JP5604581B2 - 発光装置の作製方法 - Google Patents
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Description
性材料、特に発光性有機材料(以下、有機EL材料という)を挟んだ構造でなるEL素子
の作製に用いる薄膜形成装置及びそれを用いた発光装置の作製方法に関する。
(EL表示装置)の開発が進んでいる。EL表示装置は自発光型であるため、液晶表示装
置のようなバックライトが不要であり、さらに視野角が広いため、屋外で使用する携帯型
機器の表示部として有望視されている。
クス型)の二種類があり、どちらも盛んに開発が行われている。特に現在はアクティブマ
トリクス型EL表示装置が注目されている。また、EL素子の発光層となるEL材料は、
有機材料と無機材料があり、さらに有機材料は低分子系(モノマー系)有機EL材料と高
分子系(ポリマー系)有機EL材料とに分けられる。両者ともに盛んに研究されているが
、低分子系有機EL材料よりも取り扱いが容易で耐熱性の高いポリマー系有機EL材料が
注目されている。
を失ってしまう。即ち、有機EL材料からなる発光層が酸化することによってEL素子が
発光能力を失い劣化する。従って、有機EL材料を成膜した後は、有機EL材料の酸化を
促進する酸素(O2)を極力排除することが、信頼性の高いEL素子を形成するためには
必要である。
酸素の混入は殆ど問題とならない。また、有機EL材料を形成したあとは、大気解放しな
いで密閉空間に封入してしまうため、成膜工程から一貫して外気(大気)に触れさせるこ
となくEL素子を完成させることができる。
は希ガスといった不活性ガス中でインクジェット法、スピンコート法または印刷法を用い
て行われる。また、高分子系有機EL材料は特に酸素に弱く、僅かな酸素の存在によって
容易に酸化し、劣化してしまう。不活性ガス中の酸素濃度を1ppm以下とすることでほ
ぼ問題のないレベルにまで劣化を抑制することは可能であるが、さらに長期の信頼性を確
保するには問題がある。
性をさらに高めるための方法を提供することを課題とする。また、そのような信頼性の高
い発光装置を形成するための成膜装置を提供することを課題とする。
期表の1族または2族に属する元素(アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素)を
酸化させ、成膜室の内部の酸素を除去することを特徴とする。
即ち、アルカリ金属元素またはアルカリ土類金属元素の非常に酸化し易い性質を利用し、
化学的に酸素を除去する(ゲッタリングする)ことを特徴とする。
元素を設置し、前記酸化用セルにて周期表の1族または2族に属する元素を酸化させる。
このとき、室温で酸化しない元素を用いる場合は酸化用セルを加熱すれば良い。また、室
温で酸化する元素を用いる場合はアルコールで保存したりして酸素の供給を絶ったまま酸
化用セル内に密閉し、成膜室に搬入してから酸化させる。
室の内部に存在する酸素は周期表の1族または2族に属する元素との酸化反応により消費
される。即ち、周期表の1族または2族に属する元素が酸素をゲッタリングすると考えて
も良い。
印刷法またはディスペンス法)により成膜する際の前処理として実施することが有効であ
るが、低分子系有機EL材料を気相法(蒸着法またはスパッタ法)により成膜する際の前
処理として行うことも可能である。
は2族に属する元素と酸素との酸化反応を利用する。これにより成膜室内の酸素濃度を1
ppb以下(好ましくは0.1ppb以下)にすることが可能となる。その結果、酸素濃
度が1ppb以下(好ましくは0.1ppb以下)の不活性雰囲気でEL材料を成膜する
ことが可能となる。即ち、無酸素に近い状態でEL素子を形成することが可能となり、従
来以上に信頼性の高いEL表示装置が得られる。
ことができ、EL素子の信頼性を高めることができる。従って、EL素子を用いた発光装
置の信頼性を大幅に向上させることが可能となる。
室(A)であり、搬送室(A)101には搬送機構(A)102が備えられ、基板103
の搬送が行われる。搬送室(A)101は減圧雰囲気にされており、各処理室とはゲート
によって遮断されている。各処理室への基板の受け渡しは、ゲートを開けた際に搬送機構
(A)102によって行われる。また、搬送室(A)101を減圧するには、油回転ポン
プ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプなどの排気
ポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。
下に排気ポンプが設置される。このような構造とすると排気ポンプのメンテナンスが容易
になるという利点がある。
るので、搬送室(A)101に直接的に連結された処理室には全て排気ポンプ(図示せず
)が備えられている。排気ポンプとしては上述の油回転ポンプ、メカニカルブースターポ
ンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプが用いられる。
とも呼ばれる。ストック室105はゲート100aにより搬送室(A)
101と遮断され、ここに基板103をセットしたキャリア(図示せず)が配置される。
なお、ストック室105は基板搬入用と基板搬出用とで部屋が区別されていても良い。ま
た、ストック室105は上述の排気ポンプと高純度の窒素ガスまたは希ガスを導入するた
めのパージラインを備えている。
これは後に気相成膜(スパッタまたは蒸着による成膜)を行う際に、フェイスダウン方式
(デポアップ方式ともいう)を行いやすくするためである。フェイスダウン方式とは、基
板の素子形成面が下を向いた状態で成膜する方式をいい、この方式によればゴミの付着な
どを抑えることができる。
結され、搬送機構(B)107を備えている。また、108は焼成室(ベーク室)であり
、ゲート100cを介して搬送室(B)106と連結している。なお、焼成室108は基
板の面の上下を反転させる機構を有する。即ち、フェイスダウン方式で搬送されてきた基
板はここで一旦フェイスアップ方式に切り替わる。これは次の液相成膜室109での処理
がフェイスアップ方式で行えるようにするためである。また逆に、液相成膜室109で処
理を終えた基板は再び焼成室108に戻ってきて焼成され、再び上下を反転させてフェイ
スダウン方式に切り替わり、ストック室105へ戻る。
る。液相成膜室109はEL材料を含む溶液を基板上に塗布することでEL材料を含む膜
を形成する成膜室であり、本発明では液相成膜室109で高分子系(ポリマー系)有機E
L材料を成膜する。なお、成膜されるEL材料は、発光層として用いるものだけでなく、
電荷注入層または電荷輸送層をも含む。また、公知の如何なる高分子系有機EL材料を用
いても良い。
誘導体、PVK(ポリビニルカルバゾール)誘導体またはポリフルオレン誘導体が挙げら
れる。これはπ共役ポリマーとも呼ばれる。また、電荷注入層としては、PEDOT(ポ
リチオフェン)またはPAni(ポリアニリン)が挙げられる。
相成膜室109としてスピンコータ室を用いた例を示す。但し、スピンコータに限定する
必要はなく、液相成膜室はディスペンサー、印刷またはインクジェットを用いた成膜室で
あっても構わない。
その中心にチャック202が設けられ、搬送されてきた基板203はチャック202に支
持される。また、204は塗布ノズルであり、先端部から有機EL材料が吐出される。
本発明では、この酸化セル205内で周期表の1族または2族に属する元素からなる固体
(以下、酸化剤という)を酸化(燃焼)させ、液相成膜室109の内部の酸素をゲッタリ
ング(捕獲)する。このとき、ゲート100dを閉めておけば液相成膜室109は密閉空
間となるため、効率良く酸素をゲッタリングすることができる。
図である。チャック202は回転軸206に連結しており、回転軸206は軸受けとなる
制御機構207によって駆動される。また、酸化セル205の下にはヒータ208が設置
され、酸化セル205内に設けられた酸化剤209は、ヒータ208によって加熱されて
酸化する。なお、酸化セル205自体に電流を流して抵抗加熱により酸化剤209を酸化
させても良い。
209の酸化する時間を調節することもできる。このような方式は室温で自然発火するよ
うな元素(代表的にはナトリウム)を用いる場合に有効な手法である。即ち、有機EL材
料を成膜する前に所定の時間だけ酸化剤209を酸化させ、蓋を閉めて酸化セル205を
密閉して酸素の供給を断つことで酸化を強制的に終了させる。そして、再び基板が搬送さ
れてきたら蓋を開け、酸化剤209を酸化させる。この繰り返しにより複数枚の基板を酸
化剤の交換なしで処理することが可能となり、製造スループットを向上させることができ
る。
ており、防塵板210で液相成膜室109を密閉空間とすることができる。そのため、酸
化セル205内で周期表の1族または2族に属する元素を酸化させることで容易に成膜雰
囲気中の酸素を除去することができる。即ち、酸素濃度が1ppb以下(好ましくは0.
1ppb以下)の不活性雰囲気中で有機EL材料を成膜することが可能となる。
成膜室109内の圧力を高め、酸素の混入を極力防ぐ手段をとっても良い。
する処理室(以下、前処理室という)であり、前処理室110はゲート100eにより搬
送室(A)101と遮断される。前処理室はEL素子の作製プロセスによって様々に変え
ることができるが、本実施例では画素電極の表面に紫外光を照射しつつ100〜120℃
で加熱できるようにする。このような前処理は、EL素子の陽極表面を処理する際に有効
である。
めの気相成膜室であり、ゲート100fを介して搬送室(A)101に連結される。本実
施形態では気相成膜室111として蒸着室を設けており、内部に複数の蒸着源を設置でき
る。また、抵抗加熱または電子ビームにより蒸着源を蒸発させ、成膜を行うことができる
。
導電膜であり、仕事関数の小さい金属、代表的には周期表の1族もしくは2族に属する元
素(代表的にはリチウム、マグネシウム、セシウム、カルシウム、カリウム、バリウム、
ナトリウムもしくはベリリウム)またはそれらに近い仕事関数をもつ金属を蒸着できる。
また、低抵抗な導電膜としてアルミニウム、銅もしくは銀を蒸着することもできる。さら
に、透明導電膜として酸化インジウムと酸化スズとの化合物からなる導電膜や酸化インジ
ウムと酸化亜鉛との化合物からなる導電膜を蒸着法により形成することも可能である。
形成することが可能である。発光層の代表例としてはAlq3(トリス−8−キノリノラ
トアルミニウム錯体)もしくはDSA(ジスチルアリーレン誘導体)があり、電荷注入層
の代表例としてはCuPc(銅フタロシアニン)、LiF(フッ化リチウム)もしくはa
cacK(カリウムアセチルアセトネート)
があり、電荷輸送層の代表例としてはTPD(トリフェニルアミン誘導体)もしくはNP
D(アントラセン誘導体)が挙げられる。
DCM、キナクリドン等)とを共蒸着することも可能である。蛍光物質としては公知の如
何なる材料を用いても良い。また、EL材料と周期表の1族または2族に属する元素とを
共蒸着して発光層の一部に電荷輸送層または電荷注入層としての役割をもたせることも可
能である。なお、共蒸着とは、同時に蒸着源を加熱し、成膜段階で異なる物質を混合する
蒸着法をいう。
EL材料または導電膜の成膜が行われる。なお、成膜はフェイスダウン方式(デポアップ
方式)で行われる。
0gを介して搬送室(A)101に連結されている。封止室112では、最終的にEL素
子を密閉空間に封入するための処理が行われる。この処理は形成されたEL素子を酸素や
水分から保護するための処理であり、シーリング材で機械的に封入する、又は熱硬化性樹
脂若しくは紫外光硬化性樹脂で封入するといった手段を用いる。
が、シーリング材側に光を出射する場合は透光性でなければならない。
また、シーリング材と上記EL素子が形成された基板とは熱硬化性樹脂又は紫外光硬化性
樹脂を用いて貼り合わせられ、熱処理又は紫外光照射処理によって樹脂を硬化させて密閉
空間を形成する。この密閉空間の中に酸化バリウム等の乾燥剤を設けることも有効である
。
光硬化性樹脂で充填することも可能である。この場合、熱硬化性樹脂若しくは紫外光硬化
性樹脂の中に酸化バリウム等の乾燥剤を添加しておくことは有効である。
、紫外光照射機構という)113が設けられており、この紫外光照射機構113から発し
た紫外光によって紫外光硬化性樹脂を硬化させる構成となっている。なお、封止室112
内の作業は、グローブを用いた手作業であっても構わないが、コンピュータ制御により機
械的に行われるような構造となっていることが好ましい。シーリング材を用いる場合には
、液晶のセル組み工程で用いられるようなシール剤(ここでは熱硬化性樹脂若しくは紫外
光硬化性樹脂)を塗布する機構と、基板を貼り合わせる機構と、シール剤を硬化させる機
構とが組み込まれていることが好ましい。
。上記封入工程をロボット操作で機械的に行う場合には、減圧下で行うことで酸素や水分
の混入を防ぐことができる。また、逆に封止室112の内部を与圧とすることも可能であ
る。この場合、高純度な窒素ガスや希ガスでパージしつつ与圧とし、外気から酸素等が侵
入することを防ぐ。
は搬送機構(C)115が設けられ、封止室112でEL素子の封入が完了した基板を受
渡室114へと搬送する。受渡室114も排気ポンプを取り付けることで減圧することが
可能である。この受渡室114は封止室112を直接外気に晒さないようにするための設
備であり、ここから基板を取り出す。
するまで外気に晒さずに済む。さらに、液相成膜室109では、酸素濃度が1ppb以下
の不活性雰囲気にて有機EL材料の成膜を行うため、殆ど酸素のない状態での成膜が可能
となる。以上のことから従来以上に信頼性の高いEL表示装置を作製することが可能とな
る。
について図3を用いて説明する。図3(A)は液相成膜室301の上面図であり、塗布カ
ップ201、チャック202、基板203及び塗布ノズル204は図2と同様である。図
3に示した成膜装置の特徴は、図2の酸化セル205の代わりに酸化炉302を成膜装置
の外部に設け、配管303により液相成膜室301と酸化炉302とを連結している点に
ある。
口)が取り付けられ、配管303のもう一方の口(排気口)が酸化炉302に取り付けら
れている。
酸化セル304の内部には周期表の1族または2族に属する元素からなる酸化剤306が
設置される。また、本実施例では酸化セル304への酸素の供給を遮断するシャッタ30
7も設けられている。
費された酸素は配管303を通じて液相成膜室301から供給され、その結果、液相成膜
室301の内部の酸素濃度が減少する。図1の成膜装置と根本的に異なる点は、成膜装置
の近くに熱源を備えなくて済む点が挙げられる。液相成膜室301で成膜される高分子系
有機EL材料は有機溶媒に溶かして塗布されるため、熱源が遠い方が管理は容易である。
ることが可能である。
をストライプ状に形成する液相成膜室を設けた例を示す。本実施例の液相成膜室について
図4を用いて説明する。
前面からみた外観図である。図4(A)において、401は支持台、402は搬送ステー
ジであり、その上に基板403が固定される。搬送ステージ402はX方向(横方向)ま
たはY方向(縦方向)に移動が可能である。
の上方に塗布ユニット406が設置される。塗布ユニット406は有機EL材料を含む溶
液を基板上に塗布するための機構を備えた装置であり、ヘッド部407に圧縮ガス(加圧
された不活性ガス)を送ったり、有機EL材料を含む溶液を供給する装置である。このと
き、塗布ユニット406にはサックバック機構(サックバックバルブまたはエアオペレー
ションバルブを備えた機構)を設けることが好ましい。サックバック機構とは、ダイヤフ
ラムゲージ等を用いた容積変化を利用して配管内の圧力を下げることにより、配管等のノ
ズル口に溜まった液滴をノズル内に引き込むための機構である。
ている。防塵フード408には基板を搬送するための入り口が設けられているが、その部
分にはゲートが設けられ、支持台401と防塵フード408とで密閉空間が形成される。
、有機EL材料を成膜する前に酸化剤411の酸化が行われる。
送ステージ402がX方向またはY方向へと移動する。即ち、搬送ステージが移動するこ
とにより相対的にヘッド部407が基板403上を移動するような機構となっている。勿
論、ヘッド部407の方を移動させるような機構とすることも可能であるが、基板側を移
動させた方が安定性は良い。
した混合物)の供給口となるノズルを備えたヘッド部407が基板403上を移動するこ
とにより、基板の必要箇所へ有機EL材料を塗布していく。ここでヘッド部407により
有機EL材料を塗布していく過程を以下に説明する。
膜する様子を模式的に示す図である。図5(A)において、510は基板であり、基板5
10上には画素部511、ソース側駆動回路512、ゲート側駆動回路513がTFTに
より形成されている。ソース側駆動回路512に接続された複数のソース配線とゲート側
駆動回路513に接続された複数のゲート配線とで囲まれた領域が画素であり、画素内に
はTFTと該TFTに電気的に接続されたEL素子が形成される。画素部511はこのよ
うな画素がマトリクス状の配列されて形成されている。
料(R)という)と溶媒との混合物(以下、塗布液(R)という)、514bは電圧を加
えることで緑色に発光する有機EL材料(以下、有機EL材料(G)という)と溶媒との
混合物(以下、塗布液(G)という)、514cは電圧を加えることで青色に発光する有
機EL材料(以下、有機EL材料(B)という)と溶媒との混合物(以下、塗布液(B)
という)である。
法と、モノマーを溶媒に溶かしたものを成膜した後に加熱重合させてポリマーとする方法
とがあるが、本発明はどちらでも構わない。ここではポリマーとなった有機EL材料を溶
媒に溶かして塗布した例を示す。
)514b、塗布液(B)514cが別々に塗布され、矢印の方向に向かって塗布される。
即ち、赤色に発光すべき画素列、緑色に発光すべき画素列及び青色に発光すべき画素列に
、同時にストライプ状の発光層(厳密には発光層の前駆体)が形成される。
はソース配線の上方に形成されている。即ち、ソース配線に沿って複数の画素が直列に並
んだ列を画素列と呼んでいる。但し、ここではバンク521がソース配線の上方に形成さ
れた場合を説明したが、ゲート配線の上方に設けられていても良い。この場合は、ゲート
配線に沿って複数の画素が直列に並んだ列を画素列と呼ぶ。
れたストライプ状のバンクにより分割された複数の画素列の集合体として見ることができ
る。そのようにして見た場合、画素部511は、赤色に発光するストライプ状の発光層が
形成された画素列、緑色に発光するストライプ状の発光層が形成された画素列及び青色に
発光するストライプ状の発光層が形成された画素列からなるとも言える。
方に設けられているため、実質的に画素部511は、複数のソース配線もしくは複数のゲ
ート配線により分割された複数の画素列の集合体と見ることもできる。
図5(B)に示す。
cが取り付けられている。また各々のノズルの内部には塗布液(R)514a、塗布液(G
)514b、塗布液(B)514cが蓄えられている。これらの塗布液は、配管517内に
充填された圧縮ガスにより加圧されて画素部511上に押し出される。このようなヘッド
部407が紙面に垂直な方向に沿って手前方向に移動することで図5(A)に示したよう
な塗布工程が行われる。
られた画素部511は、複数のTFT519a〜519cと画素電極520a〜520cとで
なる複数の画素の集合体である。図5(B)のノズル516a〜516cに圧縮ガスにより
圧力がかかると、その圧力により塗布液514a〜514cが押し出される。
間で塗布液が混合されてしまうことを防いでいる。この構造ではバンク521の幅(フォ
トリソグラフィの解像度で決まる)を狭くすることで画素部の集積度が向上し、高精細な
画像を得ることができる。特に塗布液の粘性が1〜30cpの場合に有効である。
ないことも可能である。即ち、塗布後の塗布液と塗布面との接触角が十分に大きければ必
要以上に塗布液が広がることもないので、バンクで堰き止めておく必要もなくなる。その
場合は、最終的に発光層が長円形状(長径と短径の比が2以上の細長い楕円形状)、典型
的には画素部の一端から他端にまで及ぶ細長い楕円状で形成されることになる。
、ポリイミドアミドを用いることができる。この樹脂材料に予めカーボンや黒色顔料等を
設けて樹脂材料を黒色化しておくと、バンク521を画素間の遮光膜として用いることも
可能となる。
センサーを取り付ければ、塗布面とノズルとの距離を常に一定に保つように調節すること
も可能である。さらに、画素ピッチ(画素間の距離)に応じてノズル516a〜516cの
間隔を調節する機構を備えることで、どのような画素ピッチのEL表示装置にも対応する
ことが可能である。
極520a〜520cを覆うようにして塗布される。なお、以上のようなヘッド部407の
動作は電気的な信号により制御される。
することにより塗布液514a〜514cに含まれる有機溶媒を揮発させ、有機EL材料で
なる発光層を形成する。このため、有機溶媒は有機EL材料のガラス転移温度(Tg)よ
りも低い温度で揮発するものを用いる。また、有機EL材料の粘度により最終的に形成さ
れる発光層の膜厚が決まる。この場合、有機溶媒の選定または添加物により粘度を調節す
ることができるが、粘度は1〜50cp(好ましくは5〜20cp)とするのが好ましい
。
光層を同時に形成することができるため、高いスループットでポリマー系有機EL材料で
なる発光層を形成することができる。さらに、インクジェット方式と異なり、一つの画素
列では切れ間なくストライプ状に塗布していくことができるため、非常にスループットが
高い。
グしておくことで信頼性の高いEL素子を形成することができる。なお、本実施例の液相
成膜室は実施例1に示した液相成膜室(スピンコータ室)と併用して用いることも可能で
ある。
た液相成膜室について説明する。なお、図5と同一の符号を用いている部分に関する記載
は実施例2を参照すれば良い。
の内部には、各々ノズルと同軸のロッド602a〜602cが設けられている。さらに、ノ
ズル601a〜601cの内部には、塗布液(R)603a、塗布液(G)603b、塗布液
(B)603cが蓄えられている。このロッド602a〜602cを設けることにより、塗
布液の固化によるノズルの目詰まりを抑制することができる。
a〜602cの表面は塗布液に対して親水性とすると良い。ノズル601a〜601cの内壁
を疎水性とするには形成材料として疎水性を示す材料を用いれば良く、代表的にはテフロ
ン、PVDF(ポリビニリデンフロライド)または金属(代表的にはステンレス、アルミ
ニウム、ジルコニウム)とすれば良い。また、ロッド602a〜602cの表面を親水性と
するには形成材料として親水性を示す材料を用いれば良く、代表的にはナイロンまたはP
VA(ポリビニルアルコール)とすれば良い。
けることで、塗布液(R)603a、塗布液(G)603b、塗布液(B)603cの固化
を抑制することも可能である。
はロッド602a〜602cが被成膜面(本実施例では画素電極520a〜520cの表面)
に接した状態で行われる。ロッド602a〜602cは非常に柔らかい材料で形成され、被
成膜面をなぞるように移動する。この様子を図6(B)に示す。
している。即ち、塗布液(R)603aはロッド602aを伝って画素電極520aの表面
に塗布される。従って、インクジェット法のように塗布液を飛ばす必要がなく、塗布時の
位置ずれといった問題を生じない。
題を解消しつつ、細かいパターンにも対応して有機EL材料を成膜することが可能である
。また、本発明と組み合わせることで、信頼性の高いEL素子を形成することができる。
能であり、図1の液相成膜室として用いることが可能である。また、実施例1の液相成膜
室と併用しても構わない。
成膜室について説明する。なお、図7(A)は塗布前後の待機状態を示しており、図7(
B)は塗布時の状態を示している。また、図7(C)、(D)
はノズルの断面を上から見た図を示している。
の材料は実施例2、実施例3を参照すれば良い。また、ノズル701の内壁を塗布液に対
して疎水性にし、ロッド702を親水性にしても良い。
トッパ部704aは中央に塗布液を通すための孔が設けられている。また、ロッド702
はストッパ部705を有し、ストッパ部705の直径はロッドストッパ部704aに設け
られた孔の直径よりも大きい。
るようになっており、塗布前後の待機状態では塗布液703の移動経路が封じられるよう
な仕組みになっている。その結果、待機状態では塗布液703がノズルの先端から流出し
ない。
被成膜面707に接し、ロッド702がノズル701の内部に押し込まれる。そして、ス
トッパ部705がロッドストッパ部704bに接した状態でロッド702が止まる。この
状態で、塗布液703はロッド702を伝ってノズルから流出し、被成膜面707に塗布
される。
成膜面707を傷つけることを防ぐことができる。
ク機構を設けなくても塗布液の流出を防ぐことができる。また、本発明と組み合わせるこ
とで、信頼性の高いEL素子を形成することができる。なお、本実施例の構成は実施例2
に示した液相成膜室のヘッド部として用いることが可能であり、図1の液相成膜室として
用いることが可能である。また、実施例1の液相成膜室と併用しても構わない。
える例を示す。EL素子の陰極表面に前処理を行う場合、金属からなる陰極表面の自然酸
化物を除去することが望ましい。本実施例では、フッ素または塩素を含むガスを用いて陰
極表面にプラズマ処理を行い、自然酸化物を除去する機構を有する。
わせて実施することが可能である。
える例を示す。EL素子の陰極表面に前処理を行う場合、金属からなる陰極表面の自然酸
化物を除去することが望ましい。本実施例では、希ガスや窒素等の不活性ガスを用いて陰
極表面に対してスパッタ処理を行い、自然酸化物を除去する機構を有する。
わせて実施することが可能である。
作製する例を示す。
。本実施例では本出願人による特開平5−107561号公報に記載の技術を用いて同一
基板上に画素部及び駆動回路部を形成する。なお、画素部に設けられる画素TFTには透
明導電膜からなる画素電極が電気的に接続され、この画素電極がEL素子の陽極となる。
)が完成したら、そのアクティブマトリクス基板を図1のストック室105に設置する。
前処理を行う。本実施例では、オゾン雰囲気において紫外光を照射することで画素電極の
表面状態を改善する。
タロシアニン膜を蒸着法により形成する。本実施例では、膜厚を20nmとするが特に限
定はない。
クス基板を搬送機構(B)107により焼成室108へと搬送する。このとき、焼成室で
はアクティブマトリクス基板を反転させ、TFTを形成した面が上を向くようにする。
へ搬送する。なお、液相成膜室109は実施例1〜4のいずれの構造を有していても良い
。そして、まず酸化セル205内にて酸化剤(本実施例ではマグネシウム)を酸化させ、
液相成膜室109の内部の酸素濃度を1ppb以下にまで低減する。その後、スピンコー
ト法によりジクロロメタンに溶解させたポリフェニレンビニレンの前駆体を塗布する。
フェニレンビニレンの前駆体を焼成する。こうして前駆体が重合してポリマー化し、ポリ
フェニレンビニレン膜からなる発光層が形成される。焼成処理が終了したら再度アクティ
ブマトリクス基板を反転させてストック室105へ戻す。
ミニウム膜を蒸着する。このアルミニウム膜がEL素子の陰極として機能する。なお、本
実施例で用いるアルミニウム膜はチタン、スカンジウムもしくはシリコンを含むアルミニ
ウム合金膜であっても良い。また、アルミニウム膜の代わりに銅もしくは銅合金または銀
からなる導電膜を形成しても良い。
封止室112へ搬送する。ここではアクティブマトリクス基板上にシール材を形成し、E
L素子が形成された面を覆うようにカバー材を貼り合わせる。
そのため、EL素子が不活性ガスの充填された密閉空間に封入され、完全に外気と遮断さ
れる。なお、密閉空間に吸湿性物質(好ましくは酸化バリウム)を設けることは有効であ
る。また、不活性ガスの代わりに樹脂を充填することも可能である。その場合も、樹脂中
に吸湿性物質を設けることは有効である。
外光照射機構113を用いてシール材に紫外光を照射し硬化させる。以上のようにしてE
L素子の封入処理が終了したら、受渡室114へ封入後のアクティブマトリクス基板を搬
送する。
形成され、完全に外気と遮断された状態となるまでのプロセスを一貫して行うことが可能
である。
が、本実施例はパッシブマトリクス型EL表示装置の作製工程に対しても実施できる。ま
た、本実施例はバックライト等に用いられる発光装置の作製工程に対しても実施できる。
製する例を示す。なお、本実施例ではアクティブマトリクス型EL表示装置を例にとって
説明する。
路部を形成する。なお、本実施例では画素電極としてアルミニウムもしくはアルミニウム
合金からなる導電膜を用いる。即ち、本実施例では画素電極がEL素子の陰極となる。
ック室105に設置する。
前処理を行う。本実施例では、フッ素または塩素を含むガスを用いて画素電極の表面に対
してプラズマ処理を行い、自然酸化物を除去する。
化リチウム膜を蒸着法により形成する。本実施例では、膜厚を20nmとするが特に限定
はない。
クス基板を搬送機構(B)107により焼成室108へと搬送する。次いでアクティブマ
トリクス基板を反転させる。
へ搬送する。そして、まず酸化セル409内にて酸化剤(本実施例ではナトリウム)を酸
化させ、液相成膜室109の内部の酸素濃度を1ppb以下にまで低減する。その後、図
5に示した塗布法によりトルエンに溶解させたポリビニルカルバゾールの前駆体を塗布す
る。
ビニルカルバゾールの前駆体を焼成する。こうして前駆体が重合してポリマー化し、ポリ
ビニルカルバゾール膜からなる発光層が形成される。焼成処理が終了したら再度アクティ
ブマトリクス基板を反転させてストック室105へ戻す。
ロシアニン膜を蒸着し、さらに膜厚200nm透明導電膜(具体的には酸化インジウムと
酸化亜鉛との化合物膜)を蒸着する。この透明導電膜がEL素子の陽極として機能する。
なお、本実施例で用いる透明導電膜は酸化インジウムと酸化スズとの化合物膜であっても
良い。
封止室112へ搬送する。ここではアクティブマトリクス基板上にシール材を形成し、E
L素子が形成された面を覆うようにカバー材を貼り合わせる。
そのため、EL素子が不活性ガスの充填された密閉空間に封入され、完全に外気と遮断さ
れる。なお、密閉空間に吸湿性物質(好ましくは酸化バリウム)を設けることは有効であ
る。また、不活性ガスの代わりに樹脂を充填することも可能である。その場合も、樹脂中
に吸湿性物質を設けることは有効である。
外光照射機構113を用いてシール材に紫外光を照射し硬化させる。以上のようにしてE
L素子の封入処理が終了したら、受渡室114へ封入後のアクティブマトリクス基板を搬
送する。
形成され、完全に外気と遮断された状態となるまでのプロセスを一貫して行うことが可能
である。
図8(A)、(B)を用いて説明する。図8(A)は、EL素子の形成されたアクティブ
マトリクス基板において、EL素子の封入まで行った状態を示す上面図である。点線で示
された801はソース側駆動回路、802はゲート側駆動回路、803は画素部である。
また、804はカバー材、805は第1シール材、806は第2シール材であり、第1シ
ール材805で囲まれた内側のカバー材とアクティブマトリクス基板との間には充填材8
07(図8(B)参照)が設けられる。
入力される信号を伝達するための接続配線であり、外部機器との接続端子となるFPC(
フレキシブルプリントサーキット)809からビデオ信号やクロック信号を受け取る。
に示す。なお、図8(A)、(B)では同一の部位に同一の符号を用いている。
形成されており、画素部803はEL素子に流れる電流を制御するためのTFT(以下、
電流制御用TFTという)851とそのドレインに電気的に接続された画素電極852を
含む複数の画素により形成される。本実施例では電流制御用TFT851をpチャネル型
TFTとする。また、ソース側駆動回路801はnチャネル型TFT853とpチャネル
型TFT854とを相補的に組み合わせたCMOS回路を用いて形成される。
856及びカラーフィルタ(B)(図示せず)を有している。ここでカラーフィルタ(R
)とは赤色光を抽出するカラーフィルタであり、カラーフィルタ(G)
は緑色光を抽出するカラーフィルタ、カラーフィルタ(B)は青色光を抽出するカラーフ
ィルタである。なお、カラーフィルタ(R)855は赤色発光の画素に、カラーフィルタ
(G)856は緑色発光の画素に、カラーフィルタ(B)は青色発光の画素に設けられる
。
点が挙げられる。例えば赤色発光の画素からはEL素子から赤色光が放射される(本実施
例では画素電極側に向かって放射される)が、この赤色光を、赤色光を抽出するカラーフ
ィルタに通すことにより赤色の純度を向上させることができる。このことは、他の緑色光
、青色光の場合においても同様である。
光がEL素子の発光層を励起させてしまい、所望の発色が得られない問題が起こりうる。
しかしながら、本実施例のようにカラーフィルタを設けることでEL素子には特定の波長
の光しか入らないようになる。即ち、外部からの光によりEL素子が励起されてしまうよ
うな不具合を防ぐことが可能である。
のを用いていた。この場合、赤色光を抽出するには他の波長の光をカットしていたため、
輝度の低下を招いていた。しかしながら、本実施例では、例えばEL素子から発した赤色
光を、赤色光を抽出するカラーフィルタに通すため、輝度の低下を招くようなことがない
。
、画素電極852の両端には絶縁膜857が形成され、さらに赤色に発光する発光層85
8、緑色に発光する発光層859が形成される。なお、図示しないが隣接する画素には青
色に発光する発光層を設けられ、赤、緑及び青に対応した画素によりカラー表示が行われ
る。勿論、青色の発光層が設けられた画素は青色を抽出するカラーフィルタが設けられて
いる。
た、実際に発光層を成膜する液相成膜室は実施例1〜4のいずれの構成を有する液相成膜
室であっても良い。また、材料として有機材料だけでなく無機材料を用いることができる
。また、発光層だけでなく電子注入層、電子輸送層、正孔輸送層または正孔注入層を組み
合わせた積層構造としても良い。
れる。この陰極860は全ての画素に共通であり、接続配線808を経由してFPC80
9に電気的に接続されている。
してカバー材804を貼り合わせる。そして、アクティブマトリクス基板、カバー材80
4及び第1シール材805で囲まれた領域内に充填材807を真空注入法により充填する
。
ておく。なお、本実施例では吸湿性物質を充填材に添加して用いるが、塊状に分散させて
充填材中に封入することもできる。また、図示されていないがスペーサの材料として吸湿
性物質を用いることも可能である。
に形成された開口部(図示せず)を塞ぐ。第1シール材805の開口部を塞いだら、導電
性材料862を用いて接続配線808及びFPC809を電気的に接続させる。さらに、
第1シール材805の露呈部及びFPC809の一部を覆うように第2シール材806を
設ける。第2シール材806は第1シール材807と同様の材料を用いれば良い。
外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素等の有機材料の酸化を促す物質
が侵入することを防ぐことができる。従って、信頼性の高いEL表示装置を作製すること
ができる。
きるため、整備投資の費用が大幅に削減可能であり、歩留まりの高いプロセスで1枚の基
板から複数の発光装置を生産することができるため、大幅に製造コストを低減しうる。
を用いても作製することができる。
方向とカラーフィルタの配置を異ならせた場合の例について示す。説明には図9を用いる
が、基本的な構造は図8(B)と同様であるので変更部分に新しい符号を付して説明する
。
いられている。また、電流制御用TFT902のドレインには画素電極903が電気的に
接続され、この画素電極903は遮光性を有する導電膜で形成されている。本実施例では
画素電極903がEL素子の陰極となる。
859の上には各画素に共通な透明導電膜904が形成される。この透明導電膜904は
EL素子の陽極となる。
カラーフィルタ(B)(図示せず)がカバー材804に形成されている点に特徴がある。
本実施例のEL素子の構造とした場合、発光層から発した光の放射方向がカバー材側に向
かうため、図9の構造とすればその光の経路にカラーフィルタを設置することができる。
ーフィルタ(B)(図示せず)をカバー材804に設けると、アクティブマトリクス基板
の工程を少なくすることができ、歩留まり及びスループットの向上を図ることができると
いう利点がある。
を用いても作製することができる。
Claims (2)
- 電極を有する発光装置の作製方法であって、
ノズルとロッドにより構成された塗布部を用いて、ストライプ状の塗布液が塗布され、
前記塗布液は、ノズルからロッドを伝って前記電極に塗布され、
前記ロッドの先端部は球状とされており、
前記ノズルの内壁は前記塗布液に対して疎水性であり、前記ロッドの表面は前記塗布液に対して親水性であることを特徴とする発光装置の作製方法。 - 電極を有する発光装置の作製方法であって、
ノズルとロッドにより構成された塗布部を用いて、ストライプ状の塗布液が塗布され、
前記塗布液は、ノズルからロッドを伝って前記電極に塗布され、
前記ロッドの先端部は球状とされており、
前記ノズルの内壁は前記塗布液に対して疎水性であり、前記ロッドの表面は前記塗布液に対して親水性であり、
前記塗布液の粘度は、30cp以上であることを特徴とする発光装置の作製方法。
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