側駆動回路)1203と、を有する。画素部1202、駆動回路部1201、及び駆動回路部1203は、シール材1205によって、素子基板1210と封止基板1204との間に封止されている。
Next, an example of an active matrix light-emitting device is described with reference to FIGS. 20A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 20B is a cross-sectional view taken along the chain line A-A ′ in FIG. 20A. An active matrix light-emitting device according to this embodiment includes a
また、素子基板1210上には、駆動回路部1201、及び駆動回路部1203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1208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)1209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。
Over the
次に、断面構造について図20(B)を用いて説明する。素子基板1210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1201と、画素部1202が示されている。
Next, a cross-sectional structure will be described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the
駆動回路部1201はnチャネル型TFT1223とpチャネル型TFT1224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、種々の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。
The
また、画素部1202はスイッチング用TFT1211と、電流制御用TFT1212と電流制御用TFT1212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1213とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極1213の端部を覆って絶縁物1214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。
The
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1214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1214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1214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1214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、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、の両者を使用することができる。
In addition, in order to improve the coverage of the film formed to be stacked on the upper layer, it is preferable that a curved surface having a curvature be formed at the upper end portion or the lower end portion of the
第1の電極1213上には、EL層1200及び第2の電極1216が積層形成されている。なお、第1の電極1213をITO膜とし、第1の電極1213と接続する電流制御用TFT1212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1216は外部入力端子であるFPC1209に電気的に接続されている。
An
EL層1200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1213、EL層1200及び第2の電極1216との積層構造で、発光素子1215が形成されている。
The
また、図20(B)に示す断面図では発光素子1215を1つのみ図示しているが、画素部1202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1202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、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。
In the cross-sectional view illustrated in FIG. 20B, only one light-emitting
さらにシール材1205で封止基板1204を素子基板1210と貼り合わせることにより、素子基板1210、封止基板1204、およびシール材1205で囲まれた空間1207に発光素子1215が備えられた構造になっている。なお、空間1207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1205で充填される構成も含むものとする。
Further, the sealing
なお、シール材1205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1204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。
Note that an epoxy-based resin is preferably used for the
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低減させることが可能である。よって、製造コストの低減を図ることができる。 As described above, a light-emitting device can be obtained by applying the present invention. An active matrix light-emitting device is likely to increase the manufacturing cost per sheet because a TFT is manufactured. However, by applying the present invention, a material loss when forming a light-emitting element can be greatly reduced. Is possible. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.
また、本発明を適用することで、発光素子を構成するEL層を容易に形成することができると共に、発光素子を有する発光装置を容易に作製することができる。また、平坦でムラのない膜の成膜や微細なパターン形成が可能となるため、高精細な発光装置を得ることができる。 In addition, by applying the present invention, an EL layer included in a light-emitting element can be easily formed, and a light-emitting device including the light-emitting element can be easily manufactured. In addition, since a flat and uniform film can be formed and a fine pattern can be formed, a high-definition light-emitting device can be obtained.
また、本発明の発光装置の作製方法は、湿式法を用いて直接被成膜基板上にEL層を形成する場合とは異なり、すでに形成された層の溶解性等を考慮する必要がないため、成膜する材料の種類の選択肢が広がる。また、積層する層の数についても自由に設定できる。よって、本発明の発光装置の作製方法を用いることにより、所望の材料を用いて、所望の積層構造の発光装置を作製することができる。特に、基板が大型化した場合において、用いる材料の種類や積層構造を自由に設計できるということは、発光装置の性能を向上させる点において、重要である。 In addition, the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention does not need to consider the solubility of an already formed layer, unlike the case where an EL layer is directly formed over a deposition target substrate using a wet method. The choice of the kind of material for film formation is expanded. Further, the number of layers to be stacked can be freely set. Therefore, by using the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention, a light-emitting device having a desired stacked structure can be manufactured using a desired material. In particular, when the substrate is increased in size, it is important in terms of improving the performance of the light-emitting device that the type of material used and the laminated structure can be freely designed.
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.
(実施の形態7)
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子機器について、図21を用いて説明する。
(Embodiment 7)
In this embodiment mode, various electronic devices completed using a light-emitting device manufactured by applying the present invention will be described with reference to FIGS.
本発明に係る発光装置を適用した電子機器として、テレビジョン、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。これらの電子機器の具体例を図21に示す。 As an electronic device to which the light emitting device according to the present invention is applied, a television, 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 computer, Reproducing a recording medium such as a game machine, a portable information terminal (mobile computer, cellular phone, portable game machine or electronic book), an image reproducing device (specifically, a digital video disc (DVD)), A device provided with a display device capable of displaying the image), and a lighting fixture. Specific examples of these electronic devices are shown in FIGS.
図21(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、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、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、表示装置の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な表示装置を提供することができる。
FIG. 21A illustrates a display device, which includes a
図21(B)は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、ポインティングデバイス8106等を含む。なお、コンピュータは、本発明を用いて形成され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、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、コンピュータの製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価なコンピュータを提供することができる。
FIG. 21B illustrates a computer, which includes a
図21(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。なお、ビデオカメラは、本発明を用いて形成され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、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、ビデオカメラの製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価なビデオカメラを提供することができる。
FIG. 21C illustrates a video camera, which includes a
図21(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。なお、卓上照明器具は、本発明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、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、卓上照明器具の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な卓上照明器具を提供することができる。
FIG. 21D illustrates a table lamp, which includes a
ここで、図21(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。なお、携帯電話は、本発明を用いて形成され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、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、携帯電話の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な携帯電話を提供することができる。
Here, FIG. 21E illustrates a mobile phone, which includes a
また、図22(A)も携帯電話であり、図22(A)が正面図、図22(B)が背面図、図22(C)が展開図である。本体1401は、電話と携帯情報端末の双方の機能を備えており、コンピュータを内蔵し、音声通話以外にも様々なデータ処理が可能な所謂スマートフォンである。
22A is also a mobile phone, FIG. 22A is a front view, FIG. 22B is a rear view, and FIG. 22C is a development view. The
本体1401は、筐体1402及び筐体1403の二つの筐体で構成されている。筐体1402には、表示部1404、スピーカー1405、マイクロフォン1406、操作キー1407、ポインティングデバイス1408、カメラ用レンズ1409、外部接続端子1410、イヤホン端子1411等を備え、筐体1403には、キーボード1412、外部メモリスロット1413、カメラ用レンズ1414、ライト1415等を備えている。また、アンテナは筐体1402内部に内蔵されている。
The
また、上記構成に加えて、非接触ICチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよい。 In addition to the above structure, a non-contact IC chip, a small recording device, or the like may be incorporated.
表示部1404には、上記実施例に示される表示装置を組み込むことが可能であり、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。表示部1404と同一面上にカメラ用レンズ1409を備えているため、テレビ電話が可能である。また、表示部1404をファインダーとし、カメラ用レンズ1414及びライト1415で静止画及び動画の撮影が可能である。スピーカー1405、及びマイクロフォン1406は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生等が可能である。
The
操作キー1407では、電話の発着信、電子メール等の簡単な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等が可能である。更に、重なり合った筐体1402と筐体1403(図22(A))は、スライドし、図22(C)のように展開し、携帯情報端末として使用できる。この場合、キーボード1412、ポインティングデバイス1408を用い円滑な操作が可能である。外部接続端子1410はACアダプタ及びUSBケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電及びコンピュータ等とのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット1413に記録媒体を挿入しより大量のデータ保存及び移動に対応できる。
With the
また、上記機能に加えて、赤外線通信機能、テレビ受信機能等を備えたものであってもよい。 In addition to the above functions, an infrared communication function, a television reception function, or the like may be provided.
なお、上述した携帯電話は、本発明を用いて形成される発光装置をその表示部1404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、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、携帯電話の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な携帯電話を提供することができる。
Note that the above-described mobile phone is manufactured by using a light-emitting device formed using the present invention for the
以上のようにして、本発明に係る発光装置を適用して電子機器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、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。 As described above, an electronic device or a lighting fixture can be obtained by using the light-emitting device according to the present invention. The applicable range of the light-emitting device according to the present invention is so wide that the light-emitting device can be applied to electronic devices in various fields.
なお、本実施の形態に示す構成は、他の実施の形態に示す構成と適宜組み合わせて用いることができる。 Note that the structure described in this embodiment can be combined as appropriate with any of the structures described in the other embodiments.
101 第1の基板
102 反射層
103 断熱層
104 光吸収層
105 材料層
106 開口部
107 第2の基板
108 第1の電極
109 絶縁物
110 光
111 EL層
112 第2の断熱層
211 正孔注入層
212 正孔輸送層
213A 発光層
213B 発光層
213C 発光層
214 電子輸送層
215 電子注入層
401 反射層
402 開口部
411 EL層(R)
412 EL層(G)
413 EL層(B)
414 絶縁物
501 反射層
502 開口部
511 EL層(R)
512 EL層(G)
513 EL層(B)
800 第2の基板
801 第1の基板
803 レーザ発振装置
804 第1の光学系
805 第2の光学系
806 第3の光学系
807 反射ミラー
808 撮像素子
809 基板ステージ
814 開口部
815 材料層
816 制御装置
901 基板
902 第1の電極
903 EL層
904 第2の電極
911 正孔注入層
912 正孔輸送層
913 発光層
914 電子輸送層
915 電子注入層
1001 基板
1004 絶縁層
1013 第1の電極
1014 隔壁
1015 EL層
1016 第2の電極
1021 発光領域
1022 隔壁
1102 データ線
1103 走査線
1104 隔壁
1105 領域
1106 入力端子
1107 入力端子
1108 接続配線
1200 EL層
1201 駆動回路部(ソース側駆動回路)
1202 画素部
1203 駆動回路部(ゲート側駆動回路)
1204 封止基板
1205 シール材
1207 空間
1208 配線
1209 FPC(フレキシブルプリントサーキット)
1210 素子基板
1211 スイッチング用TFT
1212 電流制御用TFT
1213 第1の電極
1214 絶縁物
1215 発光素子
1216 第2の電極
1223 nチャネル型TFT
1224 pチャネル型TFT
1401 本体
1402 筐体
1403 筐体
1404 表示部
1405 スピーカー
1406 マイクロフォン
1407 操作キー
1408 ポインティングデバイス
1409 カメラ用レンズ
1410 外部接続端子
1411 イヤホン端子
1412 キーボード
1413 外部メモリスロット
1414 カメラ用レンズ
1415 ライト
1501 基板
1502 反射層
1503 断熱層
1504 光吸収層
1505 材料層
1506 開口部
1511 基板
1512 反射層
1514 光吸収層
1515 材料層
1516 開口部
2101 ガラス基板
2102 反射層
2103 断熱層
2104 光吸収層
2105 材料層
2106 開口部
2112 第2の断熱層
2114 下地膜
3101 ガラス基板
3102 反射層
3103 断熱層
3104 光吸収層
3105 材料層
3106 開口部
3114 下地膜
4101 ガラス基板
4102 反射層
4104 光吸収層
8001 筐体
8002 支持台
8003 表示部
8004 スピーカー部
8005 ビデオ入力端子
8101 本体
8102 筐体
8103 表示部
8104 キーボード
8105 外部接続ポート
8106 ポインティングデバイス
8201 本体
8202 表示部
8203 筐体
8204 外部接続ポート
8205 リモコン受信部
8206 受像部
8207 バッテリー
8208 音声入力部
8209 操作キー
8210 接眼部
8301 照明部
8302 傘
8303 可変アーム
8304 支柱
8305 台
8306 電源
8401 本体
8402 筐体
8403 表示部
8404 音声入力部
8405 音声出力部
8406 操作キー
8407 外部接続ポート
8408 アンテナ
101
412 EL layer (G)
413 EL layer (B)
414
512 EL layer (G)
513 EL layer (B)
800
1202
1204
1210
1212 Current control TFT
1213
1224 p-channel TFT
1401
Claims (6)
前記第1の成膜用基板は、透光性を有し、かつ、一方の面に、開口部を有する反射層と、光吸収層と、前記反射層と前記光吸収層との間に設けられた第1の断熱層と、前記光吸収層上に湿式法を用いて形成した材料層と、前記光吸収層と前記材料層との間に設けられた第2の断熱層と、を有し、
前記第1の断熱層は、前記反射層と重なる領域を有し、
前記第2の断熱層は、前記第1の断熱層と重なる領域を有し、
前記素子基板の前記第1の電極が形成された面と、前記第1の成膜用基板の前記材料層が形成された面とを対向して配置し、
前記第1の成膜用基板の前記材料層が形成されていない側から周波数10MHz以上、パルス幅100fs以上10ns以下のレーザ光を照射し、前記光吸収層に接している前記材料層を加熱し、前記材料層の少なくとも一部を前記素子基板の前記第1の電極上に成膜する工程を有し、
前記第1の成膜用基板を、他の材料層が形成された第2の成膜用基板と交換し、前記工程を繰り返すことで、少なくとも前記第1の電極上に、複数の層を形成することを特徴とする発光装置の作製方法。 Preparing a first deposition substrate and an element substrate having a first electrode;
The first film-formation substrate has a light-transmitting property and is provided on one surface with a reflection layer having an opening, a light absorption layer, and the reflection layer and the light absorption layer. A first heat insulating layer, a material layer formed on the light absorbing layer by a wet method, and a second heat insulating layer provided between the light absorbing layer and the material layer. And
The first heat insulating layer has a region overlapping with the reflective layer,
The second heat insulating layer has a region overlapping with the first heat insulating layer,
The surface on which the first electrode of the element substrate is formed and the surface on which the material layer of the first film formation substrate is formed are arranged to face each other.
The first deposition substrate prior SL materials layer is formed which do not side from the frequency 10MHz above, irradiated with a following laser pulse width 100fs over 10 ns, the material layer in contact with the light absorbing layer Heating and forming at least a part of the material layer on the first electrode of the element substrate,
The first film formation substrate is replaced with a second film formation substrate on which another material layer is formed, and a plurality of layers are formed on at least the first electrode by repeating the process. A method for manufacturing a light-emitting device.
前記第1の断熱層の前記レーザ光に対する透過率は60%以上であり、かつ前記第1の断熱層に用いる材料の熱伝導率は、前記反射層および前記光吸収層に用いる材料の熱伝導率よりも小さいことを特徴とする発光装置の作製方法。 In claim 1,
The transmittance of the first heat insulating layer with respect to the laser light is 60% or more, and the heat conductivity of the material used for the first heat insulating layer is the heat conductivity of the material used for the reflective layer and the light absorbing layer. A manufacturing method of a light-emitting device, which is smaller than the rate.
前記第1の断熱層は、酸化チタン、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化ジルコニウム、炭化珪素のいずれかを含むことを特徴とする発光装置の作製方法。 In claim 1,
The method for manufacturing a light-emitting device, wherein the first heat insulating layer includes any of titanium oxide, silicon oxide, silicon nitride oxide, zirconium oxide, and silicon carbide.
前記反射層は、アルミニウム、銀、金、白金、銅、アルミニウムを含む合金、銀を含む合金、または酸化インジウム−酸化スズのいずれかを含むことを特徴とする発光装置の作製方法。 In any one of Claim 1 thru | or 3,
The method for manufacturing a light-emitting device, wherein the reflective layer includes any one of aluminum, silver, gold, platinum, copper, an alloy containing aluminum, an alloy containing silver, or indium oxide-tin oxide.
前記光吸収層は、金属窒化物、金属、カーボンのいずれかを含むことを特徴とする発光装置の作製方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4,
The method for manufacturing a light-emitting device, wherein the light absorption layer includes any one of metal nitride, metal, and carbon.
前記反射層上に、第2の開口部を有する第1の断熱層を有し、A first heat insulating layer having a second opening on the reflective layer;
前記基板上及び前記第1の断熱層上に、光吸収層を有し、A light absorption layer on the substrate and the first heat insulation layer;
前記光吸収層上に、第3の開口部を有する第2の断熱層を有し、A second heat insulating layer having a third opening on the light absorbing layer;
前記光吸収層上及び前記第2の断熱層上に、材料層を有し、A material layer on the light absorption layer and the second heat insulation layer;
前記第1の開口部と、前記第2の開口部と、前記第3の開口部と、が重なる領域を有することを特徴とする成膜用基板。A film formation substrate comprising a region where the first opening, the second opening, and the third opening overlap.
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