JP5728068B2 - 成膜用基板 - Google Patents
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Description
発光装置の作製方法に関する。
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。
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。
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。
)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
インクジェット法などを用いて成膜されることが多い。
EL層形成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おり、ヒーター
により加熱されたEL材料が昇華し、基板に成膜される構成となっている。
ツボとの間の距離を一定以上離すことが必要となる。また、複数のEL材料を用いてメタ
ルマスクなどのマスクを介した塗り分けを行う場合には、異なる画素間の間隔を広く設計
し、画素間に設けられる絶縁物からなる隔壁層(バンク)の幅を広くすることが必要とな
るなど発光素子を含む発光装置の高精細化(画素数の増大)及び各表示画素ピッチの微細
化を進める上で大きな課題となっている。また、被成膜基板が大型化すると、基板を覆う
マスクが撓んでしまい、精度良く塗り分けできないといった問題がある。
決すると共に、生産性の向上や低コスト化を図ることも要求されている。
(例えば、特許文献1参照)。特許文献1では、支持基板上に、低反射層と高反射層から
構成される光熱変換層と、転写層を有する転写用基板について記載されている。このよう
な転写用基板にレーザ光を照射することにより、転写層を素子作成用基板に転写すること
ができる。
換された熱が、膜厚方向だけでなく、光熱変換層の面方向へも伝導してしまう。光熱変換
層の面方向への熱伝導が起こると、転写層において転写される領域が広がってしまうとい
う問題がある。
示画素ピッチの微細化を進めることが可能な発光装置の作製方法および成膜用基板を提供
することを目的の一とする。また、精度良くEL層を成膜することが可能な発光装置の作
製方法を提供することを目的の一とする。
ことを目的の一とする。
光吸収層との間に形成された隔壁層と、光吸収層及び隔壁層上にそれぞれ分離形成された
材料層と、を有し、隔壁層は、逆テーパ形状であり、隔壁層の膜厚は、光吸収層の膜厚及
び材料層の膜厚との合計よりも厚い成膜用基板である。
と他の光吸収層との間に形成された隔壁層と、光吸収層及び隔壁層上にそれぞれ分離形成
された反射層と、反射層上にそれぞれ分離形成された材料層と、を有し、隔壁層は、逆テ
ーパ形状であり、隔壁層の膜厚は、光吸収層の膜厚及び材料層の膜厚との合計よりも厚い
ことを特徴とする成膜用基板である。
0度以下であることを特徴とする。
壁層の膜厚は、1μm以上2μm以下であることを特徴とする。
間して形成された光吸収層と、光吸収層の一と他の光吸収層との間に形成された、逆テー
パ形状の隔壁層と、光吸収層及び隔壁層上にそれぞれ分離形成された材料層と、を少なく
とも有する第1の基板の一方の面と、第2の基板の被成膜面と、を対向させ、第1の基板
の他方の面側から光を照射し、光吸収層と重なる領域の材料層を選択的に加熱し、光吸収
層と重なる領域の材料層を第2の基板の被成膜面に蒸着させることを特徴とする発光装置
の作製方法である。
いに離間して形成された光吸収層と、光吸収層の一と他の光吸収層との間に形成された、
逆テーパ形状の隔壁層と、光吸収層及び隔壁層上にそれぞれ分離形成された反射層と、反
射層を介して、光吸収層及び隔壁層上にそれぞれ分離形成された材料層と、を少なくとも
有する第1の基板の一方の面と、第2の基板の被成膜面と、を対向させ、第1の基板の他
方の面側から光を照射し、光吸収層と重なる領域の材料層を選択的に加熱し、光吸収層と
重なる領域の材料層を第2の基板の被成膜面に蒸着させることを特徴とする発光装置の作
製方法である。
一態様の範疇に含めるものである。従って、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(Ta
pe 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(Chi
p 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。
間隙が存在するため、光吸収層で発生した熱が隔壁層へと伝導して隔壁層上に形成された
材料層が加熱されるのを抑制することができる。これによって、光吸収層と重なる領域の
材料層を選択的に昇華させて、第2の基板上に所望のパターンを有するEL層を形成する
ことができる。
を逆テーパ形状とすることにより、材料層または反射層を分離形成させることができるた
め、成膜用基板上に材料層や反射層を所望のパターンで形成することができる。従って、
通常、成膜用基板上にパターン形成の際に必要となるフォトリソグラフィ工程が不要とな
るため、成膜用基板の製造コストを低減させることができる。
層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御す
ることができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく
、成膜工程を全自動化することが可能である。
れた材料層に含まれるEL層形成材料を均一に昇華させることができる。また、材料層が
複数のEL層形成材料を含む場合でも、材料層と同じEL層形成材料をほぼ同じ重量比で
含有する膜を被成膜基板上に成膜することができる。従って、本発明の一態様の成膜用基
板を用いて成膜する際、蒸着温度の異なる複数のEL層形成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EL層形成材料を含む層を容易に精度良く成
膜することができる。
を成膜することが可能であり、また、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だけでなく、その特性の向上を図ることができる。
を高めることができる。また、本発明の一態様の成膜用基板は、EL層の成膜を終えた後
に、洗浄して再利用することが可能である。さらに、蒸着の際の光源として熱量の大きな
ランプヒーター等を用いて、大面積を一括して成膜することが可能となるため、発光装置
の製造コストを低減させることができる。
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、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。
本実施の形態に係る発光装置の作製方法および成膜用基板を、図1を用いて説明する。
支持基板である第1の基板101上に島状又はストライプ状に形成された複数の光吸収層
103が、互いに離間して設けられている。また、光吸収層103と、他の光吸収層10
3との間には隔壁層105が形成されている。また、光吸収層103及び隔壁層105上
にそれぞれ、材料層107が分離形成されている。
発光装置の作製方法を説明する。
状にパターン形成する。第1の基板101は、光吸収層、材料層、隔壁層などの支持基板
であり、発光装置の作製工程において、材料層を被成膜基板に蒸着するために照射する光
を透過する基板である。よって、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。具体的には、材料層を蒸着するためにランプ光やレーザ光を用いる場合、第1
の基板101として、それらの光を透過する基板を用いることが好ましい。第1の基板1
01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。
光を吸収して熱へと変換する層である。光吸収層103は、照射される光に対して、70
%以下の低い反射率を有し、また、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。また、光吸収層103は、それ自体が熱によって変化しないように、耐熱性に優れ
た材料で形成されていることが好ましい。
タル、窒化モリブデン、窒化タングステン、窒化クロムなどの金属窒化物、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103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。例えば、波長800nmの光に対しては、モリブデン、窒化タン
タル、チタン、タングステンなどを用いることが好ましい。また、波長1300nmの光
に対しては、窒化タンタル、チタンなどを用いることが好ましい。また、光吸収層103
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。
法で、モリブデン、タンタル、チタン、タングステンなどのターゲット、またはこれらの
合金を用いたターゲットを用い、光吸収層103を形成することができる。また、光吸収
層103は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。
よって異なるが、100nm以上500nm以下の膜厚であることが好ましい。光吸収層
103の膜厚を100nm以上500nm以下とすることで、照射される光を効率良く吸
収して発熱させることができる。
する材料層107を加熱するため、被成膜基板に形成される画素と概略同じ大きさ、また
は、被成膜基板に形成される画素の幅と概略同じ幅となるように設けることが好ましい。
なお、フルカラー表示に対応する被成膜基板を作製する場合には、被成膜基板に形成され
る複数の画素のうち、RGBの3画素おきに1つの光吸収層103を形成するのが好まし
い。このような成膜用基板を3枚用いることで、被成膜基板の複数の画素領域の全てに対
して、成膜用基板の材料層を転写することができる。
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、パターンの
側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
れる温度まで加熱可能であれば、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、光を照射しても分解しない材料を、材料層107に用いることが好まし
い。
形成する。隔壁層105は、発光装置の作製工程において、光吸収層103と重なる領域
以外の材料層107が加熱され、被成膜基板に形成されるEL層が拡大するのを抑制する
ために設けられている。隔壁層105の材料としては、光硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂を
用いることができる。光硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂としては、例えば、アクリル系樹脂
、ノボラック樹脂、珪素を含む樹脂、ジアリルフタレート樹脂、塩化ビニル樹脂、酢酸ビ
ニル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、メタクリル樹脂、ポリエチレン樹脂、
ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリアミド(ナイロン)、ポリイミ
ド、フェノール樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹脂等を用いることが可能である。また、
光硬化型樹脂又は熱硬化型樹脂に代えて、無機材料を用いてもよい。ただし隔壁層105
は、光吸収層103に用いた材料よりも熱伝導率の低い材料を用いるのが望ましい。
未露光部分が残存するポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングさ
れるように露光量または現像時間を調節することによって隔壁層105を形成することが
できる。
が広いいわゆる逆テーパ形状を有している。隔壁層105のテーパ角(第1の基板101
との接辺と隔壁層の側壁のなす角)θは、100度以上130度以下に形成するのが好ま
しい。隔壁層のテーパ角が大きいほど後に成膜する材料層107の分離形成が容易となる
が、隔壁層105の強度が低くなる。隔壁層105が逆テーパ形状を有していることによ
り、隔壁層105と光吸収層103とが接触しない。従って、光吸収層103から隔壁層
105へと熱が伝導して、隔壁層105上に位置する材料層107が加熱されるのを抑制
することができる。
膜厚を1μm以上とすることで、光吸収層103との膜厚差をつけることができるため、
後に形成される材料層を分離形成することができる。さらに、隔壁層105の膜厚を1μ
m以上とすることにより、隔壁層105内を光が透過、又は、熱が伝導して、隔壁層10
5と重なる領域の材料層107が加熱されるのを抑制することができる。また、隔壁層1
05の膜厚を2μm以下とすることで、光吸収層103と重なる領域に形成された材料層
107が加熱された際に、隔壁層105の側壁に付着するのを防止することができ、EL
層形成材料の利用効率を向上させることができる。また、被成膜基板に形成されるEL層
のパターン形成の精度を向上させることができる。
成する。材料層107は加熱により第2の基板に転写される層である。EL層形成材料と
しては、種々の材料が挙げられる。また、材料層107は複数のEL層形成材料を含んで
いてもよい。また、材料層107は、単層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい
。EL層形成材料を含む層を複数積層することにより、共蒸着することも可能である。な
お、EL層形成材料を含む層を複数積層する場合には、第1の基板側に分解温度が低いE
L層形成材料を含むように積層されていることが好ましい。または、第1の基板側に蒸着
温度が低いEL層形成材料を含むように積層されていることが好ましい。このような構成
とすることにより、EL層形成材料を含む複数の層を効率良く加熱し、効率よくEL層を
形成することができる。なお、本明細書において「蒸着温度」とは、材料が昇華する温度
を示す。また、「分解温度」とは、熱の作用によって、材料を示す化学式の少なくとも一
部に変化が起こる温度を示す。
ッタリング法等を用いることができる。また、湿式法であるスピンコート法、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。これら湿式法を用いて材料層107を形成するには、所望のEL層形成材料を
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、EL層形
成材料を溶解あるいは分散させることができ、且つEL層形成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、発光装置を作製するコストを低減することができる。
が逆テーパ形状であるために、材料層107を分離形成することができる。従って、材料
層107を分離形成するためのフォトリソグラフィー工程を省略することができる。材料
層107を分離形成することで、材料層107内を熱が横方向に伝導して転写される領域
が広がってしまうのを抑制することができるため、微細なEL層のパターン形成が可能と
なる。隔壁層105の膜厚T2は、光吸収層103の膜厚と光吸収層103上に設けられ
た材料層107の膜厚との合計の膜厚T1よりも厚く形成されている。
持基板である第1の基板上に形成された材料層107に依存する。そのため、材料層の膜
厚を制御することにより、容易に被成膜基板である第2の基板201上に形成されるEL
層207の膜厚を制御することができる。なお、EL層の膜厚および均一性が保たれるの
であれば、材料層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。
いることができる。特に、有機化合物は無機化合物に比べ、蒸着温度が低い材料が多いた
め、光の照射により蒸着することが容易であり、本実施の形態の発光装置の作製方法に好
適である。例えば、有機化合物としては、発光装置に用いられる発光材料、キャリア輸送
材料などが挙げられる。また、無機化合物としては、発光装置のキャリア輸送層やキャリ
ア注入層、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、金属単体な
どがあげられる。
05、および材料層107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201を配置する。第2の基板201は、光照射による加熱処理により所望の層が成膜
される被成膜基板である。
られた材料層107の表面と第2の基板201との距離dは、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近接させる。距離dを上記の範囲程度まで小さくすることで、EL層
形成材料の利用効率を向上させることができる。また、被成膜基板に形成されるEL層2
07のパターン形成の精度を向上させることができる。
との距離で定義する。また、被成膜基板上に何らかの層(例えば、電極として機能する導
電層や隔壁層として機能する絶縁層等)が形成されている場合、距離dは、隔壁層105
上の材料層107の表面と、被成膜基板上に形成された層の表面との距離で定義する。た
だし、隔壁層105上に形成された材料層或いは被成膜基板上に形成された層の表面に凹
凸を有する場合は、距離dは、隔壁層105上の材料層107の表面と、被成膜基板或い
は被成膜基板上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義する。
の基板と第2の基板の基板間の距離は狭いほうが好ましい。隔壁層105の膜厚T2は、
光吸収層103の膜厚と光吸収層103上に設けられた材料層107の膜厚との合計の膜
厚T1よりも厚く形成されている。従って、第2の基板201の表面と、隔壁層105上
に形成された材料層107とが接する場合であっても、光吸収層103上に形成された材
料層107は、第2の基板201の表面と接することがないため、距離dを0mmまで近
接させることができる。
03の端部は絶縁物205で覆われていることが好ましい。本実施の形態において、第1
の電極層は、発光素子の陽極あるいは陰極となる電極を示している。
基板101の裏面、すなわち材料層107が形成された面と対向する面から光を照射する
。照射された光は、光吸収層103において吸収される。吸収された光が熱エネルギーへ
と変換されることで、光吸収層103と接する材料層107が加熱され、昇華される。昇
華したEL層形成材料は第1の電極上に付着し、これによってEL層207が成膜される
。
103との間には間隙が存在し、接することがない。固体中と比較して気体中では熱が伝
導しにくいため、間隙が存在することで、光吸収層で発生した熱が隔壁層105へと伝導
して隔壁層105上に形成された材料層107が加熱するのを抑制することができる。ま
た、減圧下では更に熱が伝導しにくいため、減圧雰囲気で蒸着を行うのが望ましい。減圧
雰囲気は、成膜室内を真空排気手段により真空度が5×10−3Pa以下、好ましくは1
0−4Pa乃至10−6Pa程度の範囲になるように真空排気することで得られる。
かしながら、本実施の形態の成膜用基板は、隔壁層105が、光吸収層103よりも熱伝
導率の低い材料で形成されており、且つ厚い膜厚を有しているため、隔壁層105上の材
料層107が加熱されるのを抑制することができる。これによって、光吸収層103と重
なる領域の材料層107を選択的に昇華させて、第2の基板上に所望のパターンを有する
EL層207を形成することができる。
グステンランプのような発熱灯を光源として用いることができる。また、これらの光源を
フラッシュランプ(例えば、キセノンフラッシュランプ、クリプトンフラッシュランプな
ど)として用いてもよい。フラッシュランプは短時間(0.1ミリ秒乃至10ミリ秒)で
非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、第1の基板の面積
にかかわらず、効率よく均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変
えることによって第1の基板101の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは寿
命が長く、発光待機時の消費電力が低いため、ランニングコストを低く抑えることができ
る。
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、銅蒸気レーザまたは金蒸気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、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。
光であることにより、光吸収層103における熱変換が効率よく行われ、EL層形成材料
を効率よく加熱することができる。
吸収層に接する領域を選択的に加熱するため、材料層全面を加熱する場合と比較して、光
を照射する時間は比較的短くてよい。例えば、ハロゲンランプを光源として用いた場合、
500℃〜800℃を7〜15秒間程度保持することで、光吸収層と重なる領域を昇華し
て、第2の基板へと蒸着することができる。
下方に位置する場合を図示したが、本実施の形態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。
ができる。また、第2の基板に形成される層のパターン形成の精度を向上させることがで
きる。なお、第2の基板の表面に凹凸がない場合には、被成膜基板である第2の基板20
1と支持基板である第1の基板101との距離dは0mmより大きいことが好ましい。
層103と被成膜基板との距離を設けることができるため、光吸収層103からの熱によ
り、第2の基板201が加熱され、成膜不良が生じるのを防ぐことができる。さらに、材
料層107から被成膜基板上へ蒸着する材料の蒸着方向を制御することができるため、被
成膜面の成膜パターンのぼけを防ぐことができる。
よって、蒸着処理により被成膜基板に成膜されるEL層の膜厚を制御することができる。
つまり、支持基板に形成した材料層をそのまま蒸着すればよいため、膜厚モニターが不要
である。よって、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成
膜工程を全自動化することが可能である。
料を含む場合、材料層と同じEL層形成材料を略同じ重量比で含有するEL層を被成膜基
板に成膜することができる。このように、本実施の形態に係る成膜方法は、蒸着温度の異
なる複数のEL層形成材料を用いて成膜する場合、共蒸着のようにそれぞれ蒸着レートを
制御する必要がない。そのため、蒸着レート等の複雑な制御を行うことなく、所望の異な
るEL層形成材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
易となるため、発光装置の製造も簡便となる。また、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。また、本実施の形態を適用することにより、
光源として、レーザ光だけでなく、安価ではあるが熱量の大きなランプヒーター等を用い
ることができる。また、光源として、ランプヒーター等を用いることにより、大面積を一
括して成膜することが可能となるため、タクト時間を短縮することができる。よって、生
産性が向上するため、発光装置の作製コストを削減することができる。
成膜基板に成膜することが可能である。よって、EL層形成材料の利用効率が向上し、コ
スト削減を図ることができる。また、成膜室内壁にEL層形成材料が付着することも防止
でき、成膜装置のメンテナンスを簡便にすることができる。
容易になり、当該異なるEL層形成材料を含む層を用いた発光装置等の製造における生産
性を向上させることが可能となる。
ることができる。従って、発光装置の作製におけるコストも削減することができる。さら
に、本実施の形態において、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。本実施の形態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好ましく用いている。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ため、再利用に好適である。
く成膜することが可能となり、コスト削減を図ることができる。また、本実施の形態の成
膜用基板を用いることにより、精度良く、所望の形状の膜を形成することが可能となる。
。
本実施の形態では、上記実施の形態とは異なる構成を有する成膜用基板について説明する
。なお、本実施の形態に示す成膜用基板において、特に記載がない場合には、上記実施の
形態と同様の材料及び作製方法によって形成するものとする。
支持基板である第1の基板101上に、島状又はストライプ状に形成された光吸収層10
3が、互いに離間して設けられている。また、光吸収層103と、他の光吸収層103と
の間に隔壁層105が形成されている。光吸収層103及び隔壁層105上には、反射層
109がそれぞれ分離形成されている。反射層109を介して光吸収層103又は隔壁層
105上には、EL層形成材料が付着した材料層107がそれぞれ形成されている。
いように、当該領域の材料層107へ照射される光を反射するための層である。よって、
反射層109は、照射され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のが好
ましい。具体的には、反射層109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%以上の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。例えば、800nm乃至2500nmの赤外領域の光を照射する場合、反射層の
材料として、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−酸化スズなどを好ましく用いることができる。特に、アルミニ
ウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金、銀−ネオジム合金は、赤外領域の光(
波長800nm以上)に対して高い反射率を有しているため、反射層として好適に用いる
ことができる。例えば、アルミニウム−チタン合金膜は、膜厚が400nmの場合、赤外
領域(波長800nm以上2500nm以下)にわたって、85%以上の反射率を示し、
特に、波長が900nm以上2500nm以下の範囲については90%以上の反射率を示
す。なお、第1の基板101に照射する光の波長により、反射層109に好適な材料の種
類は変化する。また、反射層は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。
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。
、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、反射層の膜厚
は、材料により異なるが、概ね100nm以上2μm以下であることが好ましい。100
nm以上であることにより、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
。なお、光吸収層103の膜厚と隔壁層105の膜厚とに膜厚差があり、また隔壁層10
5が逆テーパ形状であるために、反射層109を分離形成することができる。従って、反
射層109を分離形成するためのフォトリソグラフィ工程を省略することができる。
109および材料層107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201を配置する。第2の基板201は、蒸着処理により所望の層が成膜される被成膜
基板である。
縁物205で覆われていることが好ましい。本実施の形態において、第1の電極層は、発
光素子の陽極あるいは陰極となる電極を示している。
基板101の裏面、すなわち材料層が形成された面と対向する面から光を照射する。照射
された光は、光吸収層103において吸収される。吸収された光は熱エネルギーへと変換
され、光吸収層103と接する反射層109を伝導して、反射層109を介して光吸収層
103上に形成された材料層107が加熱される。これによって材料層中のEL層形成材
料が第1の電極上に付着し、EL層207が成膜される。
壁層105上に形成された材料層107を加熱することがある。しかしながら、本実施の
形態で示す成膜用基板130は、隔壁層105上に形成された反射層109によって、隔
壁層105を透過した光を反射することができるため、隔壁層105上に形成された材料
層107が加熱されるのを抑制することができる。
層103と接することなく、間隙が存在する。固体中と比較して気体中では熱が伝導しに
くいため、間隙が存在することで、光吸収層で発生した熱が横方向へと伝導して隔壁層1
05上に形成された材料層107が加熱するのを抑制することができる。また、減圧下で
は更に熱が伝導しにくいため、減圧下好ましくは真空中で蒸着を行うのが望ましい。
かしながら、本実施の形態の成膜用基板は、隔壁層105が、光吸収層103よりも熱伝
導率の低い材料で形成されており、且つ厚い膜厚を有しているため、隔壁層105上の材
料層107が加熱されるのを抑制することができる。これによって、光吸収層103と重
なる領域の材料層107を選択的に加熱して、第2の基板上に所望のパターンを有するE
L層207を形成することができる。
層103と被成膜基板との距離を設けることができるため、光吸収層103からの熱によ
り、第2の基板201が加熱され、成膜不良が生じるのを防ぐことができる。さらに、材
料層107から被成膜基板上へ蒸着する材料の蒸着方向を制御することができるため、被
成膜面の成膜パターンのぼけを防ぐことができる。
、発光装置の製造も簡便となる。また、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。また、本実施の形態を適用することにより、光源として、
レーザ光だけでなく、安価ではあるが熱量の大きなランプヒーター等を用いることができ
る。また、光源として、ランプヒーター等を用いることにより、大面積を一括して成膜す
ることが可能となるため、タクト時間を短縮することができる。よって、発光装置の作製
コストを削減することができる。
成膜基板に成膜することが可能である。よって、EL層形成材料の利用効率が向上し、コ
スト削減を図ることができる。また、成膜室内壁にEL層形成材料が付着することも防止
でき、成膜装置のメンテナンスを簡便にすることができる。
容易になり、当該異なるEL層形成材料を含む層を用いた発光装置等の製造における生産
性を向上させることが可能となる。
ることなくパターン形成が可能であるため、フォトマスクの枚数を減らすことができる。
従って、本実施の形態の成膜用基板は安価に作製することができる。このことは、発光装
置のコスト削減にもつながる。
膜することが可能となり、コスト削減を図ることができる。また、本実施の形態の成膜用
基板を用いることにより、精度良く、所望の形状の膜を形成することが可能となる。
。
本実施の形態では、上記実施の形態で示した成膜用基板を複数用いて、発光素子のEL層
を形成することにより、フルカラー表示が可能な発光装置の作製方法について説明する。
施の形態1で図1を用いて説明した成膜用基板を用いるものとする。ただし、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EL層形成材料を含む材料層が形
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E
L層形成材料を含む材料層(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EL層形成材料を含む材料層(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EL層形成材料を含
む材料層(B)を有する第3の成膜用基板とを用意する。
第2の基板上の複数の第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。
重ね、位置合わせをする。なお、第2の基板には、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、隔壁層、及び材料層(R)が設けられているた
め、位置合わせのマーカ周辺の光吸収層、隔壁層、及び材料層(R)も予め除去しておく
ことが好ましい。
から光を照射する。照射された光を光吸収層にて吸収して材料層(R)に熱を与えること
で、材料層(R)に含まれるEL層形成材料が加熱され、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
、第2の基板と離れた場所へ移動させる。
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
分ずらして光吸収層が形成されている。
して材料層(G)に熱を与えることで、材料層(G)に含まれるEL層形成材料が加熱さ
れ、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、第2の基板と離れた場所へ移動させる。
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
分ずらして光吸収層が形成されている。
子が図3(A)の上面図に相当する。図3(A)において、光吸収層602が互いに離間
して形成されている。また、図示しないが、光吸収層602と他の光吸収層602との間
の領域、すなわち、第1又は第2の成膜工程で成膜される画素領域と重なる領域601に
は、隔壁層が形成されている。また、被成膜基板の第3の成膜用基板の光吸収層と重なる
領域には、第1の電極が形成されている。なお、被成膜基板において、図3(A)中に点
線で示した領域と重なる領域には、既に1回目の成膜により形成されたEL層(R)60
3と2回目の成膜により形成されたEL層(G)604が位置している。
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EL層形成材
料が加熱され、被成膜基板上の一部であって、2回目の成膜でEL層(G)604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)605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。
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。なお、図3(A)(B)で
は、ストライプ状の光吸収層602によって同じ発光色となる発光領域の間にも成膜が行
われる。しかしながら、発光領域と発光領域の間には、絶縁物が形成されており、材料層
は絶縁物上に蒸着されるため、絶縁物606と重なる部分は発光領域とはならない。
ラー表示が可能な発光装置を形成することができる。
たが、特にこの形状に限定されず、図3(C)に示すように、光吸収層602を島状とし
ても良い。図3(C)において、第1又は第2の成膜工程で成膜される画素領域と重なる
領域601には、隔壁層が形成されているものとする。なお、上述したように、被成膜基
板において、同じ発光色となる発光領域の間には絶縁物が形成されているため、材料層が
蒸着された場合にも発光領域とはならない。従って、材料層(B)が設けられた光吸収層
602と、材料層(B)が設けられた他の光吸収層602との間には、必ずしも隔壁層を
形成しなくても構わない。
、例えば六角形としてもよく、EL層(R)611、EL層(G)612、EL層(B)
613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4(A)に
示す多角形の画素を形成するために、図4(B)に示す多角形の光吸収層602を有する
成膜用基板を用いて成膜すればよい。
成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の
膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行
う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。
形態で示した成膜用基板を用いて作製することにより、成膜時に成膜用基板上に形成され
た材料層に含まれるEL層形成材料を均一に加熱することができる。また、材料層が複数
のEL層形成材料を含む場合でも、材料層と同じEL層形成材料をほぼ同じ重量比で含有
する膜を被成膜基板上に成膜することができる。従って、上記実施の形態で示した成膜用
基板を用いて成膜する際、蒸着温度の異なる複数のEL層形成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EL層形成材料を含む層を容易に精度良く
成膜することができる。
形態で示した成膜用基板を用いて作製することにより、平坦でムラのない膜を成膜するこ
とが可能であり、また、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
ことができるだけでなく、その特性の向上を図ることができる。また、EL材料の利用効
率を高めることができ、また、光源として熱量の大きなランプヒーター等を用いて、大面
積を一括して成膜することが可能となるため、発光装置の製造コストを低減させることが
できる。
ることができることとする。
本実施の形態では、発光装置の作製を可能とする成膜装置の例について図5を用いて説明
する。なお、図5は、製造装置の上面図を示す一例である。
搬送室を第1の受渡室551を介して連結させている。さらに、第3の搬送室502を有
し、第2の搬送室552と第2の受渡室501を介して連結させている。さらに、封止室
504を有し、第3の搬送室502と第3の受渡室503を介して連結させている。
ように、真空排気処理室と連結させ、真空排気して真空にすることも、真空排気した後、
不活性ガスを導入して大気圧にすることもできる。真空排気処理室としては、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。これにより各室と
連結された搬送室の到達真空度を10−3〜10−6Paにすることが可能であり、さら
にポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。
ト室572、或いは第3のカセット室573にセットする。成膜用基板に成膜しようとす
る膜に合わせて、これら3つのカセット室の一を選択する。支持基板は、一方の面に光吸
収層及び隔壁が少なくとも形成されている。
フェイスアップ方式でセットし、第1のカセット室571に設けられた搬送ユニット52
4を用いて、液滴吐出装置を有する処理室574に搬送し、液滴吐出を行う。なお、搬送
ユニット524は、基板の表裏を反転させることができ、処理室574に反転させて搬入
することができるため、支持基板の光吸収層へのゴミ付着を防止するのであれば、フェイ
スダウン方式で第1のカセット室571にセットしてもよい。
83、該液滴吐出手段583を制御する制御部、基板を固定しXYθ方向に移動するステ
ージ580、液滴吐出手段583に組成物を供給するためのインクボトル581等が設け
られている。
ット522によって、ベーク室576に搬送し、乾燥または焼成を行う。なお、ベーク室
576は複数の基板を加熱でき、また支持基板をストックしておくストック室としても機
能させることができる。
に材料層を形成する場合には、第2のカセット室572にフェイスアップ方式でセットし
、コーティング装置を有する処理室575に設けられた搬送ユニット523を用いて、処
理室575に搬送し、塗布を行う。なお、搬送ユニット523も、基板の表裏を反転させ
ることができ、ステージ578に反転させて載置することができるため、支持基板の光吸
収層へのゴミ付着を防止するのであれば、フェイスダウン方式で第2のカセット室572
にセットしてもよい。
該ステージの回転数を制御する制御部、コーティングを終えた基板を載置する台579、
ノズルに材料液を供給するためのタンク等が設けられている。
ット522によって、ベーク室576に搬送し、乾燥または焼成を行う。
3にフェイスダウン方式でセットし、第3のカセット室573に連結された第1の搬送室
582の搬送ユニット522によって、第1の受渡室551に搬送する。さらに第1の受
渡室551に連結された第2の搬送室552に設けられた搬送ユニット520によって、
前処理室553に搬送し、基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために
、脱気のためのアニールを真空(5×10−3Pa以下、好ましくは10−4〜10−6
Pa)で行う。そして、搬送ユニット520によって処理室555に搬送し、抵抗加熱法
により蒸着を行う。
固定する手段と、膜厚モニターと、真空排気処理室等が設けられている。蒸着源557は
複数のルツボがセットされており、ルツボに収納されたEL層形成材料が抵抗加熱法によ
って加熱される。処理室555においては、フェイスダウン方式でセットされた基板の下
方で蒸着源を移動させることで蒸着を行う。また、蒸着マスクを用いて選択的に成膜を行
う場合には、処理室554にストックされている蒸着マスクを処理室555に搬送し、基
板と位置合わせを行って蒸着を行えばよい。
ットし、適宜、処理室で材料層を形成した成膜用基板は、第3の搬送室502に搬送し、
第3の搬送室502に設けられた搬送ユニット521により、材料層が設けられた面が上
となる状態、即ちフェイスアップで光照射室515に搬送する。なお、成膜用基板の材料
層を蒸着法で成膜する場合、成膜後の段階ではフェイスダウンとなっているため、処理室
518に設けた基板反転機構により基板の表裏を反転させた後、光照射室515に搬送す
る。
い。また、搬送ユニット521が基板の表裏を反転させることができるのであれば、特に
処理室518に基板反転機構を設けなくともよく、基板を複数枚ストックする部屋として
用いればよい。
トし、第4のカセット室570に連結した第1の搬送室582の搬送ユニット522によ
って、第1の受渡室551に搬送する。さらに第1の受渡室551に連結された第2の搬
送室552に設けられた搬送ユニット520によって、前処理室553に搬送し、第2の
基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを
真空で行う。特に第2の基板にTFTを設ける場合、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機
樹脂膜を用いると、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生す
る恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に100℃〜350℃、好ましくは
150℃〜200℃、例えば30分以上の加熱を行った後、30分の自然冷却を行って吸
着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
イプ状の第1の電極を形成しておく。また、アクティブマトリクス型の発光装置を作製す
る場合には、第2の基板には第1の電極と、該第1の電極と電気的に接続されたスイッチ
ング素子、例えば非晶質半導体膜、多結晶半導体膜、微結晶半導体膜、単結晶半導体膜を
活性層とする薄膜トランジスタを形成しておく。
01に搬送し、さらに第2の受渡室501に連結された第3の搬送室502に設けられた
搬送ユニット521により、第1の電極が設けられた面が下となる状態、即ちフェイスダ
ウンで光照射室515に搬送する。
置合わせを行い、一対の基板保持手段により基板の間隔dを一定に保持する。その後、一
対の基板に光を照射してEL層の成膜を行う。
本実施の形態では、光源としてレーザ発振装置803を用いる。但し、光源は特に限定さ
れず、短時間に均一な加熱を行える加熱手段であればよい。被照射面が大面積化されてい
る場合には、同時に光を照射できるランプの方が、レーザよりも好ましい。
の光学系804、805、806とを通過し、反射ミラー807で光路が成膜用基板11
0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110に設けられた光吸収
層106にレーザビームを照射する。なお、レーザビームは、窓を介して成膜用基板へ照
射しても良く、窓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
して機能させてもよい。
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、位置マーカを認識するための
撮像素子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。
選択的に昇華し、対向して配置されていた被成膜基板に選択的に成膜が行われる。
きる。蒸着を終えた成膜用基板は、洗浄のための洗浄室577に搬送し、残存した材料層
を除去する。残存した材料層の洗浄は、ウェットエッチングで行うことも可能だが、O2
プラズマを用いたドライエッチングが好ましい。O2プラズマを用いたドライエッチング
を材料層の洗浄に適用することで、材料層の形成、EL層の成膜及び残存した材料層の洗
浄を全て減圧下で行うことができる。したがって、成膜用基板を成膜装置から取り出すこ
となく、複数回使用することができる。このことは、発光装置のコスト削減につながる。
は、予め、第2の成膜用基板を用意し、レーザ光の走査を終えた第1の成膜用基板と交換
して、光照射室515内で第2の成膜用基板と被成膜基板とを対向させて位置合わせを行
い、一対の基板保持手段により基板の間隔を一定に保持する。その後、一対の基板に光を
照射してEL層の成膜を行う。
、第1の成膜用基板と同様に、第1のカセット室571、第2のカセット室572、或い
は第3のカセット室573にセットし、適宜、処理室で材料層を形成する。
せずに、第3の成膜用基板を搬入し、被成膜基板と第3の成膜用基板とを対向させて位置
合わせを行い、光を照射してEL層の成膜を行う。同様の手順で4層以上の積層を行うこ
とができる。
膜用基板、第2の成膜用基板、第3の成膜用基板などにそれぞれ材料層の形成を終えて、
処理室518にストックしておき、光照射室515に被成膜基板を搬入した後、第1乃至
第3の成膜用基板を順次交換し、積層成膜を行うと作業効率よく工程を進めることができ
る。被成膜基板とは異なる基板に予め成膜した材料層を光で加熱する成膜方法は、成膜に
必要な量を制限し、従来の抵抗加熱法よりも蒸発する材料の量を少なく抑えているため、
成膜を行う光照射室515に複数の搬送ロボットや位置合わせ手段や基板移動手段などを
設置することができる。また、被成膜基板とは異なる基板に予め成膜した材料層を、光で
加熱する成膜方法は、異なる発光層を同一の処理室(光照射室515)で成膜しても異な
る発光材料が混ざることを防止することができる。
膜を行うことも可能であるが、少なくとも1層を光照射室515を用いて成膜を行えばよ
い。
後、さらに赤色の発光層、及び緑色の発光層を選択的に成膜し、青色の発光層を処理室5
12内で基板を回転させる抵抗加熱法により成膜してもよい。青色の発光層を選択的に成
膜する場合には、処理室554にストックされている蒸着マスクを処理室512に搬送し
、被成膜基板と位置合わせを行って蒸着を行えばよい。処理室512には、蒸着源と、基
板回転手段と、蒸着マスクとの位置合わせ手段と、膜厚モニター等が設けられている。
膜すればよい。処理室513は、室内において矢印で示す方向に被成膜基板を移動させ、
蒸着源537の上方を通過させる手段と、膜厚モニターと、真空排気処理室等が設けられ
ている。蒸着源557は線状に長く、EL層形成材料が抵抗加熱法によって加熱される。
選択的に成膜を行う場合は、処理室554にストックされている蒸着マスクを処理室51
3に搬送し、被成膜基板と位置合わせを行って固定し、被成膜基板と蒸着マスクを移動さ
せて蒸着を行えばよい。
膜すればよい。
また、緑色の発光層を抵抗加熱法で形成する場合には、処理室556で成膜すればよい。
処理室511、556にはそれぞれ蒸着源と、基板回転手段と、膜厚モニターと、蒸着マ
スクとの位置合わせ手段と、真空排気処理室等が設けられている。なお、本実施の形態で
は、異なる発光色の発光層を処理室556、511、512でそれぞれ成膜する例を示し
たが特に限定されず、例えば、赤色発光層を処理室555や処理室513で成膜してもよ
く、実施者が適宜選択すればよい。勿論、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、または
電子注入層を処理室556や処理室511や処理室512で成膜してもよい。
なく第2の搬送室552に搬送する例を示したが、第2の搬送室552に搬送する前に被
成膜基板に処理室575や処理室574で成膜を行った後、光照射室515に搬送し、積
層を行ってもよい。その場合、第1の電極上に正孔注入層として、ポリ(3,4−エチレ
ンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンスルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分
子等を湿式塗布により成膜することができる。また、正孔注入層に用いる正孔輸送性の高
い物質としては、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等)など、種々の
化合物を用いることができる。
、被成膜基板の端面や周縁部、端子部、陰極(第2の電極)と下部配線との接続領域など
は選択的に除去することが好ましく、前処理室553でマスクを使用してO2アッシング
などにより選択的に除去することが好ましい。前処理室553にプラズマ発生手段を設け
、Ar、H、F、およびOから選ばれた一種または複数種のガスを励起してプラズマを発
生させることによって、ドライエッチングを行う。マスクを使用することによって不要な
部分だけ選択的に除去することができる。また、陽極(第1の電極)表面処理として紫外
線照射が行えるように前処理室553にUV照射機構を備えてもよい。このように、前処
理室553は、真空加熱だけでなく、他の処理、例えばプラズマ処理やUV照射処理を行
える処理室とすることが好ましい。
光素子の第2の電極となる電極を形成する。なお、第2の電極は、スパッタ法または電子
ビーム法などを用いて成膜を行う。スパッタ法を用いる場合、処理室514にはプラズマ
発生手段を設け、スパッタリングターゲットと、材料ガスを導入する手段を設ける。スパ
ッタ法または電子ビーム法はフェイスダウン方式で成膜を行うため、光照射室515や抵
抗加熱法を用いる処理室からスムーズに被成膜基板を搬送することができる。
室503へ搬入し、さらにゲート弁541を介して封止室504に搬送する。封止室50
4で封止を終えた基板は、ゲート弁542を介してアンロード室505に搬送され、製造
装置外に取り出すことができる。以上の手順で発光ダイオード(EL素子とも呼ぶ)を作
製することができる。
ゲート弁530〜535、538、560〜566、590が設けられている。
た成膜装置を用い、あらかじめ材料層を形成した成膜用基板を用意しておき、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、成膜に
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。
る。また、微細なパターン形成が可能となり、所望のパターン以外へ成膜されてしまうボ
ケを抑制することができる。よって、高精細な発光装置を得ることができる。
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、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。
膜される膜の膜厚を制御することができるため、被成膜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。
材料を均一に成膜することができる。また、材料層が複数の材料を含む場合でも、材料層
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上に成膜することができる。従っ
て、本実施の形態に係る成膜方法は、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、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。
ことができる。
本実施の形態では、実施の形態4で示した成膜方法において、材料層を有する成膜用基
板に光源としてランプ光を照射する場合の装置について説明する。
処理室と連結され、さらに、排気機構903を備えている。また、光照射室901内には
、成膜用基板911(材料層913を含む)を保持する為の基板ステージ904と、被成
膜基板912を保持する為の基板支持機構905と、光源910を少なくとも有している
。なお、図7において、光照射室901が図5の光照射室515に相当し、ゲート弁90
2が図5のゲート弁535に相当する。
成膜用基板911の材料層の形成を行った後、これを光照射室901に搬送し、基板ステ
ージ904にセットする。また、成膜用基板911における材料層913の形成されてい
る面と、被成膜基板912の被成膜面とが、対向するように被成膜基板912を基板支持
機構905に固定する。
隔が距離dとなるように近づける。なお、距離dは、具体的には、0mm以上2mm以下
とし、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.03m
m以下とする。
せる例を示しているが、基板ステージ904を移動させ、基板支持機構905を固定する
構成としてもよい。また、基板ステージ904と基板支持機構905の両方を移動させて
も良い。なお、図7では、基板支持機構905を移動させて、成膜用基板911と被成膜
基板912を近づけて距離dとした段階の断面を示している。
にも移動させる機構としてもよく、精密な位置合わせを行う構成としてもよい。また、精
密な位置合わせや距離dの測定を行うため、光照射室901にCCDなどのアライメント
機構を設けてもよい。また、光照射室901内を測定する温度センサや、湿度センサなど
を設けてもよい。
り、短時間に光吸収層と重なる材料層が加熱され、対向して配置された被成膜基板912
の被成膜面にEL層が成膜される。成膜用基板911は、逆テーパ形状の隔壁層を有して
いるため、光吸収層から隔壁層へと熱が伝導して、隔壁層上に位置する材料層が加熱され
るのを抑制することができる。
で得られていれば、膜厚モニターを設置しなくとも、被成膜基板912に均一な膜厚とな
る成膜を行うことができる。また、従来の蒸着装置は、基板を回転させていたが、図7に
示す成膜装置は、被成膜基板を固定させた状態で成膜するため、割れやすい大面積のガラ
ス基板への成膜に適している。また、図7に示す成膜装置は、成膜中、成膜用基板も固定
させた状態で成膜する。
ことが好ましい。
め、待機時(蒸着処理前)は光源910と成膜用基板911との間に断熱化のための開閉
式のシャッターを設けてもよい。
ンプ、クリプトンフラッシュランプなど)、キセノンランプ、メタルハライドランプのよ
うな放電灯、ハロゲンランプ、タングステンランプのような発熱灯を用いることができる
。フラッシュランプは短時間(0.1ミリ秒から10ミリ秒)で非常に強度の高い光を繰
り返し、大面積に照射することができるため、成膜用基板の面積にかかわらず、効率よく
均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変えることによって成膜用
基板911の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは寿命が長く、発光待機時の
消費電力が低いため、ランニングコストを低く抑えることができる。また、フラッシュラ
ンプを用いることにより、急加熱が容易となり、ヒーターを用いた場合の上下機構やシャ
ッター等を簡略化できる。従って、さらなる成膜装置の小型化を図ることができる。
の内壁の一部を透光性部材として、光照射室の外側に光源910を配置させてもよい。光
照射室901の外側に光源910を配置すると、光源910のライトバルブの交換などの
メンテナンスを簡便なものとすることができる。
て、冷却機構を備える場合には、例えば、基板支持機構905に熱媒体を流すチューブを
設け、チューブに熱媒体として冷媒を流すことにより、基板支持機構905をコールドプ
レートとすることができる。この様に冷却機構を備えることは、異なる材料層を積層する
場合に有用である。一方、加熱機構を備える場合には、基板支持機構905にヒーターな
どの加熱手段を設ければよい。以上のように被成膜基板912の温度を調節する機構(加
熱または冷却)を設けることで、基板の反りなどを抑えることもできる。
の例を示したが、被成膜基板912の成膜面が上方となるフェイスアップ方式の成膜装置
を適用することもできる。さらに、図7では、基板横置き方式の成膜装置の例を示したが
、基板縦置き方式の成膜装置を適用することもできる。
せることができる。
なるため、タクトタイムの短縮が可能であり、発光装置の製造コストをより低減させるこ
とができる。
ることができる。
本実施の形態では、上記実施の形態を適用して、発光素子および発光装置を作製する方
法について説明する。
発光素子は、基板1001上に第1の電極1002、発光層1013のみで形成されたE
L層1003、第2の電極1004が順に積層して設けられている。第1の電極1002
及び第2の電極1004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1003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1002は陽極として機能
する電極であり、第2の電極1004は陰極として機能する電極であるとする。
た構造である場合を示しており、具体的には、第1の電極1002側から正孔注入層10
11、正孔輸送層1012、発光層1013、電子輸送層1014、および電子注入層1
015が順次設けられている。なお、EL層1003は、図8(A)に示すように少なく
とも発光層1013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。
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。
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:Ind
ium 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。
化亜鉛の膜は、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の膜は、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。
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。
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の膜はスパッタ
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1002および第2の電極100
4は、単層膜に限らず、積層膜で形成することもできる。
2の電極1004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。
1012、発光層1013、電子輸送層1014又は電子注入層1015)は、実施の形
態1で示した成膜方法を適用して形成することができる。また、電極を実施の形態1又は
2で示した成膜方法を適用して形成することもできる。
材料層をEL層1003を形成する材料で形成し、この成膜用基板を用いて基板1001
上の第1の電極1002上にEL層1003を形成する。そして、EL層1003上に第
2の電極1004を形成することにより、図8(A)に示す発光素子を得ることができる
。
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。
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(p
py)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(p
q)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(aca
c))、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:T
b(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(P
hen))、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。
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−(9,1
0−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。
物質を他の物質に分散させた構成を用いることもできる。発光性の高い物質を他の物質に
分散させた構成を用いることにより、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。
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。
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)、9,9’−(1,3−フェニレン)ビス(9H−カルバゾール)(略称:mC
P)、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。
光性化合物や蛍光性化合物を用いることができる。
、成膜用基板上の材料層として、ホスト材料とドーパン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1013を形成することにより、発光層1013はホスト材料とドーパント材
料とを含み、ホスト材料にドーパント材料が分散された構成となる。なお、発光層101
3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。
11、正孔輸送層1012、電子輸送層1014、および電子注入層1015)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で示した成膜用基板を各
層毎に用意し、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で示した方法に
より、基板1001上の第1の電極1002上にEL層1003を形成する。そして、E
L層1003上に第2の電極1004を形成することにより、図8(B)に示す発光素子
を得ることができる。なお、この場合には、EL層1003の全ての層に実施の形態1又
は2で示した方法を用いることもできるが、一部の層のみに実施の形態1又は2で示した
方法を用いても良い。
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、或いはポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)/ポリ(スチレンス
ルホン酸)(PEDOT/PSS)等の高分子等によっても正孔注入層を形成することが
できる。
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。
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。
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。
バゾール誘導体、芳香族炭化水素、高分子化合物(オリゴマー、デンドリマー、ポリマー
等)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1011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。
、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:N
PB)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。
−[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:PCzP
CA2)、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)、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。
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:D
MNA)、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。
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。
材料層を有する成膜用基板を用いることで、正孔注入層1011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、基板1001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分解温度または蒸着温度が高い場合が多いため
である。このような構成の蒸着源とすることにより、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物
とを効率良く昇華させることができる。また、蒸着して形成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、本実施の形態の成膜方法を用
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。
く、正孔輸送性も優れているため、上述した正孔注入層1011を正孔輸送層として用い
てもよい。
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:TP
D)、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:B
SPB)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。
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−ter
t−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:O
XD−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。
F)、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(M
g)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1004からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
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。
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1002または第
2の電極1004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
1002のみが透光性を有する電極である場合、光は第1の電極1002を通って基板1
001側から取り出される。また、第2の電極1004のみが透光性を有する電極である
場合、光は第2の電極1004を通って基板1001と逆側から取り出される。第1の電
極1002および第2の電極1004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1002および第2の電極1004を通って、基板1001側および基板100
1と逆側の両方から取り出される。
について示したが、陰極として機能する第2の電極1004を基板1001側に設けても
よい。
よく、他の成膜方法と組み合わせてもよい。また、各電極または各層ごとに異なる成膜方
法を用いて形成しても構わない。乾式法としては、真空蒸着法、電子ビーム蒸着法、スパ
ッタリング法などが挙げられる。また、湿式法としては、インクジェット法またはスピン
コート法などが挙げられる。
可能であり、それにより、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、歩留まり向上やコストダウンを図ることができる。
本実施の形態では、実施の形態6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。
する。
)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’で切断した断面図が図9(B)であり、鎖線B−B’で切断した断面図が図9(C)
である。
必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層1104上には、ストライプ状に複数の
第1の電極1113が等間隔で配置されている。また、第1の電極1113上には、各画
素に対応する開口部を有する隔壁1114が設けられ、開口部を有する隔壁1114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1
121となる。
テーパ状の隔壁1122が設けられる。逆テーパ状の隔壁1122はフォトリソグラフィ
法に従い、未露光部分が残存するポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエ
ッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
び第2の電極1116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)(1115
R)、緑色発光を示す材料で形成されたEL層(G)(1115G)、青色発光を示す材
料で形成されたEL層(B)(1115B)と、第2の電極1116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。
ライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁1122上にもEL層及び第2の電極1
116を形成する導電層の一部が形成されるが、EL層(R)(1115R)、EL層(
G)(1115G)、EL層(B)(1115B)、及び第2の電極1116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。
1115B)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)(1
115R)、EL層(G)(1115G)、EL層(B)(1115B)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。
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。
は、乾燥材は、特に設けなくともよい。
図を図10に示す。
ように交差している。
おける第2の電極1116が、図10のデータ線1202に相当し、逆テーパ状の隔壁1
122が隔壁1204に相当する。データ線1202と走査線1203の間にはEL層が
挟まれており、領域1205で示される交差部が画素1つ分となる。
8が入力端子1207を介してFPC1209bに接続される。また、データ線は入力端
子1206を介してFPC1209aに接続される。
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。
に駆動回路を有するICチップを実装させてもよい。
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。
、図11(A)は発光装置を示す上面図であり、図11(B)は図11(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1310上に設けられた画素部1302と、駆動回路部(ソース側駆動回路)
1301と、駆動回路部(ゲート側駆動回路)1303と、を有する。画素部1302、
駆動回路部1301、及び駆動回路部1303は、シール材1305によって、素子基板
1310と封止基板1304との間に封止されている。
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1308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)1309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。
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13
01と、画素部1302が示されている。
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。
電流制御用TFT1312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1313とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極1313の
端部を覆って絶縁物1314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。
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1314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1314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1314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。
る。なお、第1の電極1313をITO膜とし、第1の電極1313と接続する電流制御
用TFT1312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1316は外部入力端子であるFPC1309
に電気的に接続されている。
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1313、EL
層1300及び第2の電極1316との積層構造で、発光素子1315が形成されている
。
部1302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1302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。
り、素子基板1310、封止基板1304、およびシール材1305で囲まれた空間13
07に発光素子1315が備えられた構造になっている。なお、空間1307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1305で充填される構成
も含むものとする。
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130
4に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、FRP(Fiberglass−Re
inforced 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。
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、上記実施の形態を適用することで、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。
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。また、成膜時における光源として、熱量の大きなランプヒーター等を用
いることができることからタクト時間の短縮が可能となり、発光装置の製造コストを低減
させることができる。
ることができることとする。
本実施の形態では、上記実施の形態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12を用いて説明する。
デジタルカメラ等のカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、
ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノー
ト型コンピュータ、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12に示す。
ーカー部8004、ビデオ入力端子8005等を含む。上記実施の形態を用いて形成され
る発光装置をその表示部8003に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パ
ーソナルコンピュータ用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含
まれる。本実施の形態を適用することで、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。
4、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、上記実施の形態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。本実施の形態を適用することで、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。
ン受信部8205、受像部8206、操作キー8209等を含む。なお、ビデオカメラは
、上記実施の形態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。本実施の形態を適用することで、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。
05、操作キー8406、外部接続ポート8407等を含む。なお、携帯電話は、上記実
施の形態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。また、赤外線通信機能、テレビ受信機能等を備えた携帯電話としてもよい。本実施の
形態を適用することで、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。
、電源8305等を含む。なお、卓上照明器具は、上記実施の形態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。本実施の形態を適用することで、
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。
ことができる。上記実施の形態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。
ることができることとする。
103 光吸収層
105 隔壁層
106 光吸収層
107 材料層
109 反射層
110 成膜用基板
130 成膜用基板
201 基板
203 電極層
205 絶縁物
207 EL層
501 受渡室
502 搬送室
503 受渡室
504 封止室
505 アンロード室
511 処理室
512 処理室
513 処理室
514 処理室
515 光照射室
518 処理室
520 搬送ユニット
521 搬送ユニット
522 搬送ユニット
523 搬送ユニット
524 搬送ユニット
530 ゲート弁
535 ゲート弁
537 蒸着源
540 ゲート弁
541 ゲート弁
542 ゲート弁
551 受渡室
552 搬送室
553 前処理室
554 処理室
555 処理室
556 処理室
557 蒸着源
570 カセット室
571 カセット室
572 カセット室
573 カセット室
574 処理室
575 処理室
576 ベーク室
577 洗浄室
578 ステージ
579 台
580 ステージ
581 インクボトル
582 搬送室
583 液滴吐出手段
601 領域
602 光吸収層
603 EL層(R)
604 EL層(G)
605 EL層(B)
606 絶縁物
611 EL層(R)
612 EL層(G)
613 EL層(B)
803 レーザ発振装置
804 光学系
807 反射ミラー
816 制御装置
901 光照射室
902 ゲート弁
903 排気機構
904 基板ステージ
905 基板支持機構
910 光源
911 成膜用基板
912 被成膜基板
913 材料層
1001 基板
1002 電極
1003 EL層
1004 電極
1011 正孔注入層
1012 正孔輸送層
1013 発光層
1014 電子輸送層
1015 電子注入層
1101 基板
1104 絶縁層
1113 電極
1114 隔壁
1116 電極
1121 発光領域
1122 隔壁
1202 データ線
1203 走査線
1204 隔壁
1205 領域
1206 入力端子
1207 入力端子
1208 接続配線
1209a FPC
1209b FPC
1300 EL層
1301 駆動回路部
1302 画素部
1303 駆動回路部
1304 封止基板
1305 シール材
1307 空間
1308 配線
1309 FPC
1310 素子基板
1311 スイッチング用TFT
1312 電流制御用TFT
1313 電極
1314 絶縁物
1315 発光素子
1316 電極
1323 nチャネル型TFT
1324 pチャネル型TFT
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
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
8202 表示部
8204 外部接続ポート
8205 リモコン受信部
8206 受像部
8209 操作キー
8301 照明部
8302 傘
8303 可変アーム
8305 電源
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
Claims (2)
- 基板上に接して、互いに離間して設けられた光吸収層と、
前記基板上に接して、前記光吸収層の一と他の前記光吸収層との間に設けられた隔壁層と、
前記光吸収層及び前記隔壁層上にそれぞれ分離形成された材料層と、を有し、
前記隔壁層は、逆テーパ形状であり、
前記光吸収層と前記材料層とは接しており、
前記光吸収層と前記隔壁層との間に間隙を有し、
前記光吸収層は、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、又は窒化クロムであり、
前記隔壁層の熱伝導率は、前記光吸収層の熱伝導率よりも低く、
前記隔壁層の膜厚は、前記光吸収層の膜厚及び前記材料層の膜厚との合計よりも厚いことを特徴とする成膜用基板。 - 基板上に接して、互いに離間して設けられた光吸収層と、
前記基板上に接して、前記光吸収層の一と他の前記光吸収層との間に設けられた隔壁層と、
前記光吸収層及び前記隔壁層上にそれぞれ分離形成された反射層と、
前記反射層上にそれぞれ分離形成された材料層と、を有し、
前記隔壁層は、逆テーパ形状であり、
前記光吸収層と前記反射層とは接しており、
前記光吸収層と前記隔壁層との間に間隙を有し、
前記光吸収層は、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、又は窒化クロムであり、
前記隔壁層の熱伝導率は、前記光吸収層の熱伝導率よりも低く、
前記隔壁層の膜厚は、前記光吸収層の膜厚及び前記材料層の膜厚との合計よりも厚いことを特徴とする成膜用基板。
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