JP5568578B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
、「EL」と記す)と呼ばれる現象によって発光する薄膜を挟んだ構造からなる素子を基
板上に備えた表示装置(以下、「発光素子」と記す)に係る技術分野および該発光素子を
映像表示部に備えた電子機器に係る技術分野に属する。
テレビモニターに始まり、近年急速に発展した液晶ディスプレイや、今後の発展が期待さ
れている有機ELディスプレイなど、用途に合わせて様々な形態をとる。特に液晶ディス
プレイや有機ELディスプレイは低電圧で駆動する発光素子であり、省エネルギーの観点
からも重要な映像表示ディスプレイである。
も注目されている。
、「有機薄膜」と記す)を設置して電流を流すことにより、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発光体膜中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戻る際に放出する光子を利用するものである。
起状態が可能であるが、本明細書中ではどちらの励起状態が発光に寄与する場合も含むこ
ととする。
常、有機薄膜は1μmを下回るほどの薄膜で形成される。また、有機EL素子は、発光体
膜そのものが光を放出する自発光型の素子であるため、従来の液晶ディスプレイに用いら
れているようなバックライトも必要ない。したがって、有機EL素子は極めて薄型軽量に
作製できることが大きな利点である。
結合に至るまでの時間は、発光体組成物膜のキャリア移動度を考えると数十ナノ秒程度で
あり、キャリアの再結合から発光までの過程を含めてもマイクロ秒以内のオーダーで発光
に至る。したがって、非常に応答速度が速いことも特長の一つである。
能であり、ノイズが生じにくい。また、100nm程度の均一な超薄膜の有機薄膜を形成
し、適切な有機材料を使用することによって、数Vの電圧で駆動させることも可能である
。すなわち、有機EL素子は自発光型であり視野角が広いために視認性も良好であるのみ
ならず、薄型軽量・高速応答性・直流低電圧駆動などの特性を持ち合わせているため、次
世代の発光素子として期待されている。
が必要不可欠である。たとえば液晶ディスプレイにおいては、フルカラー表示を達成する
ために、カラーフィルターとして機能する有機薄膜をガラス基板上に規則正しく形成する
必要がある。一方有機EL素子においては、電極から注入される正孔および電子を輸送す
るための電荷輸送材料や、発光にあずかる発光材料は発光体組成物であり、これらの化合
物を電極間に薄膜状に形成しなければならない。
単分子積層膜法、ディップコーティング法、スピンコート法、インクジェット法、印刷法
、あるいは蒸着法など、様々な方法が開発されている。この中でも特にインクジェット法
は、有機材料を高効率で使用できることや、装置の構成が簡単で小型が可能であるなどの
利点を有しており、技術的にも既に実用レベルに近づいている。インクジェット法に関す
る基礎的技術は特許文献1などに開示されている。
成に転用した技術であり、インクの代わりに有機薄膜の材料となる発光体組成物を含む溶
液、あるいは分散液を用い、画素ごとに液滴として塗布する方法である。液滴に含まれる
溶媒が蒸発することによって、個々の画素に薄膜が形成される。液滴が基板に付着する位
置を制御することによって、任意の微細パターンを形成することができる。
の溶媒成分を含むため、これを除去するために溶媒成分を揮発させるための工程(以下、
「焼成工程」と記す)を必要とする。すなわち、インクジェット法によって液滴を塗布し
た後、画素全体を加熱して溶媒成分を揮発させ、残存した溶質(有機薄膜の材料)を薄膜
化するのである。従って、発光体組成物を含む溶液の溶媒の蒸気圧が低い場合、焼成工程
に時間を要するのみならず、近接する画素上に付着した液滴が混ざり合いやすく、微細な
薄膜パターンの形成を阻害してしまう。また、薄膜中に溶媒成分が残存してしまうと、溶
媒が経時的に揮発して脱ガス現象を引き起こし、有機薄膜の劣化、ひいては発光素子とし
ての劣化を招く要因となる。さらに、溶媒成分を完全に除去するために加熱温度を上げる
と、耐熱性の低い有機薄膜の組成を破壊することになる。
う利点があるものの、焼成工程に問題をもっており、改善の余地が残る技術である。
膜を形成する手法において、焼成工程を省くための技術を提供することを課題とする。そ
して、当該技術を発光装置の作製に応用することにより、低コストかつ簡便な方法でスル
ープットの高い発光装置の作製方法を提供することを課題とする。
04Paの圧力下で発光体組成物を含む溶液を画素電極(陽極もしくは陰極)に向けて噴
射し、前記発光体組成物を前記画素電極上に堆積させて少なくとも一層の薄膜を形成する
ことを特徴とする発光装置の作製方法である。このとき、前記溶液が前記画素電極に到達
する間、該溶液中の溶媒を揮発させると共に、残存した前記発光体組成物を前記画素電極
上に堆積させて少なくとも一層の有機薄膜を形成しても良いし、さらには、前記画素電極
を加熱(発光体組成物の耐熱性を考慮して室温(典型的には20℃)〜300℃、さらに
好ましくは50〜200℃が良い。)しておくことにより前記溶液が該画素電極に到達す
ると同時に該溶液中の溶媒の揮発を開始させ、残存した前記発光体組成物を前記画素電極
上に堆積させて少なくとも一層の有機薄膜を形成しても良い。いずれにしても、本発明の
特徴は、少なくとも一層の有機薄膜を形成すると同時に溶媒成分を揮発させてしまい、従
来必要であった焼成工程をなくす又は焼成工程の短縮化を図る点である。
)、キャリア輸送材料(正孔輸送材料又は電子輸送材料)、キャリア阻止材料(正孔阻止
材料又は電子阻止材料)、発光材料その他のキャリアの再結合に寄与する有機化合物もし
くは無機化合物またはこれらの積層体をいう。また、発光体組成物とは、これらの発光体
の材料となる組成物をいい、有機化合物であると無機化合物であることを問わない。発光
体組成物は、大別して発光性材料もしくはキャリア(正孔又は電子)輸送性材料がある。
材料である。このような発光性材料は、無機化合物にも有機化合物にも見られるが、本発
明の如き溶液を塗布する方法においては、有機化合物を用いることが好ましい。また、発
光性材料としては、一重項励起により蛍光を発する材料を用いても良いし、三重項励起に
より燐光を発する材料を用いても良い。また、正孔輸送性材料とは、正孔が移動し易い材
料であり、電子輸送性材料とは、電子が移動し易い材料である。
下、不活性雰囲気という。)では1×103〜1×105Paとすれば良いし、減圧下で
は1×102〜1×105Paとすれば良い。減圧下(真空中とも呼ばれる)におくこと
で、雰囲気中に噴射された液滴は画素電極に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発
し、その体積は減少していく。そして、画素電極上に到達した時点で殆どすべての溶媒が
揮発し、到達と同時に膜形成が完了する。即ち、溶液塗布後に焼成工程等の加熱工程を必
要としない点で従来技術よりも優れている。
い溶媒(即ち蒸気圧の高い溶媒)を用いると良い。なぜならば揮発性が低いと画素電極と
溶液の噴射口(ノズルの先端部)との距離を長くして揮発に要する時間を稼ぐ必要がある
が、当該距離が長いと液滴の弾道誤差が大きくなるからである。揮発性の高い溶媒として
は、メタノール、エタノール等のアルコール類が挙げられる。
乾燥によってノズル先端が目詰まりを起こす等の不安を排除することができる。その際、
画素電極を加熱(発光体の耐熱性を考慮して室温(典型的には20℃)〜300℃、さら
に好ましくは50〜200℃が良い。)しておけば、画素電極に液滴が到達すると共に揮
発が開始され、他の画素に液滴を噴射すると同時に焼成工程を済ませることもできる。勿
論、上記方法により液滴が画素電極に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発するよ
うにし、さらに画素電極も加熱しておくことによりさらなる膜質の向上を図ることができ
る。
ルムアミド)、DMSO(ジメチルスルホキシド)、HMPA(ヘキサメチルホスホアミ
ド)その他の極性溶媒を用いることができる。また、極性の低い溶媒においても、キシレ
ン等のアルキルベンゼン(特にドデシルベンゼンの如き長鎖アルキルベンゼンが好ましい
。)のような芳香族系溶媒を用いても良い。例えば、テトラリンとドデシルベンゼンを1
:1で混合した溶媒等を用いることができる。
クス型の発光装置の作製についても実施することが可能であり、特に発光装置の形態に限
定されるものではない。また、発光性材料は、有機化合物に限らず無機化合物についても
実施可能である。また、被処理基体に制限は無く、紙、高分子膜、ガラスを含む無機酸化
物板、インジウム−錫酸化物(ITO)膜などを用いることができる。特に、本発明を実
施した場合、溶液塗布後に特に焼成工程を必要としないことから有機化合物同士を積層す
る場合に有効である。
本発明の実施の形態について、図1を用いて説明する。図1(A)は、発光性材料を含
む溶液が噴射された直後の状態を表し、図1(B)は、発光性材料が陽極もしくは陰極に
到達して薄膜(発光層)が形成された状態を表している。なおこの図では、水平面に対し
て基板を平行に設けてあり、発光体は基板の下から噴射されている様子を示している。
縁体、103はキャリア注入層である。キャリア注入層103は、101が陽極であれば
正孔注入層であるし、陰極であれば電子注入層である。また、104は溶液を塗布するた
めの装置(以下、溶液塗布装置という。)におけるヘッド部を拡大したものであり、一部
分については内部構造を示している。ヘッド部104は、発光性材料を含む溶液を噴射す
る機能を持つ複数の噴射部105a〜105cを有しており、それぞれに圧電素子(ピエ
ゾ素子)106a〜106cが設けられる。また、噴射部105a〜105cのそれぞれ
には発光性材料を含む溶液107a〜107cが充填されている。
料を含む溶液107bは、緑色に発光する発光性材料を含み、発光性材料を含む溶液10
7cは、青色に発光する発光性材料を含む。これら三種類の発光性材料は、それぞれ赤色
に発光する画素、緑色に発光する画素及び青色に発光する画素を構成し、これら三つの画
素を一つの画素ユニット(画素単位)として捉える。
射部しか説明していないが、並列に複数の噴射部(ノズル)を並べることも可能であり、
スループットを考慮すると画素部の一行分もしくは一列分の画素数(ピクセル数)に相当
する数だけ並べることが最も望ましいと言える。
の間の空間108が減圧、即ち大気圧よりも低い圧力に維持されている点にある。具体的
には、不活性雰囲気で1×103〜1×105Paである。噴射部105a〜105cに
充填された発光性材料を含む溶液107a〜107cは、圧電素子106a〜106cの
体積変化により加圧されて押し出され、画素電極101に向かって噴射される。そして、
噴射された液滴109は、減圧下で溶媒を揮発させながら進行し、残存した発光性材料が
画素電極101上に堆積する。その結果、発光性材料は間欠的に堆積されることになる。
媒成分を除去した状態で薄膜化されているため、脱ガスによる経時劣化等の問題の少ない
発光層が得られる。以上のような構成により溶液を塗布した後も焼成工程等を必要とせず
、スループットを大幅に向上できると共に、加熱による発光性材料自体の劣化も防ぐこと
ができる。なお、本発明の特徴は焼成工程を必要としない点ではあるが、減圧下での加熱
処理等の焼成工程を併用しても溶媒成分を十分に除去した脱ガスの少ない発光層が得られ
るという本発明の効果を損なうものではない。
光層110b及び青色に発光する発光層110cが形成される。この後は、必要に応じて
キャリア輸送層、キャリア注入層等を形成した後、対向電極(陽極に対しては陰極、陰極
に対しては陽極)を設ければ発光素子が完成する。
本実施の形態は、溶液塗布を液滴の噴射により行うのではなく、ある程度の粘性を有す
るゲル状の溶液を塗布する例である。図2(A)は、発光性材料を含む溶液が噴射されて
いる状態を表し、図2(B)は、発光性材料を含む溶液の噴射を止めた状態を表している
。なお、この図では、水平面に対して基板を平行に設けてあり、発光体は基板の下から噴
射されている様子を示している。また、図1に用いられているものと同じ符号については
、実施の形態1の説明を参照すれば良い。
発光性材料を噴射する機能を持つ複数の噴射部205a〜205cを有しており、それぞ
れに圧電素子(ピエゾ素子)206a〜206cが設けられる。また、噴射部205a〜
205cのそれぞれには発光性材料を含む溶液207a〜207cが充填されている。こ
のとき、図1(A)と同様に、発光性材料を含む溶液207aは、赤色に発光する発光性
材料を含み、発光性材料を含む溶液207bは、緑色に発光する発光性材料を含み、発光
性材料を含む溶液207cは、青色に発光する発光性材料を含む。
実施の形態1の発光性材料を含む溶液107a〜107cの粘性よりも高く調節してある
。これは発光性材料を含む溶液が連続的に塗布されるようにするためであり、その結果、
発光性材料は連続的に堆積されることになる。また、図2(A)に示すように、発光性材
料を含む溶液207a〜207cを塗布する際は、圧電素子206a〜206cを下方に
押し下げた状態で窒素等の不活性ガスにより発光性材料を含む溶液207a〜207cを
加圧して押し出すように塗布する。
が始まり、次第に体積を減少させながら画素電極101上に到達する。画素電極101上
に到達した頃には殆どの溶媒が揮発し、残存した発光性材料が堆積して発光層を形成する
ことになる。勿論、空間108の雰囲気は、実施の形態1と同様に減圧に維持されている
。
めるときは、不活性ガスによる加圧を止めると共に、圧電素子206a〜206cを上方
(矢印の方向)に押し上げた状態とする。こうすると噴射口から少し奥へと発光性材料を
含む溶液が入り込むため、溶液の乾燥を防ぐことができる。
〜207cの噴射口における乾燥を防ぐこともできる。また、本実施の形態では圧電素子
206a〜206cを用いて噴射口内へと溶液を導く例を示したが、空間108を加圧状
態にして同様のことを行うことも可能である。
光層210b及び青色に発光する発光層210cが形成される。こうして形成された発光
層は、特に加熱等の手段により溶媒を揮発させなくても十分に溶媒成分を除去した状態で
薄膜化されているため、脱ガスによる経時劣化等の問題の少ない発光層が得られる。以上
のような構成により溶液を塗布した後も焼成工程等を必要とせず、スループットを大幅に
向上できると共に、加熱による発光性材料自体の劣化も防ぐことができる。
焼成工程を併用しても溶媒成分を十分に除去した脱ガスの少ない発光層が得られるという
本発明の効果を損なうものではない。また、この後は、必要に応じてキャリア輸送層、キ
ャリア注入層等を形成した後、対向電極(陽極に対しては陰極、陰極に対しては陽極)を
設ければ発光素子が完成する。
クス型の発光装置の作製についても実施することが可能であり、特に発光装置の形態に限
定されるものではない。また、発光性材料は、有機化合物に限らず無機化合物についても
実施可能である。特に、本発明を実施した場合、溶液塗布後に特に焼成工程を必要としな
いことから有機化合物同士を積層する場合に有効である。
本発明の実施の形態について、図3を用いて説明する。図3(A)は、発光性材料を含
む溶液が噴射され、その液滴が陽極もしくは陰極に到達した直後の状態を表し、図3(B
)は、発光性材料が陽極もしくは陰極上で焼成されて薄膜(発光層)が形成された状態を
表している。この図では、水平面に対して基板を平行に設けてあり、発光体は基板の下か
ら噴射されている様子を示している。なお、図3の溶液塗布装置は、図1で説明したもの
と同じものであり、図1で用いられているものと同じ符号の部分については、実施の形態
1の説明を参照すれば良い。
5a〜105cのそれぞれには、発光性材料を含む溶液307a〜307cが充填されて
いる。発光性材料を含む溶液307a〜307cは、赤色、緑色または青色に発光する発
光性材料を溶質として用い、溶媒として沸点の高い溶媒(ただし、室温(典型的には20
℃)〜300℃、さらに好ましくは50〜200℃の温度で揮発するものが好ましい。)
を用いている。そのため、発光性材料を含む溶液307a〜307cは、非常に乾燥しに
くい溶液となる。
押し出して複数の噴射部105a〜105cから噴射し、陽極もしくは陰極101上に到
達した直後の状態の液だまりを309で表している。勿論、ヘッド部104と陽極もしく
は陰極101との間の空間108は、減圧、即ち大気圧よりも低い圧力に維持されている
。具体的には、不活性雰囲気で1×103〜1×105Paである。
好ましくは50〜200℃で加熱されており、陽極もしくは陰極101上に到達した直後
の状態の液だまり309は、到達した時点から溶媒の揮発が開始される。なお、図3(A
)では1ライン分の画素についてのみ説明しているが、実際の画素部には複数ラインの画
素が並列されており、発光性材料を含む溶液307a〜307cは各画素に順次噴射され
ることになる。従って、画素分全体を塗布するには一定の時間が必要であり、本実施の形
態は、その一定の時間を活用して焼成工程を終えてしまうというものである
ており、焼成工程自体は行うものの従来の手法に比べて大幅に工程時間を短縮化すること
が可能である。こうして図3(B)に示すように、赤色に発光する発光層310a、緑色
に発光する発光層310b及び青色に発光する発光層310cが形成される。この後は、
必要に応じてキャリア輸送層、キャリア注入層等を形成した後、対向電極(陽極に対して
は陰極、陰極に対しては陽極)を設ければ発光素子が完成する。
り溶液を塗布するに際し、被形成部となる画素部全体を加熱するという本実施の形態の構
成は、実施の形態1のみならず実施の形態2の構成の溶液塗布装置に適用しても本実施の
形態と同じ効果を得ることができる。
本実施の形態では、実施の形態1及び実施の形態2に示した発光体組成物を含む溶液を
ヘッド部に充填するにあたって、発光体組成物を大気に曝すことなく充填するための技術
について説明する。
ための容器(キャニスター缶)の断面図である。容器351は、機密性、特に酸素や水分
の透過に対して十分な耐性を有する材質で形成することが望ましく、ステンレスやアルミ
ニウム等を用いれば良い。また、内表面は鏡面加工しておくことが望ましい。さらに、必
要に応じて内表面及び/又は外表面に窒化シリコン膜、ダイヤモンドライクカーボン膜そ
の他の酸素透過率の低い絶縁膜を設けても良い。これは容器351の内部に設けられた発
光体組成物を含む溶液352の劣化を防ぐためである。
口であり、ここから不活性ガスを導入して容器内圧を加圧する。また、354は、加圧に
より送り出された発光体組成物を含む溶液352を溶液塗布装置(図示せず)のヘッド部
へ送るための導出口である。導入口353及び導出口354は、容器351と別の材質で
形成しても良いし、一体形成としても良い。
時は、導入口353に導入管356の先端を連結させて不活性ガスを導入する。同様に、
導出管357の先端は、導出口354に連結されて発光体組成物を含む溶液352を導出
する。図中においては、取り外し可能なため、点線で表してある。
に取り付けられる。そして、実施の形態1の場合、不活性ガスで容器351内を加圧した
状態で圧電素子106a〜106cを振動させることにより間欠的に発光体組成物を含む
溶液352を噴出することが可能となる。また、実施の形態2の場合、不活性ガスで容器
351内を加圧している間は連続的に塗布することが可能であり、加圧を止めると発光体
組成物を含む溶液352の噴出も止まる。
ら溶液塗布装置へ取り付けるまでの間、常に大気から遮断された状態で搬送されることに
特徴を有する。即ち、発光体組成物を含む溶液352を製造するメーカーが、容器351
内へ発光体組成物を含む溶液352を入れ、気密性を保ったまま大気開放することなく搬
送し、直接溶液塗布装置に取り付けることを可能とする。これは発光体組成物が酸素や水
分に対して耐性が弱く、劣化しやすいことに鑑みてなされた工夫であり、発光体組成物を
精製した後、塗布されるまで精製したままの純度を保つことができるため、発光体組成物
の劣化の抑制、ひいては発光装置の信頼性の向上に寄与する。
ちつつ搬送するために好適な一例であって、本発明に用いることのできる容器を限定する
ものではない。
本実施の形態は、実施の形態3における画素部全体の加熱に際して、長波長領域の光を
用いることを特徴とする。本実施の形態の構成について、図5(A)〜(C)を用いて説
明する。なお、図5(A)は、本実施の形態において基板を加熱する際、基板を下方より
見た図であり、図5(B)はそのA−A’における断面図であり、図5(C)はそのB−
B’における断面図である。
長300nmよりも波長の長い光)を透過する基板であり、その上に薄膜トランジスタ及
び画素電極等が設けられている。当該基板601は、図示しない搬送機構により矢印60
2の方向に向かって搬送される。
施の形態1〜3に説明した態様で発光体組成物を含む溶液の塗布が行われる。塗布された
発光体組成物604は、基板601の裏面側上方に設置されたランプ605から発した光
(以下、ランプ光という。)によって加熱され、溶媒が揮発して(焼成されて)発光体6
06となる。即ち、塗布された発光体組成物604は、塗布された後、順次ランプ光によ
る焼成が行われて薄膜化する。
1の移動方向と逆向きの方向に走査されることになる。勿論、基板601を固定し、ヘッ
ド部603及びランプ605を走査させることも可能である。そして、このとき常にヘッ
ド部603の方が先行して走査される構成とする。その結果、ヘッド部603による溶液
塗布とその後のランプ光による焼成工程とがほぼ同時に行われ、実質的に焼成工程を削減
するに等しい効果を得ることができる。
みを可能とする波長の光であり、具体的には、400nmよりも波長の長い光、即ち赤外
光以上の長波長の光が良い。例えば、遠赤外線からマイクロ波までの1μm〜10cmま
での波長領域の電磁波を用いることができる。特に、取扱いの面からも遠赤外線(代表的
には波長4〜25μm)を用いることが好ましい。
たが、基板601を数回往復移動させ、複数回の重ね塗りを行った後、ランプ605の走
査を行っても良い。このとき、ランプ605は最初の数回のヘッド部603の走査時は消
灯しておき、ヘッド部603の最後の走査時に同期させてランプ605の走査及び発光を
行えば良い。
光を照射することにより、発光体組成物の塗布と焼成をほぼ同時に行うことが可能となり
、実質的に焼成工程を削除したプロセスとすることができる。これにより発光装置の製造
工程のスループット向上を図ることができる。
本実施の形態では、実施の形態5において、Roll−to−Roll方式を採用する
ことを特徴とする。すなわち、図6(A)に示すように、ポリマーフィルムなどの柔軟性
のある基板をあらかじめ帯状に成型して円柱状に巻き取っておく。図6(A)において、
巻き取られている柔軟性基板21の上には、あらかじめ薄膜トランジスタ及び画素電極な
どが設けられている。基板21は先端部分から矢印22の方向へ引き出され、再び円柱状
の芯に巻き取られ基板20が形成される。図6(B)は本装置を下から見た図であり、巻
き取られている基板21は矢印22の方向へ引き出され、再び巻き取られてロール状の基
板20が形成される。
の下には溶液塗布装置のヘッド部603が設置され、実施の形態1〜3に説明した態様で
発光体組成物を含む溶液の塗布が行われる。なお、溶液塗布装置のヘッド部は複数設ける
ことも可能である。塗布された発光体組成物604は、基板の露出部23の上方に設置さ
れたランプ605からのランプ光によって加熱され、溶媒が揮発して(焼成されて)発光
体606となる。この結果、ヘッド部603による溶液塗布とその後のランプ光による焼
成工程とがほぼ同時に行うことが可能となる。
ル部分の乾燥を防ぐことも容易である。さらに、基板はロール状に巻き取られた状態で提
供することができ、かつ、溶液塗布と焼成工程をほぼ同時に達成できるために基板の露出
部23の面積を小さくすることができる。焼成が完了した基板はすぐに再びロール状に巻
き取ることができるため、発光装置の製造工程のスループット向上を図ることができるの
みならず、発光装置の小型化、省スペースも同時に達成することができる。
実施の形態1〜5に示した発光体としては、発光層、正孔注入層、正孔輸送層、正孔阻
止層、電子注入層、電子輸送層もしくは電子阻止層、またはこれらの積層体が挙げられる
が、これらは、有機化合物のみで構成しても良いし、有機化合物と無機化合物を積層した
複合体(composite)であっても良い。
とを複合したコンポジットを用いる例について説明する。なお、有機化合物と無機化合物
とを積層したハイブリッド構造を特徴とする特許として、米国特許第5,895,932
号があるが、同特許は、無機化合物からなるダイオードから発した紫外光(波長380n
m)を有機化合物であるAlq3(トリス−8−キノリノラトアルミニウム錯体)に照射
して、フォトルミネッセンスと呼ばれる現象により発生させた光を取り出す技術であり、
本実施の形態で説明する発光体、即ちコンポジットとは根本的に異なる技術思想である。
、取扱いも容易であることから溶液塗布による成膜方法において、溶質として用いられる
。本実施の形態では、これら有機ポリマーと無機化合物とのコンポジットを発光体として
用いる例について説明する。
4つのパターンが挙げられる。
(a)無機化合物からなる正孔注入層(又は正孔輸送層)と有機ポリマーからなる発
光層との組み合わせ
(b)無機化合物からなる電子注入層(又は電子輸送層)と有機ポリマーからなる発
光層との組み合わせ
(c)無機化合物からなる発光層と有機ポリマーからなる正孔注入層(又は正孔輸送
層)との組み合わせ
(d)無機化合物からなる発光層と有機ポリマーからなる電子注入層(又は電子輸送
層)との組み合わせ
は次の3つのパターンが挙げられる。
(e)キャリア輸送性を有する有機ポリマーを発光層とし、該有機ポリマー中に無機化
合物を混合した組み合わせ
(f)同極性(n型もしくはp型)のキャリア輸送性を有する有機ポリマーと無機化合
物とを発光層として混合した組み合わせ
(g)キャリア輸送性を有する有機ポリマーにキャリア受容性を有する無機化合物を混
合した組み合わせ
無機化合物を混合した組み合わせが挙げられる。この場合、電子受容性を有する無機化合
物は、有機ポリマーから電子を受け取り、その結果として有機ポリマー中に正孔が発生し
、さらにその正孔が輸送されて輸送性を得るという構成である。
としては、NiO(酸化ニッケル)等のp型半導体材料を用いることができ、無機化合物
からなる電子注入層または電子輸送層としては、ZnO(酸化亜鉛)、TiO2(二酸化
チタン)等のn型半導体材料を用いることができ、無機化合物からなる発光層としては、
ZnS(硫化亜鉛)、CdS(硫化カドミウム)等を用いることができる。
レンビニレン)を用い、無機化合物としてCdSを用い、これらを溶液塗布により作製す
る例が挙げられる。この場合、CdSの形成に際しては、CdSのナノ微粒子(数nm〜
数十nmの微粒子をいう。以下、同じ。)を溶媒に分散させて塗布することができ、この
塗布工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。なお、CdSの代わりにZnO、TiO
2等のn型半導体材料またはNiO等のp型半導体材料を用いても良い。また、有機ポリ
マーとしてはポリアセチレン誘導体やポリチオフェン誘導体、ポリフェニレンエチニレン
誘導体、ポリビニルカルバゾール誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリシラン類などの共
役高分子を用いても良い。
ゾール)を用い、無機化合物としてCdSを用い、これらを溶液塗布により作製する例が
挙げられる。この場合、CdSが発光中心となって発光する。CdSの形成に際しては、
CdSの微粒子を溶媒に分散させて塗布することができ、この塗布工程に本発明の塗布工
程を実施すれば良い。なお、CdSの代わりにZnS等の無機化合物を用いることが可能
である。これらCdSやZnSは、ナノ微粒子を作りやすい無機化合物であるので、本発
明のように溶液塗布を前提とする場合に非常に好適な材料である。
を用い、このPCに正孔輸送性の無機化合物であるTPD(トリフェニルジアミン)及び
Tiのアルコキシドを混合して溶液塗布した後、加水分解及び減圧下での加熱により、P
C、TPD及びTiO2が混合された発光体を形成する例が挙げられる。この場合、Cd
Sの形成に際しては、CdSの微粒子を溶媒に分散させて塗布することができ、この塗布
工程に本発明の塗布工程を実施すれば良い。
体(コンポジット)を作製することが可能であり、また、その形成に際して本発明の作製
方法を実施することが可能である。
いずれの方法によっても作製することが可能であり、実施の形態4に示す容器での保存も
可能である。
本実施の形態は、本発明を実施して作製しうる発光装置の一例について、図7を用いて
説明する。図7(A)に示す画素構成において、401はデータ信号線、402はゲート
信号線、403は電源線、404はスイッチング用の薄膜トランジスタ(スイッチングT
FTという。以下、同じ)、405は電荷保持用のコンデンサ、406は発光素子に電流
を供給するための駆動用薄膜トランジスタ(駆動TFTという。以下、同じ)、407は
駆動TFTのドレインに接続された画素電極であり、画素電極407は発光素子の陽極と
して機能する。また、412は、対向電極であり、対向電極412は発光素子の陰極とし
て機能する。
おいて、410は基体であり、ガラス基体、石英基体、プラスチック基体その他の透光性
基体を用いることができる。基体410の上には半導体プロセスを用いて駆動TFT40
6が形成される。また、駆動TFT406に接続されるように形成された画素電極407
の端部及び少なくとも駆動TFT及びスイッチングTFTを覆い隠すように、格子状にパ
ターン化された絶縁体408が設けられる。
極412及びパッシベーション膜413が設けられる。発光体411a〜411cは、キ
ャリア注入層、キャリア輸送層、キャリア阻止層、発光層その他のキャリアの再結合に寄
与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体を指す。この発光体411a
〜411cの積層構造及び材料は、公知の構成及び材料を用いても良い。
記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1
011Ω・cm)の無機正孔注入層(もしくは無機正孔輸送層と言っても良い。)を含ん
でも良い。この無機正孔注入層は、第1成分としてLi、Na、K、Rb、Cs及びFr
から選ばれたアルカリ金属元素、またはMg、Ca及びSrから選ばれたアルカリ土類金
属元素、またはLa及びCeから選ばれたランタノイド系元素を含み、第2成分として、
Zn、Sn、V、Ru、Sm及びInから選ばれた元素を含む。また、発光体のうちの少
なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1011Ω・cm)の無機電子輸送層を
含んでも良い。この無機正孔注入層は、Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、I
r、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd及びCoから選ばれた金属元素またはこれらの酸
化物、炭化物、窒化物、珪化物もしくは硼化物を含む。また、この無機正孔注入層の主成
分をシリコン、ゲルマニウムもしくはシリコンゲルマニウムの酸化物としても良い。この
ように材料として安定な無機絶縁膜を発光体の一部に用いることで発光素子としての信頼
性を高めることができる。
ニウム膜もしくは銀薄膜等を用いることができるが、本実施の形態の場合、発光体411
a〜411cから発した光を透過する必要があるため、膜厚を50nm以下にすることが
望ましい。また、パッシベーション膜413としては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウ
ム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水分や酸素に高いブロッキング性を示す絶
縁膜を用いることができる。
簡便な方法でスループットの高い発光装置を生産することが可能となり、さらには当該発
光装置の信頼性をも向上させることができる。
本実施の形態は、本発明を実施して作製しうる発光装置の一例について、図8を用いて
説明する。図8(A)に示す画素構成において、501はデータ信号線、502はゲート
信号線、503は電源線、504はスイッチングTFT、505は電荷保持用のコンデン
サ、506は駆動TFT、507は駆動TFTのドレイン電極、508は駆動TFTのド
レイン電極に接続された画素電極であり、画素電極508は発光素子の陽極として機能す
る。この画素電極508は、発光体から発した光が透過しうるように、可視光に対して透
明な導電膜を用いることが好ましく、ITO(酸化インジウムと酸化スズの化合物)や酸
化インジウムと酸化亜鉛の化合物といった酸化物導電膜を用いることが好ましい。また、
512は、対向電極であり、対向電極512は発光素子の陰極として機能する。
おいて、510は基体であり、ガラス基体、石英基体、プラスチック基体その他の透光性
基体を用いることができる。基体510の上には半導体プロセスを用いて駆動TFT50
6が形成される。また、駆動TFT506に接続されるように形成された画素電極508
の端部及び少なくとも駆動TFT及びスイッチングTFTを覆い隠すように、格子状にパ
ターン化された絶縁体509が設けられる。
極512及びパッシベーション膜513が設けられる。発光体511a〜511cは、キ
ャリア注入層、キャリア輸送層、キャリア阻止層、発光層その他のキャリアの再結合に寄
与する有機化合物もしくは無機化合物またはこれらの積層体を指す。この発光体511a
〜511cの積層構造及び材料は、公知の構成及び材料を用いても良い。
記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1
011Ω・cm)の無機正孔注入層(もしくは無機正孔輸送層と言っても良い。)を含ん
でも良い。この無機正孔注入層は、第1成分としてLi、Na、K、Rb、Cs及びFr
から選ばれたアルカリ金属元素、またはMg、Ca及びSrから選ばれたアルカリ土類金
属元素、またはLa及びCeから選ばれたランタノイド系元素を含み、第2成分として、
Zn、Sn、V、Ru、Sm及びInから選ばれた元素を含む。また、発光体のうちの少
なくとも一層として、高抵抗(抵抗率が1〜1×1011Ω・cm)の無機電子輸送層を
含んでも良い。この無機正孔注入層は、Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、I
r、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd及びCoから選ばれた金属元素またはこれらの酸
化物、炭化物、窒化物、珪化物もしくは硼化物を含む。また、この無機正孔注入層の主成
分をシリコン、ゲルマニウムもしくはシリコンゲルマニウムの酸化物としても良い。この
ように材料として安定な無機絶縁膜を発光体の一部に用いることで発光素子としての信頼
性を高めることができる。
ニウム膜もしくは銀薄膜等を用いることができる。また、パッシベーション膜513とし
ては、窒化シリコン膜、窒化アルミニウム膜、ダイヤモンドライクカーボン膜その他の水
分や酸素に高いブロッキング性を示す絶縁膜を用いることができる。
簡便な方法でスループットの高い発光装置を生産することが可能となり、さらには当該発
光装置の信頼性をも向上させることができる。
本実施の形態では、発光体の形成から発光素子の封止までの工程を自動化したマルチチ
ャンバー方式の製造装置の例を図9に示す。図9において、11は受け入れ基板の仕込室
、12、14a、18、24は各室(チャンバー)へ被処理基板を搬送する搬送室(共通
室ともいう。)、15、17、21は各搬送室間で基板の受け渡しを行う受渡室、29は
処理済み基板の取出室である。また、13は前処理室であり、発光体を形成する前に予め
電極表面の清浄化もしくは仕事関数の調整が行われる。
、16Hは正孔注入層(HIL)もしくは正孔輸送層(HTL)の成膜室、16Eは電子
注入層(EIL)もしくは電子輸送層(ETL)の成膜室である。これらの成膜室のいず
れか一つもしくは複数に本発明の特徴である溶液塗布装置を備えることで本発明を実施す
ることができる。なお、正孔注入層、正孔輸送層、電子注入層もしくは電子輸送層を成膜
するためにスピンコート法を用いる必要がある場合は、別途スピンコート用の成膜室を設
ければ良い。
、23はパッシベーション膜として用いる絶縁膜を成膜するための成膜室である。成膜室
20は、蒸着法による成膜室とすることも可能であるが、蒸着の場合はX線、電子線等の
放射線によってTFT及び発光性材料が劣化することが懸念されるため、スパッタ法によ
る成膜室とすることが望ましい。
材を形成するためのディスペンサ室、26は被処理基板と封止基板とを貼り合わせで発光
素子を封止するための封止室である。これら封止室等を備えているため、本実施の形態に
示す製造装置は、発光素子を一度も大気に曝すことなく封止することが可能であり、信頼
性の高い発光装置を実現する上で有効な構成となっている。
ーとの間を密閉遮断することができる。さらに各チャンバーはそれぞれ真空排気ポンプに
連結されており、真空を維持することも不活性ガスを導入して減圧雰囲気とすることもで
きるようになっている。真空排気ポンプとしては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クラ
イオポンプまたはドライポンプを用いることができる。また、導入する不活性ガスは予め
精製器等を通して十分に高純度化しておくことが望ましい。
ではない。本実施の形態は、本発明である発光装置の作製方法を実施するための溶液塗布
装置をマルチチャンバー方式の製造装置に組み合わせることが可能であることを示すもの
であり、実施の形態1〜8のいずれの構成とも組み合わせて発光装置を作製する場合にお
いても実施できる。
本実施の形態では、発光体の形成から陰極の形成までの工程を行うインライン方式の製
造装置に本発明の実施に用いる溶液塗布装置を組み合わせた例を図10に示す。なお、図
10(A)は上面図、図10(B)は側面図である。
を行うアンロード室、43は正孔注入層を成膜する成膜室、44は正孔輸送層を成膜する
成膜室、45は発光層を成膜する成膜室、46は電子注入層を成膜する成膜室、47は陰
極となる金属膜を成膜する成膜室である。図中の矢印50は、基板40の搬送方向であり
、既に処理の終了した基板は点線で表してある。このとき、基板40は、被処理面を下に
した状態で水平面に対して0°から30°の範囲で設置され、各成膜室へ搬送される。
はヘッド部43a、44a、45a、46aが基板の下に設けられている。これらのヘッ
ド部はいずれも実施の形態1または実施の形態2で説明した構成を有し、減圧下で有機化
合物もしくは無機化合物を含む溶液の塗布及び薄膜形成が行われる。勿論、基板40を室
温(典型的には20℃)〜300℃、さらに好ましくは50〜200℃で加熱する機構を
備えても良い。矢印51は、ヘッド部45aの移動方向を示しており、基板40の一端か
ら他端に向かって、基板表面と平行に移動し、溶液塗布及び薄膜形成が行われる。なお、
基板40とヘッド部45aの先端部(噴射口)との距離(L)は、2〜20mmである。
有機化合物もしくは無機化合物を含む溶液の噴射は、基板の下方に位置するヘッド部から
重力方向に逆らって噴射され、基板上に溶質が塗布される。
動するヘッド部を側面から見た様子に相当する。このとき、各成膜室43〜46内には窒
素、希ガスその他のフッ化性ガスが矢印52の方向に向かって流れており、基板40とヘ
ッド部43a〜46aとの間には不活性ガスによる層流(ラミナーフロー)が形成される
。このとき、基板を加熱する代わりに又は併用して、流れる不活性ガスを加熱することも
できる。勿論、不活性ガスを導入せずに減圧下とすることも可能である。
0が長方形のターゲット47aの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、アルミニウ
ムとリチウムとの合金膜といった周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む金属膜を
形成することが可能である。なお、ターゲット47aの形状はこれに限定されるものでは
ない。
要である点が挙げられるが、各成膜室43〜47の間において減圧下での加熱等の焼成工
程を設けても構わない。発光層等の薄膜中から溶媒成分を除去すればその分だけ信頼性が
向上すると考えられるからである。
本実施の形態では、発光体の形成から発光素子の封止までの工程を行うインライン方式
の製造装置に本発明の実施に用いる溶液塗布装置を組み合わせた例を図11に示す。なお
、図11(A)は製造装置の上面図、図11(B)は製造装置の側面図である。
を行うアンロード室、63は正孔注入層を成膜する成膜室、64は発光層を成膜する成膜
室、65は電子注入層を成膜する成膜室、66は陰極となる金属膜を成膜する成膜室、6
7はパッシベーション効果を有する保護膜を成膜する成膜室である。図中の矢印70は、
基板60の搬送方向であり、既に処理の終了した基板は点線で表してある。このとき、基
板60は水平におかれ、かつ基板の下側を被処理面として搬送される。
はヘッド部63a、64a、65aが設けられている。これらのヘッド部はいずれも実施
の形態1または実施の形態2で説明した構成を有し、基板の下に設けられ、減圧下で有機
化合物もしくは無機化合物を含む溶液の塗布及び薄膜形成が行われる。勿論、基板60を
室温(典型的には20℃)〜300℃、さらに好ましくは50〜200℃で加熱する機構
を備えても良い。
動するヘッド部を上方から見た様子に相当する。矢印71は、ヘッド部64aの移動方向
を示しており、基板60の一端から他端に向かって、基板表面と平行に移動し、溶液塗布
及び薄膜形成が行われる。なお、基板60とヘッド部64aの先端部(噴射口)との距離
(L)は、2〜20mmである。
印72の方向に向かって流れており、基板60とヘッド部63a〜65aとの間には不活
性ガスによる層流(ラミナーフロー)が形成される。このとき、基板を加熱する代わりに
又は併用して、流れる不活性ガスを加熱することもできる。勿論、不活性ガスを導入せず
に減圧下とすることも可能である。
基板60が長方形のターゲット66aの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、アル
ミニウムとリチウムとの合金膜といった周期表の1族もしくは2族に属する元素を含む金
属膜を形成することが可能である。ターゲット66aの形状はこれに限定されるものでは
ない。
ン効果を有する絶縁膜を成膜するチャンバーであり、実施の形態7と同様に基板60が長
方形のターゲット67aの横を通過する間に成膜が行われる。例えば、窒化シリコン膜、
窒化酸化シリコン膜といった緻密性の高いシリコン化合物膜を形成することが可能である
。なお、ターゲット67aの形状はこれに限定されるものではない。
要である点が挙げられるが、各成膜室63〜66の間において減圧下での加熱等の焼成工
程を設けても構わない。発光層等の薄膜中から溶媒成分を除去すればその分だけ信頼性が
向上すると考えられるからである。
インクジェット方式の欠点は、溶液の噴射を止めた際、噴射口から溶媒が揮発して乾燥
し、これによって噴射口のヘッド部が詰まるということである。これを防ぐための従来法
の一つは、常に溶液を連続噴射して乾燥を防ぐことである。従って、溶液を無駄に噴射し
て排出するために、発光体組成物の利用効率が低下する。本実施の形態では、噴射口のヘ
ッド部の乾燥を防ぐ手段を図12を用いて説明する。
下、ならびに横から見た図面である。基板800の下に位置する溶液塗布装置のヘッド部
801が矢印方向に向かって走査される。このヘッド部801から実施の形態1〜3に示
すような態様で発光体組成物を含む溶液が噴射され、焼成工程を特に設けることなく発光
体802が形成される。このとき、本実施の形態の特徴は、基板800の横に、走査終了
後のヘッド部801を収納するための収納部803が設置され、その内部は、溶媒を揮発
させたガスで充填されていることである。溶媒を揮発させたガス(溶媒成分を含むガス)
は、導入口804から導入された後、収納部803の下部に設けられた複数の開口部80
5によって収納部803の内部に充填される。
ッド部801で噴射する発光体組成物を含む溶液の溶媒と同じものであることが好ましい
。勿論、同じものに限定する必要はなく、形成すべき発光体の種類に応じて適宜変更すれ
ば良い。
)に示す。図12(C)、(D)に示すように、ヘッド部801は、収納部803の内部
に完全に隠れるように収納され、溶媒ガスの雰囲気に曝される。このとき、収納部803
に蓋部を設け、ヘッド部801が収納された後、蓋をして溶媒成分の外部への拡散を抑制
することは有効である。勿論、ヘッド部は、図示されていない支持材等により固定されて
走査されるわけであるから、これを避けて蓋をするのは当然である。
成対象となる発光体を溶解しうる溶媒で満たされた雰囲気に曝すことを特徴とし、これに
より、ヘッド部801の噴射口においては、溶媒によって発光体組成物が溶解されるため
、乾燥などにより目詰まりが起こるようなことがない。即ち、発光体組成物の噴射を止め
ても乾燥しない環境にあるため、従来のインクジェット方式のように常に溶液を連続噴射
して乾燥を防ぐ必要もなく、無駄に噴射して排出する割合を削減され、発光体組成物の利
用効率の向上を図ることができる。
術思想は、被処理面を基板の上側とする場合や、基板を縦置きにした場合についても適用
できることは言うまでもない。
とも組み合わせが可能であり、また、実施の形態7〜9のいずれの構成を含む発光装置の
作製方法に用いることも可能である。
本実施の形態では、本発明に係る発光装置の作製方法に用いる溶液塗布装置のヘッド部
の構成について、図13を用いて説明する。なお、本実施の形態では、被処理面を下側に
して水平に設置された基板を塗布する態様(実施の形態10、11に対応)をとっている
が、被処理面を基板の上側とする場合や、基板を縦置きにした場合にも実施することが可
能であることは言うまでもない。
処理面を下側にして水平に設置される。そして、基板901の表面側に近接して溶液塗布
装置のヘッド部903が設けられる。このとき、ノズル(噴射口)904の先端部の拡大
部分を点線部分905で示す。ノズル内部は、中空構造となっており、そのさらに内部に
固定された芯906、芯906に弾性体(本実施の形態ではバネ)907を介して連結さ
れた磁性体からなるキャップ(以下、磁性体キャップという。)908を有する。そして
、中空構造の外側は、発光体組成物を含む溶液909で充填されている。
質を選択する。図13(A)の場合、基板901と磁性体キャップ908との間の距離(
X1)は、サセプタ902と磁性体キャップ908との間で斥力が有効に働かない距離で
あり、磁性体の材質及び基板の厚さ等により決定される距離である。サセプタ902と磁
性体キャップ908との間で斥力が有効に働かない場合、磁性体キャップ908は、弾性
体907に押されてノズル904の先端部に詰められ、発光体組成物を含む溶液909が
噴射されないようになっている。
ップ908との間の距離をX2にまで縮める。このX2という距離は、サセプタ902と
磁性体キャップ908との間に十分に斥力が働く距離であり、この斥力により磁性体キャ
ップ908は、弾性体907を圧縮して中空構造の内部に押し込まれる。これによりノズ
ル904の先端部にはスペースが確保され、発光体組成物を含む溶液909が噴射される
。こうして、発光体組成物を含む溶液909が基板901の表面に塗布され、減圧下で溶
媒が揮発され、又は基板901の加熱により溶媒が揮発されて発光体910が形成される
。
せるような関係の磁性体を用いることにより、ある一定の距離まで近づけた時に内部の溶
液を塗布する構成とすることが可能となり、基板とヘッド部(厳密にはノズル)との距離
の均一性を確保することができる。また、基板とヘッド部との距離を制御することによっ
て、噴射のON−OFFを制御することも可能である。この技術は、特に凹凸を有する基
板上に溶液を塗布する場合において有効である。
とも組み合わせが可能であり、また、実施の形態7〜9のいずれの構成を含む発光装置の
作製方法に用いることも可能である。
本実施の形態では、実施の形態13、14に示したように、基板の搬送及び成膜を行う
発光装置の製造装置において、マルチチャンバー方式の製造装置とした例について図14
を用いて説明する。なお、各チャンバーは、互いにゲート弁で連結されて気密状態を保つ
ことができるようになっている。
れる。ストック室701は、ゲート弁を介して搬送室703に連結されており、キャリア
702に装備された基板は、搬送アーム704によって搬送されて、基板取り付け台70
5に設置される。このとき、基板はまずプッシャーピン706上に載せられ、その後、プ
ッシャーピン706を下げて基板取り付け台705に設置される。基板取り付け台705
は、基板を固定した後ロード/アンロード室707の内部まで移動し、基板をサセプタ7
00に受け渡す。なお、図14において、サセプタ700を点線で表している部分は、基
板処理の際にはそこに位置するが、プロセスの進行に合わせて基板及びサセプタが一体と
なって移動してしまい、今その時点ではそこにないことを意味している。
ールに沿って移動し、ゲート弁で連結された共通室708に搬送される。搬送室708内
にはターンテーブル709が設けられ、ターンテーブル709上にサセプタ700が載る
と、ターンテーブル709が回転し、共通室にゲート弁を介して連結された次の処理を行
うべきチャンバーを選択する。
)を成膜する成膜室(HTL成膜室)710、発光層を成膜する成膜室(発光層成膜室)
711、電子輸送層(ETL)を成膜する成膜室(ETL成膜室)712及びスパッタ法
により導電膜を成膜する成膜室(スパッタ成膜室)713が設けられている。発光体を形
成するための成膜室710〜712は、いずれも実施の形態1〜3で説明した溶液塗布装
置が設けられ、減圧下においてインクジェット等の溶液塗布による発光体組成物の成膜が
行われるチャンバーである。なお、各チャンバーには、それぞれ溶液塗布装置のヘッド部
710a〜712aが基板の下に設けられ、これらヘッド部が基板方向に溶液を噴射しな
がら、基板に平行に走査されて被膜形成が行われる。
14、715及びターゲット716が設けられ、これらは全て柱状または長楕円状の形状
となっている。サセプタ700に取り付けられた基板は矢印の方向に搬送され、ターゲッ
ト716の横を通過する際に成膜が行われる。このときスパッタ法は、DC(直流)スパ
ッタ法であってもRF(交流)スパッタ法のいずれを用いても良い。
707に戻り、基板取り付け台705等を経てキャリア702に収納される。以上で発光
素子の陰極形成までの工程を完了する。なお、本実施の形態では、陰極形成までの工程を
行う製造装置について説明したが、パッシベーション膜(保護膜)の形成や、シール缶等
による封止工程まで完了させるようチャンバー数を増やしても良い。また、発光体の構成
は、本実施の形態に限定するものではなく、実施の形態6に示したようなコンポジットの
形成にも適用できるし、その際は、チャンバー数の変更、成膜室の処理内容の変更、その
他の変更を行えば良い。
施の形態8、9に記載の発光装置の作製に用いることが可能である。さらに、成膜室とし
て実施の形態13、14の構成を適用しても構わない。
本実施の形態では、本発明を実施して作製した発光装置の全体の構成について、図15
を用いて説明する。図15は、薄膜トランジスタが形成された素子基板をシーリング材に
よって封止することによって形成された発光装置の上面図であり、図15(B)は、図1
5(A)のB−B’における断面図、図15(C)は、図15(A)のA−A’における
断面図である。
線駆動回路83、ゲート線駆動回路84a、84b及び保護回路85が配置され、これら
を囲むようにしてシール材86が設けられている。画素部82は本発明を実施して作製し
た発光素子を備える。シール材86としては、紫外線硬化樹脂、エポキシ樹脂その他の樹
脂を用いることが可能であるが、できるだけ吸湿性の低い材料を用いることが望ましい。
なお、シール材86は、データ線駆動回路83、ゲート線駆動回路84a、84b及び保
護回路85の一部に重畳させて設けても良いし、これらの回路を避けて設けても良い。
及びシーリング材87によって密閉空間88が形成される。シーリング材87としては、
ガラス材、金属材(代表的にはステンレス材)、セラミックス材、プラスチック材(プラ
スチックフィルムも含む)を用いることができる。また、実施の形態8に示したように絶
縁膜のみで封止することも可能である
いからシール材86の密着性を損なう可能性がある。従って、シーリング材87としては
、トランジスタが形成される基板81と同一材料のものを用いることが望ましい。換言す
れば、基板81と同一の熱膨張係数を有する基体を用いることが望ましい。本実施の形態
では、基板81及びシーリング材87の材料としてガラスを用い、さらにシーリング材8
7は、基板81が薄膜トランジスタの作製過程における熱履歴と同一の熱履歴を通すこと
により熱膨張係数を揃える。
)89が設けられ、上記密閉空間88の内部において、水分や酸素等を吸着して清浄な雰
囲気に保ち、EL層の劣化を抑制する役割を果たす。この凹部は目の細かいメッシュ状の
カバー材90で覆われており、該カバー材90は、空気や水分は通し、吸湿剤89は通さ
ない。なお、密閉空間88は、窒素もしくはアルゴン等の希ガスで充填しておけばよく、
不活性であれば樹脂もしくは液体で充填することも可能である。
信号を伝達するための端子部91が設けられ、該端子部91へはFPC(フレキシブルプ
リントサーキット)92を介してビデオ信号等のデータ信号が伝達される。端子部91の
断面は、図15(B)の通りであり、ゲート配線もしくはデータ配線と同時に形成された
配線93の上に酸化物導電膜94を積層した構造の配線とFPC92側に設けられた配線
95とを、導電体96を分散させた樹脂97を用いて電気的に接続してある。なお、導電
体96としては、球状の高分子化合物に金もしくは銀といったメッキ処理を施したものを
用いれば良い。
けられ、両者の間に突発的なパルス信号等の静電気が入った際に、該パルス信号を外部へ
逃がす役割を果たす。その際、まず瞬間的に入る高電圧の信号をコンデンサによって鈍ら
せ、その他の高電圧を薄膜トランジスタや薄膜ダイオードを用いて構成した回路によって
外部へと逃がすことができる。勿論、保護回路は、他の場所、例えば画素部82とデータ
線駆動回路83との間や画素部82とゲート線駆動回路84a、84bの間などに設けて
も構わない。
実施の形態8、9に示した薄膜トランジスタの構成はいずれもトップゲート構造(具体
的にはプレーナ構造)であるが、各実施の形態では、ボトムゲート構造(具体的には逆ス
タガ構造)とすることも可能である。
たMOS構造のトランジスタに適用しても良い。さらには、薄膜トランジスタではなく、
MIM(Metal−Insulator−Metal)素子等に代表されるダイオード
素子(二端子素子ともいう。)を用いた場合に適用しても良い。
に際してもトランジスタ構造等のスイッチング素子の構造によってその本来の効果が損な
われるものではない。
本発明を実施して得た発光装置を表示部に組み込むことによって電子機器を作製するこ
とができる。電子機器としては、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレ
イ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオー
ディオ、オーディオコンポ等)、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情
報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒
体を備えた画像再生装置(具体的にはDigital Versatile Disc(
DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)など
が挙げられる。それらの電子機器の具体例を図16に示す。
ーカー部2004、ビデオ入力端子2005等を含む。本発明は表示部2003に適用す
ることができる。なお、パソコン用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示
用のテレビが含まれる。
3、操作キー2104、外部接続ポート2105、シャッター2106等を含む。本発明
は、表示部2102に適用することができる。
、表示部2203、キーボード2204、外部接続ポート2205、ポインティングマウ
ス2206等を含む。本発明は、表示部2203に適用することができる。
チ2303、操作キー2304、赤外線ポート2305等を含む。本発明は、表示部23
02に適用することができる。
であり、本体2401、筐体2402、表示部A2403、表示部B2404、記録媒体
(DVD等)読み込み部2405、操作キー2406、スピーカー部2407等を含む。
表示部A2403は主として画像情報を表示し、表示部B2404は主として文字情報を
表示するが、本発明は表示部A、B2403、2404に適用することができる。なお、
記録媒体を備えた画像再生装置には家庭用ゲーム機器なども含まれる。
2501、表示部2502、アーム部2503を含む。本発明は、表示部2502に適用
することができる。
外部接続ポート2604、リモコン受信部2605、受像部2606、バッテリー260
7、音声入力部2608、操作キー2609、接眼部2610等を含む。本発明は、表示
部2602に適用することができる。
入力部2704、音声出力部2705、操作キー2706、外部接続ポート2707、ア
ンテナ2708等を含む。本発明は、表示部2703に適用することができる。なお、表
示部2703は黒色の背景に白色の文字を表示することで携帯電話の消費電流を抑えるこ
とができる。
ても良い。なお、本実施の形態の電子機器には、実施の形態1〜3、6〜8のいずれの構
成を用いて作製された発光装置を用いても良い。
光体組成物を含む溶液の塗布とほぼ同時に薄膜形成が可能となり、発光装置の製造工程に
おけるスループットを大幅に向上させることができる。
完成後に脱ガスによって発光層自体が劣化するような不具合を避けることができ、発光装
置の信頼性を高めることができる。
Claims (3)
- 大気圧よりも低い圧力下で、赤色の発光体組成物を含む溶液を、第1の電極に向けて塗布して、前記赤色の発光体組成物を連続的に堆積させて、前記赤色の発光体組成物の膜を形成する第1の工程と、
大気圧よりも低い圧力下で、緑色の発光体組成物を含む溶液を、第2の電極に向けて塗布して、前記緑色の発光体組成物を連続的に堆積させて、前記緑色の発光体組成物の膜を形成する第2の工程と、
大気圧よりも低い圧力下で、青色の発光体組成物を含む溶液を、第3の電極に向けて塗布して、前記青色の発光体組成物を連続的に堆積させて、前記青色の発光体組成物の膜を形成する第3の工程と、を有し、
前記第1の工程、前記第2の工程、及び前記第3の工程は同時に行われ、
前記第1の工程において、前記赤色の発光体組成物を含む溶液の溶媒は、前記赤色の発光体組成物が、前記第1の電極に到達するまでに揮発され、
前記第2の工程において、前記緑色の発光体組成物を含む溶液の溶媒は、前記緑色の発光体組成物が、前記第2の電極に到達するまでに揮発され、
前記第3の工程において、前記青色の発光体組成物を含む溶液の溶媒は、前記青色の発光体組成物が、前記第3の電極に到達するまでに揮発されることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 請求項1において、
前記発光体組成物を連続的に堆積させる手段に、圧電素子を備えた噴射口を用いることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 大気圧よりも低い圧力下で、赤色の発光体組成物を含む溶液を、第1の電極に向けて塗布して、前記赤色の発光体組成物を間欠的に堆積させて、前記赤色の発光体組成物の膜を形成する第1の工程と、
大気圧よりも低い圧力下で、緑色の発光体組成物を含む溶液を、第2の電極に向けて塗布して、前記緑色の発光体組成物を間欠的に堆積させて、前記緑色の発光体組成物の膜を形成する第2の工程と、
大気圧よりも低い圧力下で、青色の発光体組成物を含む溶液を、第3の電極に向けて塗布して、前記青色の発光体組成物を間欠的に堆積させて、前記青色の発光体組成物の膜を形成する第3の工程と、を有し、
前記第1の工程、前記第2の工程、及び前記第3の工程は同時に行われ、
前記第1の工程において、前記赤色の発光体組成物を含む溶液の溶媒は、前記赤色の発光体組成物が、前記第1の電極に到達するまでに揮発され、
前記第2の工程において、前記緑色の発光体組成物を含む溶液の溶媒は、前記緑色の発光体組成物が、前記第2の電極に到達するまでに揮発され、
前記第3の工程において、前記青色の発光体組成物を含む溶液の溶媒は、前記青色の発光体組成物が、前記第3の電極に到達するまでに揮発されることを特徴とする発光装置の作製方法。
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