JP2004087465A - Manufacturing method of light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、陽極、陰極及び該陽極と陰極との間にエレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）と呼ばれる現象により発光する薄膜（以下、発光層という。）を挟んだ構造からなる素子（以下、発光素子という。）を基体上に備えた表示装置（以下、発光装置という。）に係る技術分野及び該発光装置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。
【０００２】
【従来の技術】
近年、映像表示用ディスプレイとして、有機ＥＬパネルまたは有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）などと呼ばれる発光装置の開発が急がれている。これは、正孔を注入するための電極（以下、陽極という。）と電子を注入するための電極（以下、陰極という。）の間に設けられた発光層で正孔及び電子を再結合させることによりエレクトロルミネセンス（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）と呼ばれる発光現象を発生させ、その発光のオン／オフを制御することにより映像表示を可能とするものである。
【０００３】
これら発光装置に使用される発光層としては、主に有機薄膜が主に用いられる。この有機薄膜は、低分子材料を蒸着法によって成膜するのが主流であったが、最近では高分子材料に注目が集まり、スピンコート法、インクジェット法、印刷法といった溶液塗布による手法の開発が活発に進んでいる。特に、インクジェット法による有機薄膜の成膜は、既に実用化レベルに近づいており、その基礎的な技術は、特許公報等に開示されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１２３７７号公報
【０００５】
インクジェット法は、従来プリンター等に使用されていたインクジェット方式を薄膜形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溶質を水やアルコール等の溶媒に溶かしたものまたは分散させたものを用い、画素ごとに液滴として塗布していく手法である。当然ながら、画素（実際には各画素に設けられる画素電極）上に付着した液滴は多量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、焼成工程という。）が必要となる。即ち、インクジェット法により液滴を塗布した後、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。
【０００６】
このような焼成工程は、通常電熱炉で行われるため、スループットの低下を招く要因となる。また、低い温度ではなかなか揮発せず、薄膜中に溶媒成分が残存してしまうと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。
【０００７】
以上のように、インクジェット法による成膜法は、低コストで簡便な手法であり、スループットも早いという利点があるものの、焼成工程が必要になるという点で改善の余地が残る技術であった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、溶液を塗布することにより薄膜を成膜する手法において、焼成工程を不要なものとする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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、減圧下で発光性材料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発光体を構成する少なくとも一層の薄膜を形成することを特徴とするものである。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発光体を構成する少なくとも一層の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発光体を構成する少なくとも一層の薄膜を形成しても良い。いずれにしても、本発明の特徴は、発光体を構成する少なくとも一層の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。
【００１０】
上記本発明において、発光体とは、キャリア注入層（正孔注入層又は電子注入層）、キャリア輸送層（正孔輸送層又は電子輸送層）、キャリア阻止層（正孔阻止層又は電子阻止層）、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。
【００１１】
発光性材料とは、正孔及び電子を注入することによりエレクトロルミネセンスによる発光現象を発生させる材料である。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。
【００１２】
減圧下とは、大気圧よりも低い圧力下であることを指し、窒素、希ガスその他の不活性ガスで充填された雰囲気（以下、不活性雰囲気という。）では１×１０２〜２×１０４Ｐａ（好ましくは、５×１０２〜５×１０３Ｐａ）とすれば良いし、真空中では１〜５×１０４Ｐａ（１×１０２〜１×１０３Ｐａ）とすれば良い。減圧下におくことで、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。
【００１３】
また、画素電極に到達する前に十分溶媒を揮発させるためには、溶媒として揮発性の高い溶媒（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。
【００１４】
また、揮発性の高い溶媒を使わずに沸点の高い溶媒を用いれば、液滴の噴射口におけ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。
【００１５】
上記沸点の高い溶媒としては、ＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）、ＤＭＦ（ジメチルホルムアミド）、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。
【００１６】
なお、本発明は、パッシブマトリクス型の発光装置の作製についてもアクティブマトリ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。
【００１７】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
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。
【００１８】
図１（Ａ）において、１０１は陽極もしくは陰極であり、１０２は各画素を画定する絶縁体、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。
【００１９】
ここで発光性材料を含む溶液１０７ａ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１０７ｃ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。
【００２０】
なお、図１（Ａ）においてはＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）それぞれ一つに対応する噴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。
【００２１】
また、本発明において最も特徴的な点は、ヘッド部１０４と陽極もしくは陰極１０１との間の空間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、不活性雰囲気では１×１０２〜２×１０４Ｐａ（好ましくは、５×１０２〜５×１０３Ｐａ）であり、真空中では１〜５×１０４Ｐａ（１×１０２〜１×１０３Ｐａ）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。
【００２２】
こうして堆積された薄膜は、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。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、真空中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。
【００２３】
こうして図１（Ｂ）に示すように、赤色に発光する発光層１１０ａ、緑色に発光する発光層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。
【００２４】
〔実施の形態２〕
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、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。
【００２５】
本実施の形態では、図２（Ａ）に示すように溶液塗布装置のヘッド部２０４にそれぞれ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（ピエゾ抵抗素子）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。
【００２６】
ただし、本実施の形態においては、発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃの粘性が実施の形態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。
【００２７】
なお、発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃは、噴射口から出た直後に溶媒の揮発が始まり、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。
【００２８】
また、図２（Ｂ）に示すように、発光性材料を含む溶液２０７ａ〜２０７ｃの塗布を止めるときは、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。
【００２９】
さらに、このとき空間１０８を溶媒雰囲気とすることで発光性材料を含む溶液２０７ａ〜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。
【００３０】
こうして図２（Ｂ）に示すように、赤色に発光する発光層２１０ａ、緑色に発光する発光層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。
【００３１】
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、真空中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。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。
【００３２】
また、本発明は、パッシブマトリクス型の発光装置の作製についてもアクティブマトリ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。
【００３３】
〔実施の形態３〕
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。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。
【００３４】
図３（Ａ）において、圧電素子（ピエゾ素子）１０６ａ〜１０６ｃを有する噴射部１０５ａ〜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。
【００３５】
このような発光性材料を含む溶液３０７ａ〜３０７ｃを圧電素子１０６ａ〜１０６ｃで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、不活性雰囲気では１×１０２〜２×１０４Ｐａ（好ましくは、５×１０２〜５×１０３Ｐａ）であり、真空中では１〜５×１０４Ｐａ（１×１０２〜１×１０３Ｐａ）である。
【００３６】
このとき、陽極もしくは陰極１０１は、室温（典型的には２０℃）〜３００℃、さらに好ましくは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。
【００３７】
こうして堆積された薄膜は、画素部全体の塗布が終了した時点でほぼ焼成工程が完了しており、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。
【００３８】
なお、沸点の高い溶媒を用いた発光性材料を含む溶液を用いてインクジェット方式によ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。
【００３９】
〔実施の形態４〕
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。
【００４０】
図４に示すのは、発光体組成物を含む溶液を溶液塗布装置に装備（ストック）しておくための容器（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。
【００４１】
また、３５３は、容器３５１内に窒素、希ガスその他の不活性ガスを入れるための導入口であり、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。
【００４２】
なお、３５６は、導入口３５３と連結する導入管であり、実際に不活性ガスを導入する時は、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。
【００４３】
実施の形態１及び実施の形態２に示した各ヘッド部は、導出管３５７の延長された先端に取り付けられる。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。
【００４４】
さらに、本実施の形態では、発光体組成物を含む溶液３５２を容器３５１内へ入れてか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。
【００４５】
なお、本実施の形態において図４に示した容器は、発光体組成物を含む溶液の純度を保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。
【００４６】
〔実施の形態５〕
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）〜（Ｄ）を用いて説明する。なお、図５（Ａ）は、本実施の形態における加熱方法を示す上面図であり、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。
【００４７】
図５（Ａ）において、６０１は少なくとも可視光よりも波長の長い光（代表的には、波長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６０２の方向に向かって搬送される。
【００４８】
また、基板６０１の表面側上方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。塗布された発光体組成物６０４は、基板６０１の裏面側下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６０６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。
【００４９】
即ち、基板６０１の移動により、ヘッド部６０３及びランプ６０５は相対的に基板６０１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。
【００５０】
なお、ランプ光として用いることのできる光は、発光体６０６の組成を破壊せず加熱の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。
【００５１】
また、ここでは単純にヘッド部６０３の一回の走査により全面塗布を完了する例を示したが、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。
【００５２】
以上のように、焼成工程の加熱手段としてランプ等の光源を用いて赤外光以上の波長の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。
【００５３】
〔実施の形態６〕
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。
【００５４】
そこで、本実施の形態では、本発明の発光装置の発光体として有機化合物と無機化合物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３８０ｎｍ）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。
【００５５】
有機化合物の中でも高分子有機化合物（以下、有機ポリマーという。）は、耐熱性が高く、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。
【００５６】
有機ポリマーと無機化合物とを積層して発光体を形成する例としては、典型的には次の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
【００５７】
また、有機ポリマーと無機化合物とを混合して発光体を形成する例としては、典型的には次の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
【００５８】
上記（ｇ）の構成は、例えば正孔輸送性を有する有機ポリマーに、電子受容性を有する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。
【００５９】
上記（ａ）〜（ｇ）の構成において、無機化合物からなる正孔注入層または正孔輸送層としては、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。
【００６０】
例えば、上記（ｂ）の構成の例としては、有機ポリマーとしてＰＰＶ（ポリパラフェニレンビニレン）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、ＴｉＯ２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。
【００６１】
また、上記（ｅ）の構成の例としては、有機ポリマーとしてＰＶＫ（ポリビニルカルバゾール）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。
【００６２】
また、上記（ｇ）の構成の例としては、有機ポリマーとしてＰＣ（ポリカーボネート）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、加水分解及び真空加熱により、ＰＣ、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、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。
【００６３】
以上のように、様々な有機化合物及び無機化合物を用いることにより複合化された発光体（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。
【００６４】
なお、本実施の形態に示す発光体（コンポジット）の構成は、実施の形態１〜３、５の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。
【００６５】
〔実施の形態７〕
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６を用いて説明する。図６（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ＴＦＴ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。
【００６６】
このときのＡ−Ａ’における切断面に相当する図面を図６（Ｂ）に示す。図６（Ｂ）において、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ＴＦＴ４０６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。
【００６７】
これら画素電極４０７の上には発光体４１１ａ〜４１１ｃ、陰極として機能する対向電極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。
【００６８】
例えば、特開２０００−２６８９６７号公報、特開２０００−２９４３７５号公報等に記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗（抵抗率が１〜１×１０１１Ω・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、Ｉｒ、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。
【００６９】
また、対向電極４１２としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素を含むアルミ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４１１ａ〜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。
【００７０】
以上の構成の発光装置を作製するにあたって本発明を実施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。
【００７１】
〔実施の形態８〕
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、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。
【００７２】
このときのＡ−Ａ’における切断面に相当する図面を図７（Ｂ）に示す。図７（Ｂ）において、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ＴＦＴ５０６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。
【００７３】
これら画素電極５０８の上には発光体５１１ａ〜５１１ｃ、陰極として機能する対向電極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。
【００７４】
例えば、特開２０００−２６８９６７号公報、特開２０００−２９４３７５号公報等に記載されるように、発光体のうちの少なくとも一層として、高抵抗（抵抗率が１〜１×１０１１Ω・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、Ｉｒ、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。
【００７５】
また、対向電極５１２としては、周期表の１族もしくは２族に属する元素を含むアルミ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。
【００７６】
以上の構成の発光装置を作製するにあたって本発明を実施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。
【００７７】
〔実施の形態９〕
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８に示す。図８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。
【００７８】
また、１６Ｒ、１６Ｇ、１６Ｂはそれぞれ赤色、青色、緑色に対応する発光層の成膜室、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。
【００７９】
また、１９は酸化物導電膜の成膜室、２０は陰極となる金属膜を成膜するための成膜室、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。
【００８０】
また、２７は封止用の封止基板をストックするための封止基板ロード室、２５はシール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。
【００８１】
図８の製造装置において、各チャンバーはそれぞれゲート弁で仕切られ、他のチャンバ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。
【００８２】
なお、図８に示す製造装置の構成は、あくまで一例であり、本発明を何ら限定するものではない。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。
【００８３】
〔実施の形態１０〕
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９に示す。なお、図９（Ａ）は上面図、図９（Ｂ）は側面図である。
【００８４】
図９（Ａ）、（Ｂ）において、４１は基板の搬入を行うロード室、４２は基板の搬出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は立てた状態、即ち表面（被処理面）が重力の方向に対して平行な状態で搬送される。
【００８５】
成膜室４３〜４６のそれぞれは、本発明を実施するための溶液塗布装置であり、内部にはヘッド部４３ａ、４４ａ、４５ａ、４６ａ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、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。
【００８６】
また、図９（Ｂ）において、成膜室（発光層）４５の側面図は、基板表面に沿って移動するヘッド部を上方から見た様子に相当する。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。
【００８７】
さらに、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紙面に垂直な方向に向かって上から下へ流れており、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真空とすることも可能である。
【００８８】
また、成膜室４７はスパッタ法により陰極となる金属膜を成膜するチャンバーであり、基板４０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。ターゲット４７ａの形状はこれに限定されるものではないが、基板４０を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕円形状その他の細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ装置面積を小さくできるという点が挙げられる。
【００８９】
なお、本発明の特徴として、溶液塗布と同時に薄膜形成が行われるため焼成工程等が不要である点が挙げられるが、各成膜室４３〜４７の間において真空中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。
【００９０】
〔実施の形態１１〕
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１０に示す。なお、図１０（Ａ）は製造装置の上面図、図１０（Ｂ）は製造装置の側面図である。
【００９１】
図１０（Ａ）、（Ｂ）において、６１は基板の搬入を行うロード室、６２は基板の搬出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、６７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は立てた状態、即ち表面（被処理面）が重力の方向に対して平行な状態で搬送される。
【００９２】
成膜室６３〜６５のそれぞれは、本発明を実施するための溶液塗布装置であり、内部にはヘッド部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、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。
【００９３】
また、図１０（Ｂ）において、成膜室（発光層）６４の側面図は、基板表面に沿って移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。
【００９４】
さらに、このとき、各成膜室６３〜６５内には窒素、希ガスその他のフッ化性ガスが紙面に垂直な方向に向かって上から下へ流れており、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真空とすることも可能である。
【００９５】
また、成膜室６６はスパッタ法により陰極となる金属膜を成膜するチャンバーであり、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が、基板６０を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕円形状その他の細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ装置面積を小さくできるという点が挙げられる。
【００９６】
また、成膜室６７はスパッタ法（好ましくは高周波スパッタ法）によりパッシベーショ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。ターゲット６７ａの形状はこれに限定されるものではないが、実施の形態７と同様に基板６０を縦置きにするメリットとして、線状、長方形状、長楕円形状その他の細長い形状のターゲットを使うことにより高いスループットを確保しつつ装置面積を小さくできるという点が挙げられる。
【００９７】
なお、本発明の特徴として、溶液塗布と同時に薄膜形成が行われるため焼成工程等が不要である点が挙げられるが、各成膜室６３〜６６の間において真空中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。
【００９８】
〔実施の形態１２〕
実施の形態１０及び実施の形態１１では、基板を立てた状態、即ち被処理面が重力の方向に対して平行な状態で搬送される場合について説明したが、本実施の形態ではそれと異なる構成とした例について図１１を用いて説明する。
【００９９】
図１１（Ａ）、（Ｂ）は、本実施の形態における発光体の作製工程を示す図面であり、基板８００の表面に沿って溶液塗布装置のヘッド部８０１が走査される。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が重力方向に対してある傾きをもって設置されている点である。この傾きが小さすぎると製造装置の省スペース化という利点が損なわれるため、好ましくは７０〜９５°（さらに好ましくは８０〜９０°）とすれば良い。
【０１００】
また、本実施の形態の別の特徴は、基板全体において所定の塗布工程が終了したら、ヘッド部８０１の噴射口の乾燥を防ぐ手段が講じられている点である。即ち、基板８００の下には、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。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８０５によって収納部８０３の内部に充填される。
【０１０１】
なお、「溶媒を揮発させたガス」とは、形成すべき発光体を溶解しうる溶媒であり、ヘッド部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。
【０１０２】
次に、発光体の形成工程が終了した時点におけるヘッド部８０１の状態を図１１（Ｃ）、（Ｄ）に示す。図１１（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。
【０１０３】
以上のように、本実施の形態では、発光体の形成工程を終了した後、ヘッド部をその形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。
【０１０４】
なお、本実施の形態は、基板を立てた状態で溶液を塗布する発光装置の作製方法に適用した場合について説明したが、塗布後にヘッド部を上記溶媒成分で満たした雰囲気に曝して乾燥を防ぐという技術思想は、基板を従来のように横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。
【０１０５】
また、本実施の形態は、実施の形態４、５、９〜１１のいずれの構成を含む製造装置とも組み合わせが可能であり、また、実施の形態６〜８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。
【０１０６】
〔実施の形態１３〕
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１２を用いて説明する。なお、本実施の形態は、基板を立てた状態で塗布する態様（実施の形態１０、１１に対応）であるが、基板を横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。
【０１０７】
図１２（Ａ）において、基板９０１は、磁性体からなるサセプタ９０２に支持され、縦置き（斜めの場合も含む。）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。
【０１０８】
磁性体キャップ９０８は、磁性体からなるサセプタ９０２との間に斥力が働くような材質を選択する。図１２（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。
【０１０９】
一方、溶液塗布を開始した後は、図１２（Ｂ）に示すように、基板９０１と磁性体キャップ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。
【０１１０】
以上のように、サセプタ及びノズル先端部のキャップとして共に相反発する斥力を働か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。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。
【０１１１】
なお、本実施の形態は、実施の形態４、５、９〜１２のいずれの構成を含む製造装置とも組み合わせが可能であり、また、実施の形態６〜８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。
【０１１２】
〔実施の形態１４〕
本実施の形態では、実施の形態１２、１３に示したように、基板を立てた状態で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１３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。
【０１１３】
図１３において、ストック室７０１には基板を搬送するためのキャリア７０２が設置される。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７０５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。
【０１１４】
基板取り付け台７０５は、基板を固定した後、９０℃起き上がり、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７００に受け渡す。なお、図１３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。
【０１１５】
ロード／アンロード室７０７で受け渡された基板は、サセプタ７００と一体となってレ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。共通室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。
【０１１６】
本実施の形態における製造装置は、処理を行うチャンバーとして、正孔輸送層（ＨＴＬ）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が設けられ、これらヘッド部が紙面に向かう方向（即ち基板表面に沿う方向）に走査されて被膜形成が行われる。
【０１１７】
また、スパッタ法により陰極を成膜する成膜室７１３は、電極７１４、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。
【０１１８】
そして、各チャンバーにて処理を終了した基板（サセプタ）は、ロード／アンロード室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。
【０１１９】
なお、本実施の形態は、実施の形態４、５の構成を具備するものであっても良いし、実施の形態７、８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１２、１３の構成を適用しても構わない。
【０１２０】
〔実施の形態１５〕
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１４を用いて説明する。図１４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１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）のＢ−Ｂ’における断面図、図１４（Ｃ）は、図１４（Ａ）のＡ−Ａ’における断面図である。
【０１２１】
基板８１上には、画素部（表示部）８２、該画素部８２を囲むように設けられたデータ線駆動回路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。
【０１２２】
そして、シール材８６を用いてシーリング材８７が接着され、基板８１、シール材８６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
【０１２３】
なお、シーリング材８７として、基板８１と異なる材料を用いた場合、熱膨張係数の違いからシール材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８７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。
【０１２４】
シーリング材８７には予め凹部の中に吸湿剤（酸化バリウムもしくは酸化カルシウム等）８９が設けられ、上記密閉空間２８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。
【０１２５】
また、基板８１上には、データ線駆動回路８３及びゲート線駆動回路８４ａ、８４ｂに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１４（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。
【０１２６】
本実施の形態において、保護回路８５は端子部９１とデータ線駆動回路８３との間に設けられ、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。
【０１２７】
〔実施の形態１６〕
実施の形態７、８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。
【０１２８】
また当然のことながら、薄膜トランジスタに限らず、シリコンウェルを用いて形成された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。
【０１２９】
いずれにしても本発明はアクティブマトリクス型の発光装置の作製にあたって実施する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。
【０１３０】
〔実施の形態１７〕
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１５に示す。
【０１３１】
図１５（Ａ）はテレビであり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部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。
【０１３２】
図１５（Ｂ）はデジタルカメラであり、本体２１０１、表示部２１０２、受像部２１０３、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。
【０１３３】
図１５（Ｃ）はノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、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。
【０１３４】
図１５（Ｄ）はモバイルコンピュータであり、本体２３０１、表示部２３０２、スイッチ２３０３、操作キー２３０４、赤外線ポート２３０５等を含む。本発明は、表示部２３０２に適用することができる。
【０１３５】
図１５（Ｅ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）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。
【０１３６】
図１５（Ｆ）はゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）であり、本体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。
【０１３７】
図１５（Ｇ）はビデオカメラであり、本体２６０１、表示部２６０２、筐体２６０３、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２６０７、音声入力部２６０８、操作キー２６０９等を含む。本発明は、表示部２６０２に適用することができる。
【０１３８】
図１５（Ｈ）は携帯電話であり、本体２７０１、筐体２７０２、表示部２７０３、音声入力部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。
【０１３９】
以上の様に、本発明を実施して得た表示装置は、あらゆる電子機器の表示部として用いても良い。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。
【０１４０】
【発明の効果】
本発明により特に焼成工程等を要することなく、有機化合物もしくは無機化合物等の発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。
【０１４１】
また、形成された薄膜中の溶媒成分は、成膜と同時に十分除去されるため、発光素子の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。
【図２】本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。
【図３】本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。
【図４】本発明の実施に用いる溶液塗布装置において、発光体組成物を含む溶液を装備するための容器の断面図。
【図５】本発明の発光装置の作製方法を示す図。
【図６】本発明を実施して得られる発光装置の画素構成を示す上面図及び断面図。
【図７】本発明を実施して得られる発光装置の画素構成を示す上面図及び断面図。
【図８】本発明の実施に用いる製造装置の上面図。
【図９】本発明の実施に用いる製造装置の上面図及び側面図。
【図１０】本発明の実施に用いる製造装置の上面図及び側面図。
【図１１】本発明の発光装置の作製方法を示す図。
【図１２】本発明の実施に用いる溶液塗布装置の断面図。
【図１３】本発明の実施に用いる製造装置の上面図。
【図１４】本発明を実施して得られる発光装置の外観を示す図。
【図１５】本発明を実施して得られる発光装置を備えた電子機器の一例を示す図。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention provides an element having a structure in which an anode, a cathode, and a thin film (hereinafter, referred to as a light-emitting layer) that emits light by a phenomenon called electroluminescence (hereinafter, referred to as a light-emitting layer) are sandwiched between the anode and the cathode (hereinafter, a light-emitting element). ) On a substrate (hereinafter referred to as a light-emitting device) and a technical field of an electronic device having the light-emitting device in a video display unit.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a light-emitting device called an organic EL panel or an organic light-emitting diode (OLED) has been urgently developed as an image display. This is because holes and electrons are recombined by a light emitting layer provided between an electrode for injecting holes (hereinafter, referred to as an anode) and an electrode for injecting electrons (hereinafter, referred to as a cathode). As a result, a light emission phenomenon called electro luminescence (Electro Luminescence) is generated, and an image can be displayed by controlling on / off of the light emission.
[0003]
As a light emitting layer used in these light emitting devices, an organic thin film is mainly used. For organic thin films, low-molecular-weight materials were mainly formed by vapor deposition, but polymer materials have recently attracted attention, and the development of solution coating methods such as spin coating, ink-jet printing, and printing has been developed. Actively progressing. In particular, the formation of an organic thin film by the ink-jet method is already approaching the level of practical use, and its basic technology is disclosed in patent publications and the like (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-10-12377
[0005]
The ink-jet method is a technique in which an ink-jet method conventionally used in printers and the like is diverted to thin film formation.Instead of ink, a solute serving as a material for an organic thin film is dissolved or dispersed in a solvent such as water or alcohol. This is a method of applying a liquid as a droplet for each pixel. Naturally, droplets attached to pixels (actually, pixel electrodes provided for each pixel) contain a large amount of a solvent component, and therefore, a step for volatilizing the solvent component to remove this (hereinafter, a baking step) Is required). That is, after the droplets are applied by the inkjet method, the entire pixel is heated to evaporate the solvent component, and the remaining solute (material of the organic thin film) is thinned.
[0006]
Such a sintering step is usually performed in an electric heating furnace, and thus causes a reduction in throughput. Further, it does not volatilize easily at a low temperature, and if a solvent component remains in the thin film, it volatilizes over time and causes a degassing phenomenon, which causes deterioration of the organic thin film and eventually deterioration of the light emitting element. Furthermore, if the heating temperature is increased to completely remove the solvent component, the composition of the organic thin film having low heat resistance will be destroyed.
[0007]
As described above, the film forming method by the inkjet method is a low-cost and simple method, and has an advantage that the throughput is fast, but there is room for improvement in that a firing step is required.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a technique of making a firing step unnecessary in a method of forming a thin film by applying a solution. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a light-emitting device with high throughput by a low-cost and simple method by applying the technology to the manufacture of a light-emitting device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, at least one thin film constituting a light-emitting body by spraying a solution containing a light-emitting material under reduced pressure toward a pixel electrode (anode or cathode) and depositing the light-emitting composition on the pixel electrode Is formed. At this time, while the solution reaches the pixel electrode, the solvent in the solution is volatilized, and the remaining phosphor composition is deposited on the pixel electrode to form at least one thin film constituting a phosphor. It may be formed, and the pixel electrode is heated (room temperature (typically 20 ° C.) to 300 ° C., more preferably 50 to 200 ° C. in consideration of the heat resistance of the luminous body). At the same time, the solution reaches the pixel electrode, and at the same time, the solvent in the solution starts to evaporate, and the remaining phosphor composition is deposited on the pixel electrode to form at least one thin film constituting a phosphor. May be formed. In any case, the feature of the present invention is that the solvent component is volatilized at the same time as forming at least one thin film constituting the luminous body, thereby eliminating the conventionally required firing step or shortening the firing step. It is.
[0010]
In the present invention, the luminous body includes a carrier injection layer (a hole injection layer or an electron injection layer), a carrier transport layer (a hole transport layer or an electron transport layer), and a carrier blocking layer (a hole blocking layer or an electron blocking layer). ), An organic compound or an inorganic compound which contributes to recombination of a light emitting layer and other carriers, or a laminate thereof. Further, the light emitting composition refers to a composition that is a material for these light emitting materials, and does not matter whether it is an organic compound or an inorganic compound. The phosphor composition is roughly classified into a luminescent material or a carrier (hole or electron) transporting material.
[0011]
The light-emitting material is a material that generates a light-emitting phenomenon by electroluminescence by injecting holes and electrons. Such a luminescent material can be found in both an inorganic compound and an organic compound. However, in the method of applying a solution as in the present invention, it is preferable to use an organic compound. As the light-emitting material, a material which emits fluorescence by singlet excitation or a material which emits phosphorescence by triplet excitation may be used. The hole transporting material is a material in which holes easily move, and the electron transporting material is a material in which electrons easily move.
[0012]
The term “under reduced pressure” refers to a pressure lower than the atmospheric pressure, and is 1 × 10 in an atmosphere filled with nitrogen, a rare gas, or another inert gas (hereinafter, referred to as an inert atmosphere). 2 ~ 2 × 10 4 Pa (preferably 5 × 10 2 ~ 5 × 10 3 Pa), and 1 to 5 × 10 4 Pa (1 × 10 2 ~ 1 × 10 3 Pa). When the pressure is reduced, the solvent ejected from the droplet is constantly volatilized until the droplet ejected into the atmosphere reaches the pixel electrode, and the volume is reduced. Then, almost all the solvent is volatilized when reaching the pixel electrode, and at the same time, the film formation is completed. That is, it is superior to the prior art in that a heating step such as a baking step is not required after the solution application.
[0013]
In order to sufficiently evaporate the solvent before reaching the pixel electrode, a highly volatile solvent (that is, a solvent having a high vapor pressure) may be used as the solvent. This is because if the volatility is low, it is necessary to increase the distance between the pixel electrode and the injection port of the solution (the tip of the nozzle) to increase the time required for volatilization. Because it becomes. Examples of the highly volatile solvent include alcohols such as methanol and ethanol.
[0014]
Further, if a solvent having a high boiling point is used instead of a solvent having a high volatility, anxiety such as clogging of the nozzle tip due to drying of the droplet ejection port can be eliminated. At this time, if the pixel electrode is heated (room temperature (typically 20 ° C.) to 300 ° C., more preferably 50 to 200 ° C. in consideration of the heat resistance of the luminous body), the liquid is applied to the pixel electrode. When the droplet arrives, volatilization starts, and the firing process can be completed at the same time as the droplet is ejected to another pixel. Of course, the solvent can be volatilized from the droplet until the droplet reaches the pixel electrode by the above method, and the pixel electrode can be further heated by heating the pixel electrode.
[0015]
As the solvent having a high boiling point, NMP (N-methylpyrrolidone), DMF (dimethylformamide), DMSO (dimethylsulfoxide), HMPA (hexamethylphosphamide) and other polar solvents can be used. Further, even in a solvent having a low polarity, an aromatic solvent such as an alkylbenzene such as xylene (particularly a long-chain alkylbenzene such as dodecylbenzene is preferable) may be used.
For example, a solvent in which tetralin and dodecylbenzene are mixed at a ratio of 1: 1 can be used.
[0016]
Note that the present invention can be implemented for manufacturing a passive-matrix light-emitting device and an active-matrix light-emitting device, and is not particularly limited to a light-emitting device. Further, the luminescent material is not limited to an organic compound, and can be applied to an inorganic compound. In particular, when the present invention is carried out, it is effective when laminating organic compounds because no baking step is required after the solution application.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1A shows a state immediately after a solution containing a luminescent material is injected, and FIG. 1B shows a state in which the luminescent material reaches an anode or a cathode to form a thin film (light-emitting layer). Indicates the state.
[0018]
In FIG. 1A, 101 is an anode or a cathode, 102 is an insulator defining each pixel, and 103 is a carrier injection layer. The
[0019]
Here, the
[0020]
Although FIG. 1A illustrates only one ejection unit corresponding to each of R (red), G (green), and B (blue), a plurality of ejection units (nozzles) are arranged in parallel. Considering the throughput, it can be said that it is most desirable to arrange the number of pixels corresponding to the number of pixels (pixel number) for one row or one column of the pixel portion.
[0021]
The most characteristic point of the present invention is that the
[0022]
Since the thin film thus deposited is thinned without removing the solvent component without volatilizing the solvent particularly by heating or the like, a light-emitting layer having less problems such as deterioration with time due to degassing is obtained. Can be With the above-described configuration, even after the solution is applied, a baking step or the like is not required, and the throughput can be greatly improved, and deterioration of the luminescent material itself due to heating can be prevented. Although a feature of the present invention is that a firing step is not required, the present invention provides a light-emitting layer with sufficient degassing and less degassing even when a firing step such as heat treatment in vacuum is used in combination. It does not impair the effects of the invention.
[0023]
Thus, as shown in FIG. 1B, a light-emitting layer 110a that emits red light, a light-emitting
[0024]
[Embodiment 2]
The present embodiment is an example in which the solution application is not performed by spraying droplets, but a gel-like solution having a certain degree of viscosity is applied. FIG. 2A illustrates a state in which a solution containing a luminescent material is being ejected, and FIG. 2B illustrates a state in which the ejection of a solution containing a luminescent material is stopped. Note that, for the same reference numerals as those used in FIG. 1, the description of
[0025]
In the present embodiment, as shown in FIG. 2A, a plurality of ejecting
[0026]
However, in the present embodiment, the viscosity of the
[0027]
Note that the
When reaching the
[0028]
As shown in FIG. 2B, when the application of the
[0029]
Further, at this time, by setting the
[0030]
Thus, as shown in FIG. 2B, a light-emitting
[0031]
Although a feature of the present invention is that a firing step is not required, the present invention provides a light-emitting layer with sufficient degassing and less degassing even when a firing step such as heat treatment in vacuum is used in combination. It does not impair the effects of the invention. After that, if necessary, a carrier transport layer, a carrier injection layer, and the like are formed, and then a counter electrode (a cathode for an anode and an anode for a cathode) is provided to complete a light emitting element.
[0032]
Further, the present invention can be applied to the manufacture of a passive-matrix light-emitting device and the manufacture of an active-matrix light-emitting device, and there is no particular limitation on the form of the light-emitting device. Further, the luminescent material is not limited to an organic compound, and can be applied to an inorganic compound. In particular, when the present invention is carried out, it is effective when laminating organic compounds because no baking step is required after the solution application.
[0033]
[Embodiment 3]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3A shows a state immediately after a solution containing a luminescent material is ejected and the droplet reaches an anode or a cathode. FIG. 3B shows a state in which the luminescent material is fired on the anode or the cathode. This shows a state in which a thin film (light emitting layer) is formed. Note that the solution application apparatus in FIG. 3 is the same as that described in FIG. 1, and the description of
[0034]
In FIG. 3A, each of the
[0035]
The solution 307 a to 307 c containing such a luminescent material is extruded by the piezoelectric elements 106 a to 106 c and ejected from the plurality of
[0036]
At this time, the anode or the
[0037]
The thin film deposited in this way has almost completed the baking process at the time when the application of the entire pixel portion is completed, and although the baking process itself is performed, the process time can be significantly reduced as compared with the conventional method. is there. Thus, as shown in FIG. 3B, a
[0038]
Note that the structure of this embodiment, in which the entire pixel portion to be formed is heated when the solution is applied by an inkjet method using a solution containing a light-emitting material using a solvent having a high boiling point, is described in the embodiment mode. The same effect as that of the present embodiment can be obtained by applying the invention to the solution coating apparatus having the configuration of the second embodiment as well as the first embodiment.
[0039]
[Embodiment 4]
In this embodiment mode, a technique for filling the solution containing the phosphor composition described in
[0040]
FIG. 4 is a cross-sectional view of a container (canister can) for equipping (stocking) a solution containing the phosphor composition in a solution coating device. The container 351 is preferably formed of a material having airtightness, particularly sufficient resistance to permeation of oxygen and moisture, and may be made of stainless steel, aluminum, or the like. It is desirable that the inner surface be mirror-finished. Further, if necessary, a silicon nitride film, a diamond-like carbon film, or another insulating film having a low oxygen transmittance may be provided on the inner surface and / or the outer surface. This is to prevent the
[0041]
[0042]
Reference numeral 356 denotes an introduction pipe connected to the
[0043]
Each of the heads described in the first and second embodiments is attached to an extended distal end of the lead-out
[0044]
Further, the present embodiment is characterized in that the
[0045]
Note that the container shown in FIG. 4 in this embodiment is an example suitable for transporting the solution containing the phosphor composition while maintaining the purity of the solution, and limits the containers that can be used in the present invention. is not.
[0046]
[Embodiment 5]
The present embodiment is characterized in that light in a long wavelength region is used when heating the entire pixel portion in Embodiment 3. The structure of this embodiment is described with reference to FIGS. Note that FIG. 5A is a top view illustrating a heating method in this embodiment, FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line AA ′, and FIG. FIG.
[0047]
In FIG. 5A,
[0048]
Further, a
[0049]
In other words, the movement of the
At this time, the
[0050]
Note that light that can be used as lamp light is light having a wavelength that allows only heating without destroying the composition of the light-emitting
[0051]
Also, here, an example in which the entire surface application is completed simply by one scan of the
[0052]
As described above, by irradiating light having a wavelength of infrared light or more using a light source such as a lamp as a heating means in the firing step, it becomes possible to perform the application and firing of the luminous composition almost simultaneously, It can be a process in which the firing step is omitted.
Thereby, the throughput of the manufacturing process of the light emitting device can be improved.
[0053]
[Embodiment 6]
Examples of the light-emitting body described in
[0054]
Therefore, in this embodiment, an example in which a composite in which an organic compound and an inorganic compound are combined is used as a light-emitting body of the light-emitting device of the present invention will be described. In addition, US Pat. No. 5,895,932 is a patent featuring a hybrid structure in which an organic compound and an inorganic compound are laminated, and the patent discloses ultraviolet light (wavelength 380 nm) emitted from a diode made of an inorganic compound. ) Is an organic compound Alq 3 (Tris-8-quinolinolato aluminum complex) is a technique for extracting light generated by a phenomenon called photoluminescence, which is fundamentally different from the luminescent material described in this embodiment mode, ie, a composite. It is a technical idea.
[0055]
Among organic compounds, a high molecular weight organic compound (hereinafter, referred to as an organic polymer) is used as a solute in a film forming method by solution coating because of its high heat resistance and easy handling. In this embodiment, an example in which a composite of an organic polymer and an inorganic compound is used as a light-emitting body will be described.
[0056]
Examples of forming a light-emitting body by laminating an organic polymer and an inorganic compound typically include the following four patterns.
(A) Combination of hole injection layer (or hole transport layer) made of inorganic compound and light emitting layer made of organic polymer
(B) Combination of an electron injection layer (or electron transport layer) composed of an inorganic compound and a light emitting layer composed of an organic polymer
(C) Combination of a light emitting layer composed of an inorganic compound and a hole injection layer (or a hole transport layer) composed of an organic polymer
(D) Combination of a light emitting layer composed of an inorganic compound and an electron injection layer (or an electron transport layer) composed of an organic polymer
[0057]
Further, examples of forming a luminous body by mixing an organic polymer and an inorganic compound include the following three patterns.
(E) A combination in which an organic polymer having a carrier transporting property is used as a light emitting layer, and an inorganic compound is mixed in the organic polymer.
(F) Combination in which an organic polymer having the same polarity (n-type or p-type) having a carrier transporting property and an inorganic compound are mixed as a light emitting layer
(G) Combination of an organic polymer having a carrier transporting property and an inorganic compound having a carrier accepting property mixed therein
[0058]
The configuration of the above (g) includes, for example, a combination of an organic polymer having a hole transporting property and an inorganic compound having an electron accepting property. In this case, the inorganic compound having an electron accepting property receives electrons from the organic polymer, and as a result, holes are generated in the organic polymer, and the holes are further transported to obtain transportability.
[0059]
In the above configurations (a) to (g), a p-type semiconductor material such as NiO (nickel oxide) can be used for the hole injection layer or the hole transport layer made of an inorganic compound, ZnO (zinc oxide), TiO 2 An n-type semiconductor material such as (titanium dioxide) can be used, and ZnS (zinc sulfide), CdS (cadmium sulfide), or the like can be used as the light emitting layer made of an inorganic compound.
[0060]
For example, as an example of the configuration of the above (b), there is an example in which PPV (polyparaphenylene vinylene) is used as an organic polymer, CdS is used as an inorganic compound, and these are produced by solution coating. In this case, when forming CdS, CdS nanoparticles (fine particles having a size of several nm to several tens of nm; the same applies to the following) can be dispersed in a solvent and applied. The steps may be performed. Note that ZnO, TiO2 is used instead of CdS. 2 Or a p-type semiconductor material such as NiO.
[0061]
Further, as an example of the configuration of the above (e), there is an example in which PVK (polyvinyl carbazole) is used as an organic polymer, CdS is used as an inorganic compound, and these are produced by solution coating. In this case, light is emitted with CdS as the emission center.
In forming CdS, CdS fine particles can be dispersed in a solvent and applied, and the application step of the present invention may be performed in this application step. Note that an inorganic compound such as ZnS can be used instead of CdS. Since CdS and ZnS are inorganic compounds that are easy to form nanoparticles, they are very suitable materials on the premise of solution coating as in the present invention.
[0062]
As an example of the constitution (g), PC (polycarbonate) is used as an organic polymer, and TPC (triphenyldiamine), which is a hole transporting inorganic compound, and an alkoxide of Ti are mixed with the PC to form a solution. After application, PC, TPD and TiO 2 An example of forming a luminous body in which is mixed. In this case, when forming CdS, CdS fine particles can be dispersed in a solvent and applied, and the application step of the present invention may be performed in this application step.
[0063]
As described above, it is possible to produce a composite light-emitting body (composite) by using various organic compounds and inorganic compounds, and it is possible to carry out the production method of the present invention when forming the composite. It is.
[0064]
Note that the structure of the light-emitting body (composite) described in this embodiment can be manufactured by any of the methods of
[0065]
[Embodiment 7]
In this embodiment mode, an example of a light-emitting device that can be manufactured according to the present invention will be described with reference to FIGS. In the pixel structure shown in FIG. 6A,
[0066]
FIG. 6B shows a drawing corresponding to a cut surface taken along the line AA ′ at this time. In FIG. 6B,
[0067]
On these
[0068]
For example, as described in JP-A-2000-268967 and JP-A-2000-294375, at least one of the luminous bodies has a high resistance (having a resistivity of 1 to 1 × 10 11 Ω · cm) may be included (or may be referred to as an inorganic hole transport layer). This inorganic hole injecting layer has an alkali metal element selected from Li, Na, K, Rb, Cs and Fr as a first component, or an alkaline earth metal element selected from Mg, Ca and Sr, or La and It contains a lanthanoid element selected from Ce, and contains, as the second component, an element selected from Zn, Sn, V, Ru, Sm and In. Further, at least one of the luminous bodies has a high resistance (having a resistivity of 1 to 1 × 10 11 Ω · cm). This inorganic hole injection layer is made of a metal element selected from Au, Cu, Fe, Ni, Ru, Sn, Cr, Ir, Nb, Pt, W, Mo, Ta, Pd and Co, or an oxide or carbide thereof. , Nitrides, silicides or borides. The main component of the inorganic hole injection layer may be silicon, germanium, or silicon germanium oxide. As described above, by using a stable inorganic insulating film as a material for a part of a light-emitting body, reliability as a light-emitting element can be improved.
[0069]
As the
[0070]
By implementing the present invention in manufacturing a light emitting device having the above configuration, it is possible to produce a light emitting device with high throughput by a low cost and simple method, and to further improve the reliability of the light emitting device. Can be.
[0071]
In this embodiment, an example of a light-emitting device that can be manufactured by carrying out the present invention will be described with reference to FIGS. In the pixel configuration shown in FIG. 7A, 501 is a data signal line, 502 is a gate signal line, 503 is a power supply line, 504 is a switching TFT, 505 is a capacitor for holding electric charge, 506 is a driving TFT, and 507 is a driving TFT. Is a pixel electrode connected to the drain electrode of the driving TFT, and the
[0072]
FIG. 7B shows a drawing corresponding to the cut surface taken along the line AA ′ at this time. In FIG. 7B,
[0073]
On these
[0074]
For example, as described in JP-A-2000-268967 and JP-A-2000-294375, at least one of the luminous bodies has a high resistance (having a resistivity of 1 to 1 × 10 11 Ω · cm) may be included (or may be referred to as an inorganic hole transport layer). This inorganic hole injecting layer has an alkali metal element selected from Li, Na, K, Rb, Cs and Fr as a first component, or an alkaline earth metal element selected from Mg, Ca and Sr, or La and It contains a lanthanoid element selected from Ce, and contains, as the second component, an element selected from Zn, Sn, V, Ru, Sm and In. Further, at least one of the luminous bodies has a high resistance (having a resistivity of 1 to 1 × 10 11 Ω · cm). This inorganic hole injection layer is made of a metal element selected from Au, Cu, Fe, Ni, Ru, Sn, Cr, Ir, Nb, Pt, W, Mo, Ta, Pd and Co, or an oxide or carbide thereof. , Nitrides, silicides or borides. The main component of the inorganic hole injection layer may be silicon, germanium, or silicon germanium oxide. As described above, by using a stable inorganic insulating film as a material for a part of a light-emitting body, reliability as a light-emitting element can be improved.
[0075]
Further, as the
[0076]
By implementing the present invention in manufacturing a light emitting device having the above configuration, it is possible to produce a light emitting device with high throughput by a low cost and simple method, and to further improve the reliability of the light emitting device. Can be.
[0077]
Embodiment 9
In this embodiment, FIG. 8 illustrates an example of a multi-chamber manufacturing apparatus in which steps from formation of a light-emitting body to sealing of a light-emitting element are automated. In FIG. 8, reference numeral 11 denotes a receiving substrate preparation chamber; 12, 14a, 18, and 24 transport chambers (also referred to as common chambers) for transporting a substrate to be processed to each chamber (chamber); 15, 17, and 21 transport chambers; A
[0078]
Further, 16R, 16G, and 16B are film forming chambers for emitting light corresponding to red, blue, and green, respectively, 16H is a film forming chamber for a hole injection layer (HIL) or a hole transport layer (HTL), and 16E is an electron injection chamber. This is a film formation chamber for the layer (EIL) or the electron transport layer (ETL). The present invention can be implemented by providing one or more of these film forming chambers with a solution coating apparatus which is a feature of the present invention. Note that when it is necessary to use a spin coating method for forming a hole injection layer, a hole transport layer, an electron injection layer, or an electron transport layer, a deposition chamber for spin coating may be provided separately.
[0079]
Reference numeral 19 denotes a film formation chamber for forming an oxide conductive film, 20 denotes a film formation chamber for forming a metal film serving as a cathode, and 23 denotes a film formation chamber for forming an insulating film used as a passivation film. The film formation chamber 20 can be a film formation chamber formed by a vapor deposition method. However, in the case of vapor deposition, there is a fear that radiation such as X-rays and electron beams may deteriorate the TFT and the luminescent material. It is desirable to form a film forming chamber by the method.
[0080]
Reference numeral 27 denotes a sealing substrate loading chamber for stocking a sealing substrate for sealing,
[0081]
In the manufacturing apparatus of FIG. 8, each chamber is partitioned by a gate valve, and can be hermetically shut off from other chambers. Further, each chamber is connected to a vacuum exhaust pump, so that a vacuum can be maintained or an inert gas can be introduced to create a reduced pressure atmosphere. As the evacuation pump, a magnetic levitation type turbo molecular pump, a cryopump, or a dry pump can be used. It is desirable that the inert gas to be introduced be sufficiently purified in advance through a purifier or the like.
[0082]
Note that the configuration of the manufacturing apparatus shown in FIG. 8 is merely an example, and does not limit the present invention in any way. This embodiment mode shows that it is possible to combine a solution coating apparatus for performing the method for manufacturing a light-emitting device of the present invention with a multi-chamber manufacturing apparatus.
[0083]
[Embodiment 10]
In this embodiment mode, FIG. 9 shows an example in which a solution coating apparatus used for carrying out the present invention is combined with an in-line type manufacturing apparatus for performing steps from formation of a light emitting body to formation of a cathode. 9A is a top view, and FIG. 9B is a side view.
[0084]
9A and 9B, reference numeral 41 denotes a load chamber for carrying in a substrate, 42 denotes an unload chamber for carrying out a substrate, 43 denotes a film forming chamber for forming a hole injection layer, and 44 denotes holes. A film forming chamber for forming a transport layer, 45 is a film forming chamber for forming a light emitting layer, 46 is a film forming chamber for forming an electron injection layer, and 47 is a film forming chamber for forming a metal film serving as a cathode. is there. The arrow 50 in the figure is the transport direction of the substrate 40, and the substrate that has already been processed is indicated by a dotted line. At this time, the substrate 40 is transported in an upright state, that is, a state in which the surface (the surface to be processed) is parallel to the direction of gravity.
[0085]
Each of the
[0086]
Further, in FIG. 9B, a side view of the film formation chamber (light emitting layer) 45 corresponds to a state where a head portion moving along the substrate surface is viewed from above. The arrow 51 indicates the moving direction of the head unit 45a, moves from one end of the substrate 40 to the other end in parallel with the substrate surface, and solution coating and thin film formation are performed. The distance (L) between the substrate 40 and the tip (ejection port) of the head 45a is 2 to 20 mm.
[0087]
Further, at this time, nitrogen, a rare gas, or another fluorinated gas flows in the
[0088]
The film forming chamber 47 is a chamber for forming a metal film serving as a cathode by a sputtering method, and the film is formed while the substrate 40 passes beside a rectangular target 47a. For example, a metal film containing an element belonging to
[0089]
Note that a feature of the present invention is that a baking step or the like is unnecessary because a thin film is formed simultaneously with the application of a solution, but a baking step such as heating in a vacuum between the
[0090]
[Embodiment 11]
In this embodiment mode, FIG. 10 shows an example in which a solution coating apparatus used for carrying out the present invention is combined with an in-line manufacturing apparatus for performing steps from formation of a light emitting body to sealing of a light emitting element. FIG. 10A is a top view of the manufacturing apparatus, and FIG. 10B is a side view of the manufacturing apparatus.
[0091]
10A and 10B, reference numeral 61 denotes a load chamber for carrying in a substrate, 62 denotes an unload chamber for carrying out a substrate, 63 denotes a film forming chamber for forming a hole injection layer, and 64 denotes a light emitting layer. , 65 is a film formation chamber for forming an electron injection layer, 66 is a film formation chamber for forming a metal film serving as a cathode, and 67 is a film formation for forming a protective film having a passivation effect. Room. The arrow 70 in the figure is the transport direction of the substrate 60, and the substrate that has already been processed is represented by a dotted line. At this time, the substrate 60 is transported in an upright state, that is, in a state where the surface (the surface to be processed) is parallel to the direction of gravity.
[0092]
Each of the film forming chambers 63 to 65 is a solution application device for carrying out the present invention, and has head portions 63a, 64a, and 65a provided therein. Each of these head portions has the configuration described in
[0093]
In FIG. 10B, a side view of the film formation chamber (light-emitting layer) 64 corresponds to a state in which a head moving along the substrate surface is viewed from above. The arrow 71 indicates the moving direction of the head portion 64a, moves from one end of the substrate 60 to the other end in parallel with the substrate surface, and the solution application and thin film formation are performed. The distance (L) between the substrate 60 and the tip (ejection port) of the head portion 64a is 2 to 20 mm.
[0094]
Further, at this time, nitrogen, a rare gas, or another fluorinated gas flows in the film forming chambers 63 to 65 from top to bottom in a direction perpendicular to the paper surface, and the substrate 60 and the head portions 63a to 65a A laminar flow (laminar flow) due to the inert gas is formed between them. At this time, the flowing inert gas can be heated instead of or in combination with heating the substrate. Of course, it is also possible to make a vacuum without introducing an inert gas.
[0095]
The film forming chamber 66 is a chamber for forming a metal film serving as a cathode by a sputtering method, and the film is formed while the substrate 60 passes beside a rectangular target 66a. For example, a metal film containing an element belonging to
[0096]
The film forming chamber 67 is a chamber for forming an insulating film having a passivation effect by a sputtering method (preferably a high frequency sputtering method), and the substrate 60 passes beside a rectangular target 67a as in the seventh embodiment. During this time, a film is formed.
For example, a highly dense silicon compound film such as a silicon nitride film or a silicon nitride oxide film can be formed. Although the shape of the target 67a is not limited to this, the advantage of vertically placing the substrate 60 as in Embodiment 7 is that a linear, rectangular, oblong or other elongated target is used. The point is that the device area can be reduced while securing a higher throughput.
[0097]
Note that a feature of the present invention is that a baking step or the like is unnecessary because a thin film is formed at the same time as the solution application, but a baking step such as heating in a vacuum between the film forming chambers 63 to 66 is mentioned. May be provided. This is because if the solvent component is removed from the thin film such as the light emitting layer, the reliability is expected to be improved accordingly.
[0098]
[Embodiment 12]
In the tenth and eleventh embodiments, the case where the substrate is erected, that is, the case where the processing target surface is transported in a state parallel to the direction of gravity has been described, but the present embodiment has a different configuration. This example will be described with reference to FIG.
[0099]
FIGS. 11A and 11B are diagrams illustrating a manufacturing process of a light-emitting body according to the present embodiment, in which a
[0100]
Another feature of the present embodiment is that, when a predetermined coating process is completed on the entire substrate, means for preventing the ejection port of the
[0101]
Note that the “gas in which the solvent is volatilized” is a solvent that can dissolve the luminous body to be formed, and is preferably the same as the solvent of the solution containing the luminous body composition that is jetted by the
[0102]
Next, FIGS. 11C and 11D show a state of the
[0103]
As described above, the present embodiment is characterized in that, after the step of forming the luminous body is completed, the head portion is exposed to an atmosphere filled with a solvent capable of dissolving the luminous body to be formed. Since the luminous body composition is dissolved by the solvent at the ejection port of the
[0104]
Note that although this embodiment mode is described for the case where the method is applied to a method for manufacturing a light-emitting device in which a solution is applied in a state where a substrate is set up, the head portion is exposed to an atmosphere filled with the solvent component after application to prevent drying. Needless to say, the technical idea described above can also be applied to a case where the substrate is laid horizontally as in the prior art.
[0105]
Further, this embodiment mode can be combined with a manufacturing apparatus including any of the configurations of Embodiments 4, 5, 9 to 11, and a light emitting device including any of the configurations of Embodiments 6 to 8. It is also possible to use it for the manufacturing method.
[0106]
Embodiment 13
In this embodiment mode, a structure of a head portion of a solution application device used for a method for manufacturing a light-emitting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the application is performed in a state where the substrate is set up (corresponding to Embodiments 10 and 11). However, it is needless to say that the present invention can be applied even when the substrate is placed horizontally. No.
[0107]
In FIG. 12A, a
[0108]
The material of the
[0109]
On the other hand, after the start of the solution application, the distance between the
[0110]
As described above, it is possible to apply the internal solution when approaching a certain distance by using a magnetic material that exerts repulsive repulsive forces together as a cap of the susceptor and the tip of the nozzle. Thus, the uniformity of the distance between the substrate and the head (strictly speaking, the nozzle) can be ensured. This technique is particularly effective when a solution is applied on a substrate having irregularities.
[0111]
Note that this embodiment mode can be combined with a manufacturing apparatus including any of the configurations of Embodiments 4, 5, 9 to 12, and a light emitting device including any of the configurations of Embodiments 6 to 8. It is also possible to use it for the manufacturing method.
[0112]
[Embodiment 14]
In this embodiment mode, as illustrated in Embodiment Modes 12 and 13, FIG. 13 illustrates an example in which a multi-chamber manufacturing apparatus is used in a manufacturing apparatus of a light-emitting device in which a substrate is transported and a film is formed in an upright state. It will be described using FIG. The respective chambers are connected to each other by a gate valve so as to maintain an airtight state.
[0113]
In FIG. 13, a carrier 702 for transferring a substrate is installed in a stock chamber 701. The stock chamber 701 is connected to the transfer chamber 703 via a gate valve, and the substrate mounted on the carrier 702 is transferred by the transfer arm 704 and set on the substrate mount 705. At this time, the substrate is first placed on the pusher pin 706, and then the pusher pin 706 is lowered and set on the substrate mounting base 705.
[0114]
After fixing the substrate, the substrate mount 705 rises at 90 ° C., moves to the inside of the load / unload chamber 707, and transfers the substrate to the susceptor 700. In FIG. 13, the portion indicated by the dotted line of the susceptor 700 is located there during the substrate processing, but the substrate and the susceptor move together as the process proceeds, and It means not at that point.
[0115]
The substrate transferred in the load / unload chamber 707 moves along the rail integrally with the susceptor 700 and is transferred to a common chamber 708 connected by a gate valve. A turntable 709 is provided in the common chamber 708, and when the susceptor 700 is mounted on the turntable 709, the turntable 709 rotates, and a chamber connected to the common chamber via a gate valve for performing the next process is formed. select.
[0116]
In the manufacturing apparatus in this embodiment, a film formation chamber (HTL film formation chamber) 710 for forming a hole transport layer (HTL) and a film formation chamber (light-emitting layer formation) for forming a light-emitting layer are formed as chambers for processing. A film chamber 711, a film formation chamber (ETL film formation chamber) 712 for forming an electron transport layer (ETL), and a film formation chamber (sputter film formation chamber) 713 for forming a conductive film by a sputtering method are provided. . Each of the film formation chambers 710 to 712 for forming a light-emitting body is provided with the solution coating apparatus described in
[0117]
A deposition chamber 713 for depositing a cathode by a sputtering method is provided with electrodes 714 and 715 and a target 716, all of which have a columnar or elliptical shape. The substrate attached to the susceptor 700 is transported in the direction of the arrow, and a film is formed when passing through the side of the target 716. At this time, the sputtering method may be either DC (direct current) sputtering or RF (alternating current) sputtering.
[0118]
Then, the substrate (susceptor) that has been processed in each chamber returns to the load / unload chamber 707 and is stored in the carrier 702 via the substrate mounting table 705 and the like. Thus, the steps up to the formation of the cathode of the light emitting element are completed. Note that, in this embodiment, the manufacturing apparatus that performs the steps up to the formation of the cathode has been described. However, the number of chambers may be increased so that the steps up to the formation of a passivation film (protective film) and the sealing step using a seal can or the like are completed. . In addition, the structure of the light-emitting body is not limited to this embodiment, and can be applied to the formation of a composite as described in Embodiment 6. In that case, the number of chambers is changed, What is necessary is just to change the processing content and other changes.
[0119]
Note that this embodiment mode may have the structure of any of Embodiment Modes 4 and 5, or can be used for manufacturing the light-emitting device described in
[0120]
[Embodiment 15]
In this embodiment mode, an entire structure of a light-emitting device manufactured according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 14 is a top view of a light-emitting device formed by sealing an element substrate on which a thin film transistor is formed with a sealing material. FIG. 14B is a cross-sectional view taken along line BB ′ in FIG. FIG. 14C is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG.
[0121]
On the
[0122]
Then, the sealing
[0123]
When a material different from that of the
[0124]
The sealing
[0125]
A
[0126]
In this embodiment mode, the
[0127]
[Embodiment 16]
Each of the structures of the thin film transistors described in
[0128]
Of course, the present invention is not limited to a thin film transistor, but may be applied to a transistor having a MOS structure formed using a silicon well. Further, the present invention may be applied to a case where a diode element (also referred to as a two-terminal element) represented by an MIM (Metal-Insulator-Metal) element or the like is used instead of a thin film transistor.
[0129]
In any case, the present invention is not impaired by the structure of a switching element such as a transistor structure even when the present invention is implemented in manufacturing an active matrix light emitting device.
[0130]
[Embodiment 17]
An electronic device can be manufactured by incorporating a light-emitting device obtained by implementing the present invention into a display portion. Electronic devices include video cameras, digital cameras, goggle-type displays (head-mounted displays), navigation systems, sound reproducers (car audio, audio components, etc.), notebook personal computers, game devices, and portable information terminals (mobile computers, An image reproducing apparatus provided with a recording medium (specifically, a mobile phone, a portable game machine, an electronic book, or the like), and a display capable of reproducing a recording medium such as a digital versatile disc (DVD) and displaying an image thereof. Device). FIG. 15 shows specific examples of these electronic devices.
[0131]
FIG. 15A illustrates a television, which includes a
[0132]
FIG. 15B illustrates a digital camera, which includes a
[0133]
FIG. 15C illustrates a laptop personal computer, which includes a
[0134]
FIG. 15D illustrates a mobile computer, which includes a
[0135]
FIG. 15E illustrates a portable image reproducing device (specifically, a DVD reproducing device) including a recording medium, which includes a
[0136]
FIG. 15F illustrates a goggle-type display (head-mounted display), which includes a
[0137]
FIG. 15G illustrates a video camera, which includes a main body 2601, a display portion 2602, a
[0138]
FIG. 15H illustrates a mobile phone, which includes a
[0139]
As described above, the display device obtained by implementing the present invention may be used as a display unit of any electronic device. Note that a light-emitting device manufactured using any of the structures of
[0140]
【The invention's effect】
According to the present invention, a thin film can be formed almost simultaneously with the application of a solution containing a light-emitting composition such as an organic compound or an inorganic compound without requiring a baking step and the like, and the throughput in the light-emitting device manufacturing process is greatly improved. Can be.
[0141]
Further, since the solvent component in the formed thin film is sufficiently removed at the same time as the film formation, it is possible to avoid a problem that the light emitting layer itself is deteriorated by degassing after the light emitting element is completed, and the reliability of the light emitting device is reduced. Can be increased.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a solution coating apparatus used for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a solution coating device used for carrying out the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a solution application device used for carrying out the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view of a container for mounting a solution containing a luminous body composition in a solution coating apparatus used for carrying out the present invention.
FIG. 5 illustrates a method for manufacturing a light-emitting device of the present invention.
6A and 6B are a top view and a cross-sectional view illustrating a pixel structure of a light-emitting device obtained by implementing the present invention.
7A and 7B are a top view and a cross-sectional view illustrating a pixel structure of a light-emitting device obtained by implementing the present invention.
FIG. 8 is a top view of a manufacturing apparatus used for carrying out the present invention.
FIG. 9 is a top view and a side view of a manufacturing apparatus used for carrying out the present invention.
FIG. 10 is a top view and a side view of a manufacturing apparatus used for carrying out the present invention.
FIG. 11 illustrates a method for manufacturing a light-emitting device of the present invention.
FIG. 12 is a cross-sectional view of a solution coating device used for carrying out the present invention.
FIG. 13 is a top view of a manufacturing apparatus used for carrying out the present invention.
FIG. 14 is a diagram showing an appearance of a light emitting device obtained by carrying out the present invention.
FIG. 15 illustrates an example of an electronic device including a light-emitting device obtained by implementing the present invention.
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2003171833A JP4597490B2 (en) | 2002-06-19 | 2003-06-17 | Method for manufacturing light emitting device |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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