JP5438313B2 - Deposition method - Google Patents
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Landscapes
- Electroluminescent Light Sources (AREA)
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Description
成膜方法及び発光装置の作製方法に関する。 The present invention relates to a film formation method and a method for manufacturing a light-emitting device.
エレクトロルミネセンス（以下、ＥＬとも記す）素子を備える発光装置には、フルカラー表示を行うため、カラー発光するカラー発光素子を用いる。カラー発光素子を形成するには、各色の発光材料を微細なパターンに電極上に形成する必要がある。 In a light-emitting device including an electroluminescence (hereinafter, also referred to as EL) element, a color light-emitting element that emits color light is used in order to perform full-color display. In order to form a color light emitting element, it is necessary to form a light emitting material of each color on the electrode in a fine pattern.
一般的に発光材料は、蒸着法によって成膜されるが、蒸着法は、材料利用効率が低いことや基板サイズが限られるなどの問題点を有しており、低コストで高生産性が要求される工業化には不向きである。 In general, light-emitting materials are formed by vapor deposition, but vapor deposition has problems such as low material utilization efficiency and limited substrate size, and requires low cost and high productivity. It is not suitable for industrialization.
上記問題を解決する技術として、発光材料をレーザーやフラッシュランプからの光を用いて有機ドナー層を有するドナー基板より、素子作成用基板に転写し発光層を形成する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
しかし、上記のような転写法においては、素子作成用基板に成膜される発光層のパターンのずれやぼけ、膜質の不良などの問題があった。この問題は発光装置の高繊細化にともなって顕著となり、歩留まりの低下も招く。従って、さらなる正確なパターンでの良質な膜が成膜できる成膜方法が望まれている。 However, in the transfer method as described above, there are problems such as pattern shift and blur of the light emitting layer formed on the element production substrate, and poor film quality. This problem becomes conspicuous as the light emitting device becomes highly fine, and the yield decreases. Therefore, a film forming method capable of forming a high-quality film with a more accurate pattern is desired.
上記問題を鑑みて、光による加熱成膜法により正確なパターンで、かつ良質な膜を成膜することを課題の一とする。高繊細な発光装置を生産性よく作製できる技術を提供することを課題の一とする。 In view of the above problems, an object is to form a high-quality film with an accurate pattern by a heating film formation method using light. An object is to provide a technique capable of manufacturing a high-definition light-emitting device with high productivity.
透光性基板上に光吸収層及び有機化合物材料を含む層が形成された成膜用基板に光を照射し、透光性基板を透過させて、光吸収層に光を照射することによって有機化合物材料を含む層に含まれる材料を、対向して配置された被成膜基板へ成膜する。有機化合物材料を含む層に含まれる材料の加熱手段として光照射工程を用いる。 An organic layer is formed by irradiating light on a film-formation substrate in which a light-absorbing layer and a layer containing an organic compound material are formed on a light-transmitting substrate, transmitting the light-transmitting substrate, and irradiating the light-absorbing layer with light. The material contained in the layer containing the compound material is formed on a deposition target substrate that is disposed to face the material. A light irradiation process is used as a heating means for the material contained in the layer containing the organic compound material.
成膜方法において、得られる薄膜の形状の正確性、薄膜の膜質に大きく影響するのは光照射工程の制御である。本明細書で開示する発明は、光照射工程において、照射時間及びエネルギー密度を制御することで薄膜の形状不良（パターンぼけ）を抑制し、良質の膜質を得る。なお、エネルギー密度とは光源より照射領域に向かって照射されたエネルギー密度である。 In the film forming method, it is the control of the light irradiation process that greatly affects the accuracy of the shape of the thin film obtained and the film quality of the thin film. The invention disclosed in this specification suppresses thin film shape defects (pattern blur) by controlling the irradiation time and energy density in the light irradiation step, thereby obtaining a high quality film quality. The energy density is the energy density irradiated from the light source toward the irradiation region.
光吸収層への光照射工程において、光照射時間を０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満（より好ましくは０．２ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上０．５ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以下）とし、かつ光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度を２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下（より好ましくは２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上１×１０５Ｗ／ｃｍ２以下）とする。さらに、成膜する材料層（有機化合物材料を含む層）が設けられた成膜用基板と、対向して配置される被成膜基板とを、材料層表面と被成膜面との間隔ｄを０＜ｄ≦１０μｍ（より好ましくは０＜ｄ≦５μｍ）とすることが好ましい。上記のような光照射工程を行うと、被成膜基板に正確なパターン形状の良質な薄膜を成膜することができる。 In the light irradiation process to the light absorption layer, the light irradiation time is 0.1 milliseconds (msec.) Or more and less than 1 millisecond (msec.) (More preferably 0.2 milliseconds (msec.) Or more and 0.5 milliseconds). The energy density irradiated from the light source toward the light absorption layer is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less (more preferably 2 × 10 3). W / cm 2 or more and 1 × 10 5 W / cm 2 or less). Further, a deposition substrate provided with a material layer (a layer containing an organic compound material) to be deposited and a deposition substrate disposed to face each other are separated by a distance d between the surface of the material layer and the deposition surface. Is preferably set to 0 <d ≦ 10 μm (more preferably 0 <d ≦ 5 μm). When the light irradiation process as described above is performed, a high-quality thin film having an accurate pattern shape can be formed on the deposition target substrate.
光吸収層に照射された光のエネルギーは光吸収層によって、一部反射、吸収される。よって、光吸収層の光吸収率により熱として得られるエネルギーは異なる。光吸収層の光吸収率は、用いる材料や膜厚によって制御することができる。例えば、膜厚２００ｎｍのチタン膜であれば、キセノンフラッシュランプ光に対して約５０％の光吸収率を示す。 The energy of light applied to the light absorption layer is partially reflected and absorbed by the light absorption layer. Therefore, the energy obtained as heat differs depending on the light absorption rate of the light absorption layer. The light absorption rate of the light absorption layer can be controlled by the material used and the film thickness. For example, a titanium film having a thickness of 200 nm exhibits a light absorption rate of about 50% with respect to xenon flash lamp light.
用いる光の波長は、光吸収層が吸収する波長であり、本明細書で開示する光照射時間及びエネルギー密度を満たす、パターンぼけ及び膜質不良が抑制できる波長を用いればよく、光源などの種類には特に限定されない。 The wavelength of the light to be used is a wavelength that the light absorption layer absorbs, and a wavelength that satisfies the light irradiation time and energy density disclosed in this specification and that can suppress pattern blur and poor film quality may be used. Is not particularly limited.
好適に用いられる例としてはフラッシュランプ（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）がある。フラッシュランプは短時間で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、処理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、ランプ光は一度に広範囲を処理することができるため、作製工程時間を短縮し、スループットを向上することが可能となる。ランプ光を用いる場合の照射時間は半値幅とする。 Examples of suitable use include flash lamps (xenon flash lamps, krypton flash lamps, etc.). Since the flash lamp can repeatedly radiate high intensity light in a short time and irradiate a large area, it can be heated efficiently and uniformly regardless of the area of the processing substrate. In addition, since the lamp light can be processed over a wide area at a time, the manufacturing process time can be shortened and the throughput can be improved. The irradiation time when using the lamp light is set to a half width.
光吸収層を成膜パターンを反映して選択的に形成すれば、被成膜基板に該パターンで薄膜を形成することができる。 If the light absorption layer is selectively formed reflecting the film formation pattern, a thin film can be formed on the film formation substrate with the pattern.
また、光吸収層に光が照射されないように、透光性基板と光吸収層との間に反射層を選択的に形成してもよい。反射層によって光は反射されるので、反射層のパターンを反映した薄膜を被成膜基板に形成することができる。 In addition, a reflective layer may be selectively formed between the light-transmitting substrate and the light absorption layer so that the light absorption layer is not irradiated with light. Since light is reflected by the reflective layer, a thin film reflecting the pattern of the reflective layer can be formed on the deposition substrate.
さらに、反射層と有機化合物材料を含む層との間に熱の伝導を妨げる断熱層を設けてもよい。断熱層を、光に対する透過率は６０％以上とし、かつ熱伝導率が反射層及び光吸収層に用いる材料の熱伝導率よりも小さい材料を用いて形成することが好ましい。熱伝導率が低いと、照射された光から得られる熱を効率よく成膜に用いることができる。 Further, a heat insulating layer that prevents heat conduction may be provided between the reflective layer and the layer containing an organic compound material. The heat insulating layer is preferably formed using a material having a light transmittance of 60% or more and a thermal conductivity smaller than that of the material used for the reflective layer and the light absorbing layer. When the thermal conductivity is low, heat obtained from the irradiated light can be efficiently used for film formation.
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、光吸収層が設けられた透光性基板と、光吸収層上に有機化合物材料を含む層とを含む成膜用基板を用い、成膜用基板の有機化合物材料を含む層形成面と、被成膜基板の被成膜面とが離れて向き合うように、成膜用基板と被成膜基板とを配置し、透光性基板を通過させて、光源より光を光吸収層に照射し、光を照射された光吸収層上の有機化合物材料を含む層に含まれる材料を被成膜基板上に成膜し、光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度は２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下であり、時間は０．１ミリ秒以上１ミリ秒未満の間で光を光吸収層に照射する。 Another embodiment of the structure of the invention disclosed in this specification uses a film-formation substrate including a light-transmitting substrate provided with a light absorption layer and a layer including an organic compound material on the light absorption layer. The film-forming substrate and the film-forming substrate are arranged so that the layer-forming surface containing the organic compound material of the film-forming substrate and the film-forming surface of the film-forming substrate face each other. The light absorption layer is irradiated with light from the light source, and the material included in the layer containing the organic compound material on the light absorption layer irradiated with light is formed on the deposition substrate, and the light from the light source is formed. The energy density irradiated toward the absorption layer is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less, and the light is emitted for 0.1 ms or more and less than 1 ms. Irradiate the absorbing layer.
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、光吸収層が設けられた透光性基板と、光吸収層上に有機化合物材料を含む層とを含む成膜用基板を用い、成膜用基板の有機化合物材料を含む層形成面と、被成膜基板の被成膜面とが離れて向き合うように、成膜用基板と被成膜基板とを配置し、透光性基板を通過させて、光源より光を光吸収層に照射し、光を照射された光吸収層上の有機化合物材料を含む層に含まれる材料を被成膜基板上に成膜し、光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度は２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下であり、時間は０．１ミリ秒以上１ミリ秒未満の間で光を光吸収層に照射し、光の照射は、有機化合物材料を含む層形成面と被成膜基板の被成膜面との距離を１０μｍ以下に配置して行う。 Another embodiment of the structure of the invention disclosed in this specification uses a film-formation substrate including a light-transmitting substrate provided with a light absorption layer and a layer including an organic compound material on the light absorption layer. The film-forming substrate and the film-forming substrate are arranged so that the layer-forming surface containing the organic compound material of the film-forming substrate and the film-forming surface of the film-forming substrate face each other. The light absorption layer is irradiated with light from the light source, and the material included in the layer containing the organic compound material on the light absorption layer irradiated with light is formed on the deposition substrate, and the light from the light source is formed. The energy density irradiated toward the absorption layer is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less, and the light is emitted for 0.1 ms or more and less than 1 ms. The absorption layer is irradiated with light, and the distance between the layer formation surface containing the organic compound material and the film formation surface of the film formation substrate is set to 10 μm or less. Do.
本明細書で開示する成膜方法を用いて、被成膜基板上に設けられた第１の電極層上に発光層を形成し、発光層上に第２の電極層を形成して発光素子を有する発光装置を作製することができる。また、本明細書で開示する成膜方法を用いて発光層を形成する場合、被成膜領域を一画素ごとに対応させてもよいし、被成膜領域を複数の画素を含むように対応させ複数の画素の発光層を一度に作製してもよい。 By using the film formation method disclosed in this specification, a light emitting layer is formed over a first electrode layer provided over a deposition target substrate, and a second electrode layer is formed over the light emitting layer to form a light emitting element Can be manufactured. Further, in the case where a light-emitting layer is formed by using the deposition method disclosed in this specification, the deposition region may correspond to each pixel, or the deposition region may include a plurality of pixels. The light emitting layer of a plurality of pixels may be manufactured at a time.
本明細書で開示する成膜方法を用いると蒸着材料と被成膜基板との間にマスクを設けることなく、被成膜基板に微細なパターンの薄膜を形成することができる。 When the film formation method disclosed in this specification is used, a thin film with a fine pattern can be formed over the deposition target substrate without providing a mask between the deposition material and the deposition target substrate.
光吸収層に光を照射する工程は減圧下で行うことが好ましい。減圧下で光を照射し、被成膜基板に材料を成膜する工程を行うと、成膜される膜へのゴミ等の汚染物の影響を軽減することができる。また、材料の気化温度が低下するので、熱による被成膜基板へのダメージを抑制できる。また、装置内に残存する残留気体に、気化分子が衝突し散乱するのを防止でき、パターンぼけの発生を抑制できる。 The step of irradiating the light absorption layer with light is preferably performed under reduced pressure. When light is irradiated under reduced pressure and a material is deposited on the deposition target substrate, the influence of contaminants such as dust on the deposited film can be reduced. In addition, since the vaporization temperature of the material is lowered, damage to the deposition target substrate due to heat can be suppressed. Further, it is possible to prevent the vaporized molecules from colliding with the residual gas remaining in the apparatus and scatter, thereby suppressing the occurrence of pattern blur.
本明細書で開示する成膜方法は、高範囲を処理することも可能なため、大面積基板であっても生産性よく被成膜基板に薄膜を形成することができる。よって、高繊細な発光装置及び電子機器を安価で作製することができる。 Since the deposition method disclosed in this specification can process a high range, a thin film can be formed over the deposition target substrate with high productivity even in the case of a large-area substrate. Therefore, a highly delicate light-emitting device and electronic device can be manufactured at low cost.
蒸着材料と被成膜基板との間にマスクを設けることなく、被成膜基板に微細なパターンでかつ膜質の良好な薄膜を形成することができる。さらに、このような成膜方法を用いて発光素子を形成し、高繊細な発光装置を作製することができる。また、大面積の被成膜基板に薄膜を形成することができるため、大型の発光装置及び電子機器を作製することができる。 Without providing a mask between the vapor deposition material and the deposition target substrate, a thin film with a fine pattern and good quality can be formed on the deposition target substrate. Further, a light-emitting element can be formed by using such a film formation method, whereby a highly delicate light-emitting device can be manufactured. In addition, since a thin film can be formed over a deposition substrate having a large area, a large light-emitting device and an electronic device can be manufactured.
以下に、本明細書で開示する発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。但し、本明細書で開示する発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、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は当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。 Embodiments of the invention disclosed in this specification will be described below with reference to the drawings. However, the invention disclosed in this specification can be implemented in many different modes, and it is easy for those skilled in the art to change the modes and details in various ways without departing from the spirit and scope of the invention. To be understood. Therefore, the present invention is not construed as being limited to the description of this embodiment mode. Note that in all the drawings for describing the embodiments, the same portions or portions having similar functions are denoted by the same reference numerals, and repetitive description thereof is omitted.
（実施の形態１）
本実施の形態では、被成膜基板に微細なパターンで薄膜を形成することを目的とした成膜用基板及び成膜方法の一例について図１を用いて説明する。
(Embodiment 1)
In this embodiment, an example of a deposition substrate and a deposition method for the purpose of forming a thin film with a fine pattern over a deposition target substrate will be described with reference to FIGS.
図１（Ａ）に成膜用基板の一例を示す。第１の基板１０１上に選択的に光吸収層１０４が形成されている。第１の基板１０１と光吸収層１０４との間に下地膜となる絶縁膜を形成してもよい。 FIG. 1A illustrates an example of a deposition substrate. A light absorption layer 104 is selectively formed over the first substrate 101. An insulating film serving as a base film may be formed between the first substrate 101 and the light absorption layer 104.
成膜用基板に形成される光吸収層１０４に第１の基板１０１側より光を照射して、被成膜基板に膜を成膜する。従って、用いる光に対して、第１の基板１０１は透光性を、光吸収層１０４は光吸収性をそれぞれ有する必要がある。よって、照射される光の波長により、第１の基板１０１、光吸収層１０４に好適な材料の種類が変化するため、適宜材料を選択する必要がある。 The light absorption layer 104 formed on the deposition substrate is irradiated with light from the first substrate 101 side, so that a film is formed on the deposition target substrate. Therefore, the first substrate 101 needs to have a light-transmitting property and the light absorption layer 104 needs to have a light-absorbing property with respect to light to be used. Therefore, since the kind of material suitable for the first substrate 101 and the light absorption layer 104 varies depending on the wavelength of the irradiated light, it is necessary to select a material as appropriate.
また、第１の基板１０１は熱伝導率が低い材料であることが好ましい。熱伝導率が低いと、照射された光から得られる熱を効率よく成膜に用いることができる。第１の基板１０１としては、例えば、ガラス基板、石英基板、無機材料を含むプラスチック基板などを用いることができる。ガラス基板としては、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無アルカリガラスと呼ばれる電子工業用に使われる各種ガラス基板を適用することができる。 The first substrate 101 is preferably a material having low thermal conductivity. When the thermal conductivity is low, heat obtained from the irradiated light can be efficiently used for film formation. As the first substrate 101, for example, a glass substrate, a quartz substrate, a plastic substrate containing an inorganic material, or the like can be used. As the glass substrate, various glass substrates used for the electronic industry called non-alkali glass such as aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and barium borosilicate glass can be applied.
光吸収層１０４は、成膜の際に照射された光を吸収し、発熱する層である。よって、光吸収層１０４は、照射する光に対して低い反射率を有し、高い吸収率を有する材料で形成されていることが好ましい。具体的には、光吸収層１０４は、照射される光に対して、７０％以下の反射率を示すことが好ましい。 The light absorption layer 104 is a layer that absorbs light emitted during film formation and generates heat. Therefore, the light absorption layer 104 is preferably formed of a material having a low reflectance with respect to the light to be irradiated and a high absorption rate. Specifically, the light absorption layer 104 preferably exhibits a reflectance of 70% or less with respect to the irradiated light.
光吸収層１０４には、種々の材料を用いることができる。例えば、窒化チタン、窒化タンタル、窒化モリブデン、窒化タングステンなどの金属窒化物、チタン、モリブデン、タングステンなどの金属、カーボンなどを用いることができる。なお、照射される光の波長に応じて、光吸収層１０４に好適な材料の種類が変化することから、適宜材料を選択する必要がある。また、光吸収層１０４は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。例えば、金属と金属窒化物の積層構造としてもよい。 Various materials can be used for the light absorption layer 104. For example, a metal nitride such as titanium nitride, tantalum nitride, molybdenum nitride, or tungsten nitride, a metal such as titanium, molybdenum, or tungsten, or carbon can be used. Note that since the type of material suitable for the light absorption layer 104 varies depending on the wavelength of light to be irradiated, it is necessary to select a material as appropriate. Further, the light absorption layer 104 is not limited to a single layer, and may be composed of a plurality of layers. For example, a stacked structure of metal and metal nitride may be used.
光吸収層１０４は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、化学気相成長（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成することができる。 The light absorption layer 104 can be formed by various methods. For example, it can be formed by a sputtering method, an electron beam evaporation method, a vacuum evaporation method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or the like.
光吸収層１０４の膜厚は、材料によって異なるが、照射した光が透過しない膜厚であることが好ましい。具体的には、１０ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚であることが好ましい。また、光吸収層の膜厚が薄い方が低いエネルギー密度の光で成膜することができるため、更に好ましくは１０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の膜厚であるとよい。 The film thickness of the light absorption layer 104 is different depending on the material, but is preferably a film thickness that does not transmit the irradiated light. Specifically, the film thickness is preferably 10 nm or more and 2 μm or less. In addition, since the light absorption layer having a smaller thickness can be formed with light having a lower energy density, the thickness is more preferably greater than or equal to 10 nm and less than or equal to 600 nm.
光吸収層１０４は、有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料の成膜可能温度（材料層に含まれる材料の少なくとも一部が被成膜基板へ成膜される温度）まで加熱できるのであれば、照射する光の一部が透過してもよい。ただし、一部が透過する場合には、有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料として、光によって分解しない材料を用いることが必要である。 The light absorption layer 104 can be heated to a temperature at which a material included in the layer 105 containing an organic compound material can be formed (a temperature at which at least a part of the material included in the material layer is formed on the deposition target substrate). For example, part of the irradiated light may be transmitted. However, in the case where part of the light is transmitted, it is necessary to use a material that is not decomposed by light as the material included in the layer 105 including an organic compound material.
光吸収層１０４上に保護膜を形成してもよい。保護膜は光吸収層への光照射により光吸収層が蒸発するのを防ぐ効果がある。保護膜としては酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜を用いることができ、それらの積層でもよい。保護膜の膜厚は１００ｎｍ以下とするのが好ましい。 A protective film may be formed over the light absorption layer 104. The protective film has an effect of preventing the light absorption layer from evaporating due to light irradiation to the light absorption layer. As the protective film, a silicon oxide film, a silicon nitride film, a silicon oxynitride film, or a silicon nitride oxide film can be used, and a stacked layer thereof may be used. The thickness of the protective film is preferably 100 nm or less.
光吸収層１０４上に被成膜基板上に成膜される材料を含む有機化合物材料を含む層１０５を形成する（図１（Ｂ）参照。）。 A layer 105 containing an organic compound material containing a material to be deposited over the deposition target substrate is formed over the light absorption layer 104 (see FIG. 1B).
有機化合物材料を含む層１０５は、被成膜基板上に成膜する材料を含んで形成される層である。そして、成膜用基板に光を照射することにより、有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料が加熱され、有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料の少なくとも一部が被成膜基板上に成膜される。有機化合物材料を含む層１０５が加熱されると、有機化合物材料を含む層に含まれる材料の少なくとも一部が気化すること、もしくは、有機化合物材料を含む層の少なくとも一部に熱変形が生じ、その結果応力が変化するために膜が剥がれ、被成膜基板上に成膜される。 The layer 105 including an organic compound material is a layer formed including a material to be deposited over a deposition target substrate. Then, by irradiating the deposition substrate with light, the material included in the layer 105 including an organic compound material is heated, so that at least a part of the material included in the layer 105 including the organic compound material is formed on the deposition substrate. A film is formed. When the layer 105 containing an organic compound material is heated, at least a part of the material contained in the layer containing the organic compound material is vaporized, or at least a part of the layer containing the organic compound material is thermally deformed, As a result, the stress changes, so that the film is peeled off and formed on the film formation substrate.
有機化合物材料を含む層１０５は、種々の方法により形成される。例えば、湿式法であるスピンコート法、ロールコート法、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、スプレー法、キャスト法、ディップ法、液滴吐出（噴出）法（インクジェット法）、ディスペンサ法、各種印刷法（スクリーン（孔版）印刷、オフセット（平版）印刷、凸版印刷やグラビア（凹版）印刷など所望なパターンで形成される方法）などを用いることができる。また、乾式法である真空蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法等を用いることができる。 The layer 105 containing an organic compound material is formed by various methods. For example, the spin coating method, the roll coating method, the die coating method, the roll coating method, the blade coating method, the bar coating method, the gravure coating method, the spray method, the casting method, the dip method, and the droplet discharge (spout) method (wet method) Ink jet methods), dispenser methods, various printing methods (screen (stencil) printing, offset (lithographic) printing, methods of forming a desired pattern such as relief printing or gravure (intaglio printing)), and the like can be used. Alternatively, a dry method such as a vacuum evaporation method, a CVD method, a sputtering method, or the like can be used.
有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料としては、種々の有機化合物材料を用いることができ、さらに種々の無機化合物材料を含んでも良い。発光素子のＥＬ層を形成する場合には、ＥＬ層を形成する成膜可能な材料を用いる。例えば、ＥＬ層を形成する発光性材料、キャリア輸送性材料などの有機化合物の他、ＥＬ層を構成するキャリア輸送層やキャリア注入層、発光素子の電極などに用いられる金属酸化物、金属窒化物、ハロゲン化金属、金属単体といった無機化合物を用いることもできる。 As a material included in the layer 105 including an organic compound material, various organic compound materials can be used, and various inorganic compound materials may be included. In the case of forming an EL layer of a light-emitting element, a filmable material for forming the EL layer is used. For example, in addition to organic compounds such as luminescent materials and carrier transport materials that form EL layers, metal oxides and metal nitrides used in carrier transport layers and carrier injection layers that constitute EL layers, electrodes of light emitting elements, and the like Inorganic compounds such as metal halides and simple metals can also be used.
また、有機化合物材料を含む層１０５は、複数の材料を含んでいてもよい。また、有機化合物材料を含む層１０５は、単層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい。 Further, the layer 105 including an organic compound material may include a plurality of materials. The layer 105 including an organic compound material may be a single layer or a plurality of layers may be stacked.
湿式法を用いて有機化合物材料を含む層１０５を形成する場合には、所望の材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、液状の組成物（溶液あるいは分散液）を調整すればよい。溶媒は、材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ材料と反応しないものであれば特に限定されない。例えば、クロロホルム、テトラクロロメタン、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、或いはクロロベンゼンなどのハロゲン系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン、ｎ−プロピルメチルケトン、或いはシクロヘキサノンなどのケトン系溶媒、ベンゼン、トルエン、或いはキシレンなどの芳香族系溶媒、酢酸エチル、酢酸ｎ−プロピル、酢酸ｎ−ブチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトン、或いは炭酸ジエチルなどのエステル系溶媒、テトラヒドロフラン、或いはジオキサンなどのエーテル系溶媒、ジメチルホルムアミド、或いはジメチルアセトアミドなどのアミド系溶媒、ジメチルスルホキシド、ヘキサン、又は水等を用いることができる。また、これらの溶媒複数種を混合して用いてもよい。湿式法を用いることにより、材料の利用効率を高めることができ、製造コストを低減させることができる。 When the layer 105 including an organic compound material is formed by a wet method, a desired material may be dissolved or dispersed in a solvent to adjust a liquid composition (solution or dispersion). The solvent is not particularly limited as long as it can dissolve or disperse the material and does not react with the material. For example, halogen solvents such as chloroform, tetrachloromethane, dichloromethane, 1,2-dichloroethane, or chlorobenzene, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ketone, n-propyl methyl ketone, or cyclohexanone, benzene, toluene, or Aromatic solvents such as xylene, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, ethyl propionate, γ-butyrolactone, ester solvents such as diethyl carbonate, ether solvents such as tetrahydrofuran or dioxane, dimethylformamide Alternatively, an amide solvent such as dimethylacetamide, dimethyl sulfoxide, hexane, water, or the like can be used. Moreover, you may mix and use these solvent multiple types. By using the wet method, the utilization efficiency of the material can be increased, and the manufacturing cost can be reduced.
有機化合物材料を含む層１０５によって被成膜基板上に形成される膜の膜厚および均一性を制御する場合には、有機化合物材料を含む層１０５の膜厚および均一性は制御される必要がある。しかし、被成膜基板上に形成される膜の膜厚および均一性に影響しないのであれば、有機化合物材料を含む層１０５は必ずしも均一の層である必要はない。例えば、微細な島状に形成されていてもよいし、凹凸を有する層状に形成されていてもよい。 In the case where the thickness and uniformity of a film formed over a deposition target substrate is controlled by the layer 105 containing an organic compound material, the thickness and uniformity of the layer 105 containing an organic compound material need to be controlled. is there. However, the layer 105 containing an organic compound material is not necessarily a uniform layer as long as the thickness and uniformity of a film formed over the deposition target substrate are not affected. For example, it may be formed in a fine island shape, or may be formed in a layered structure.
次に、第１の基板１０１の一方の面であって、光吸収層１０４及び有機化合物材料を含む層１０５が形成された面に対向する位置に、被成膜基板である第２の基板１０７を配置する（図１（Ｃ）参照。）。第２の基板１０７は、成膜処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。 Next, the second substrate 107 which is a deposition target substrate is positioned on one surface of the first substrate 101 and facing the surface on which the light absorption layer 104 and the layer 105 containing an organic compound material are formed. (See FIG. 1C). The second substrate 107 is a deposition target substrate on which a desired layer is deposited by a deposition process.
成膜用基板における有機化合物材料を含む層１０５表面と、被成膜基板における被成膜面との距離ｄを至近距離、具体的には距離ｄを、０＜ｄ≦１０μｍ（より好ましくは０＜ｄ≦５μｍ）となるように近づけて対向させることが好ましい。距離ｄが短いと有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料が被成膜面に移動する距離も短くなるため、より被成膜面に成膜される膜のパターンぼけを防止でき精度良く成膜することができる。 The distance d between the surface of the layer 105 containing the organic compound material in the deposition substrate and the deposition surface of the deposition substrate is the closest distance, specifically, the distance d is 0 <d ≦ 10 μm (more preferably 0). <D ≦ 5 μm) It is preferable to make them face each other close to each other. When the distance d is short, the distance that the material included in the layer 105 containing an organic compound material moves to the deposition surface is also shortened, so that the pattern blur of the film deposited on the deposition surface can be prevented more accurately. Can be membrane.
第１の基板１０１及び第２の基板１０７が特に大型基板であると、基板のたわみやそりなどによって基板間で距離ｄに誤差が生じ、距離ｄの値に分布を有する場合がある。この場合、距離ｄは材料層表面と被成膜面との間の最長距離とする。基板の大きさや配置方法によっては、第１の基板１０１上の最表面の膜と第２の基板１０７上の最表面の膜とは一部接触する場合もある。 If the first substrate 101 and the second substrate 107 are particularly large substrates, an error may occur in the distance d between the substrates due to deflection or warpage of the substrate, and the value of the distance d may have a distribution. In this case, the distance d is the longest distance between the material layer surface and the film formation surface. Depending on the size and arrangement method of the substrate, the outermost film on the first substrate 101 and the outermost film on the second substrate 107 may partially contact each other.
第１の基板１０１上に光吸収層１０４及び有機化合物材料を含む層１０５が形成された成膜用基板において、より成膜される膜に高い信頼性を付与したい場合は、成膜用基板に真空中での加熱処理を行うこと好ましい。同様に、被成膜基板である第２の基板１０７も成膜前に真空中での加熱処理を行うと、成膜される膜の信頼性が向上する。特に、被成膜用基板に隔壁となる絶縁層などを設ける場合、真空中での加熱処理により水などの汚染物を除去することで、より信頼性の高い膜を成膜することができ、作製する発光素子、及び発光装置の信頼性も高めることができる。 In the deposition substrate in which the light absorption layer 104 and the layer 105 including an organic compound material are formed over the first substrate 101, when it is desired to provide high reliability to the deposited film, the deposition substrate is used. It is preferable to perform the heat treatment in a vacuum. Similarly, when the second substrate 107 which is a deposition target substrate is subjected to heat treatment in vacuum before deposition, the reliability of the deposited film is improved. In particular, when an insulating layer serving as a partition is provided on a deposition target substrate, a more reliable film can be formed by removing contaminants such as water by heat treatment in a vacuum, The reliability of the light-emitting element and the light-emitting device to be manufactured can also be increased.
第１の基板１０１の裏面（光吸収層１０４及び有機化合物材料を含む層１０５が形成されていない面）側から光源１２１より光１１０を照射する（図１（Ｄ）参照。）。このとき、第１の基板１０１に照射された光は、第１の基板１０１を透過し、光吸収層１０４に吸収される。そして、光吸収層１０４は、吸収した光から得た熱を有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料に与えることにより、有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料の少なくとも一部を、第２の基板１０７上に膜１１１として成膜する。これにより、第２の基板１０７上に所望のパターンに成形された膜１１１が形成される（図１（Ｅ）参照。）。 Light 110 is emitted from the light source 121 from the back surface side (the surface on which the light absorption layer 104 and the layer 105 containing an organic compound material are not formed) of the first substrate 101 (see FIG. 1D). At this time, the light irradiated to the first substrate 101 passes through the first substrate 101 and is absorbed by the light absorption layer 104. Then, the light absorption layer 104 applies heat obtained from the absorbed light to the material included in the layer 105 including the organic compound material, whereby at least a part of the material included in the layer 105 including the organic compound material is reduced. A film 111 is formed on the second substrate 107. Accordingly, a film 111 formed into a desired pattern is formed over the second substrate 107 (see FIG. 1E).
光吸収層１０４に光１１０を照射する工程は減圧下で行うことが好ましい。減圧下で光１１０を照射し、被成膜基板に材料を成膜する工程を行うと、成膜される膜へのゴミ等の汚染物の影響を軽減することができる。また、材料の気化温度が低下するので、熱による被成膜基板へのダメージを抑制できる。また、装置内に残存する残留気体に、気化分子が衝突し散乱するのを防止でき、パターンぼけの発生を抑制できる。 The step of irradiating the light absorption layer 104 with the light 110 is preferably performed under reduced pressure. When the light 110 is irradiated under reduced pressure to form a material on the deposition target substrate, the influence of contaminants such as dust on the deposited film can be reduced. In addition, since the vaporization temperature of the material is lowered, damage to the deposition target substrate due to heat can be suppressed. Further, it is possible to prevent the vaporized molecules from colliding with the residual gas remaining in the apparatus and scatter, thereby suppressing the occurrence of pattern blur.
また、光吸収層１０４に光１１０を照射する工程は有機化合物材料を含む層１０５を加熱状態（熱を保持している状態）として行ってもよい。有機化合物材料を含む層１０５に加熱処理を行い、加熱状態にしておくと、低いパワーの光の光源を用いた光照射でも材料層に含まれる材料を被成膜用基板に成膜することができる。光１１０を照射する工程を、有機化合物材料を含む層１０５を形成する際に行う加熱処理直後に行うと、有機化合物材料を含む層１０５は加熱状態とすることができる。また、ヒータなどの加熱手段を用いて。有機化合物材料を含む層１０５を加熱しながら光１１０を照射してもよい。 Further, the step of irradiating the light absorption layer 104 with the light 110 may be performed with the layer 105 containing an organic compound material in a heated state (a state in which heat is held). When the layer 105 including an organic compound material is subjected to heat treatment and is kept in a heated state, the material included in the material layer can be formed over the deposition target substrate even by light irradiation using a light source with low power. it can. When the step of irradiating the light 110 is performed immediately after the heat treatment performed when the layer 105 including an organic compound material is formed, the layer 105 including the organic compound material can be in a heated state. Also, using heating means such as a heater. The layer 110 containing an organic compound material may be irradiated with the light 110 while being heated.
成膜方法において、得られる薄膜の形状の正確性、薄膜の膜質に大きく影響するのは光照射工程の制御である。本実施の形態で、光照射工程において、照射時間及び光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度を制御することで薄膜の形状不良（パターンぼけ）を抑制し、良質の膜質を得る。 In the film forming method, it is the control of the light irradiation process that greatly affects the accuracy of the shape of the thin film obtained and the film quality of the thin film. In the present embodiment, in the light irradiation step, by controlling the irradiation time and the energy density irradiated from the light source toward the light absorption layer, shape defects (pattern blur) of the thin film are suppressed, and a high quality film quality is obtained.
本実施の形態の光吸収層１０４への光照射工程において、光１１０の照射時間を０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満（より好ましくは０．２ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上０．５ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以下）とし、かつ光１１０の照射により光吸収層１０４の照射領域に与えられるエネルギー密度を２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下（より好ましくは２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上１×１０５Ｗ／ｃｍ２以下）とする。上記のような光照射工程を行うと、被成膜基板に正確なパターン形状の良質な薄膜を成膜することができる。 In the light irradiation process on the light absorption layer 104 of this embodiment, the irradiation time of the light 110 is set to 0.1 milliseconds (msec.) Or more and less than 1 millisecond (msec.) (More preferably 0.2 milliseconds ( msec.) to 0.5 milliseconds (msec.)), and the energy density applied to the irradiation region of the light absorption layer 104 by irradiation with the light 110 is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W. / Cm 2 or less (more preferably 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 1 × 10 5 W / cm 2 or less). When the light irradiation process as described above is performed, a high-quality thin film having an accurate pattern shape can be formed on the deposition target substrate.
用いる光１１０は、光吸収層１０４が吸収する波長であり、本明細書で開示する発明における光照射時間及びエネルギー密度を満たす、パターンぼけ及び膜質不良が抑制できる波長を用いればよく、光源１２１などの種類には特に限定されない。 The light 110 to be used is a wavelength that the light absorption layer 104 absorbs, and a wavelength that satisfies the light irradiation time and energy density in the invention disclosed in this specification and that can suppress pattern blur and poor film quality may be used. There is no particular limitation on the type of the above.
光源１２１に好適に用いられる例としてはフラッシュランプ（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）がある。フラッシュランプは短時間で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、処理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、ランプ光は一度に広範囲を処理することができるため、作製工程時間を短縮し、スループットを向上することが可能となる。 Examples of the light source 121 preferably used include a flash lamp (a xenon flash lamp, a krypton flash lamp, etc.). Since the flash lamp can repeatedly radiate high intensity light in a short time and irradiate a large area, it can be heated efficiently and uniformly regardless of the area of the processing substrate. In addition, since the lamp light can be processed over a wide area at a time, the manufacturing process time can be shortened and the throughput can be improved.
光１１０は、光源１２１にランプを用いたランプ光による強光、光源１２１にレーザ発振器を用いたレーザ光などを用いることができる。光の波長は４００ｎｍ以上２５００ｎｍ以下程度の光を好適に用いることができる。 As the light 110, strong light by lamp light using a lamp as the light source 121, laser light using a laser oscillator as the light source 121, or the like can be used. Light having a wavelength of about 400 nm to 2500 nm can be preferably used.
用いる光１１０は、赤外光、可視光、または紫外光のいずれか一またはそれらの組み合わせを用いることが可能である。例えば、紫外線ランプ、ブラックライト、ハロゲンランプ、メタルハライドランプ、キセノンアークランプ、カーボンアークランプ、高圧ナトリウムランプ、または高圧水銀ランプから射出された光（ランプ光）を用いてもよい。その場合、ランプ光源は、必要な時間点灯させて照射してもよいし、複数回照射してもよい。 As the light 110 to be used, any one of infrared light, visible light, and ultraviolet light, or a combination thereof can be used. For example, light (lamp light) emitted from an ultraviolet lamp, black light, halogen lamp, metal halide lamp, xenon arc lamp, carbon arc lamp, high pressure sodium lamp, or high pressure mercury lamp may be used. In that case, the lamp light source may be lit and irradiated for a necessary time, or may be irradiated multiple times.
また、光としてレーザ光を用いてもよく、レーザ発振器としては、紫外光、可視光、又は赤外光を発振することが可能なレーザ発振器を用いることができる。様々な波長のレーザ光を用いることができ、例えば、３５５、５１５、５３２、１０３０、１０６４ｎｍなどの波長のレーザ光を用いることができる。 Laser light may be used as the light, and a laser oscillator capable of oscillating ultraviolet light, visible light, or infrared light can be used as the laser oscillator. Laser light with various wavelengths can be used. For example, laser light with wavelengths such as 355, 515, 532, 1030, and 1064 nm can be used.
レーザ光には、Ａｒレーザ、Ｋｒレーザ、エキシマレーザなどの気体レーザ、単結晶のＹＡＧ、ＹＶＯ４、フォルステライト（Ｍｇ２ＳｉＯ４）、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４、若しくは多結晶（セラミック）のＹＡＧ、Ｙ２Ｏ３、ＹＶＯ４、ＹＡｌＯ３、ＧｄＶＯ４に、ドーパントとしてＮｄ、Ｙｂ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｔａのうち１種または複数種添加されているものを媒質とするレーザ、ガラスレーザ、ルビーレーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ：サファイアレーザ、ファイバーレーザ等の固体レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、上記固体レーザから発振される第２高調波や第３高調波、さらに高次の高調波を用いることもできる。なお、レーザ媒体が固体である固体レーザを用いると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的に安定している利点を有している。 Laser light includes Ar laser, Kr laser, excimer laser, and other gas lasers, single crystal YAG, YVO 4 , forsterite (Mg 2 SiO 4 ), YAlO 3 , GdVO 4 , or polycrystalline (ceramic) YAG, A laser using a medium in which one or more of Nd, Yb, Cr, Ti, Ho, Er, Tm, and Ta are added as dopants to Y 2 O 3 , YVO 4 , YAlO 3 , and GdVO 4 , A laser oscillated from one or a plurality of solid lasers such as a glass laser, a ruby laser, an alexandrite laser, a Ti: sapphire laser, and a fiber laser can be used. Also, second harmonics, third harmonics, and higher harmonics oscillated from the solid-state laser can be used. Note that the use of a solid-state laser whose laser medium is solid has the advantage that a maintenance-free state can be maintained for a long time and the output is relatively stable.
また、レーザスポットの形状は、線状または矩形状とすることが好ましい。線状または矩形状とすることにより、処理基板にレーザ光を効率よく走査することができる。よって、成膜に要する時間（タクトタイム）が短くなり、生産性が向上する。また、レーザスポットの形状は楕円形状でもよい。 The shape of the laser spot is preferably linear or rectangular. By making the shape linear or rectangular, the processing substrate can be efficiently scanned with laser light. Therefore, the time required for film formation (takt time) is shortened and productivity is improved. The shape of the laser spot may be elliptical.
また、光照射による成膜は、減圧雰囲気下で行うことが好ましい。従って、成膜室内を５×１０−３Ｐａ以下、好ましくは１０−６Ｐａ以上１０−４Ｐａ以下の雰囲気とすることが好ましい。 In addition, film formation by light irradiation is preferably performed in a reduced pressure atmosphere. Therefore, the atmosphere in the film formation chamber is preferably 5 × 10 −3 Pa or less, and more preferably 10 −6 Pa to 10 −4 Pa.
本実施の形態のように光吸収層１０４を成膜パターンを反映して選択的に形成すれば、被成膜基板に該パターンで薄膜を形成することができる。 If the light absorption layer 104 is selectively formed reflecting the film formation pattern as in this embodiment mode, a thin film can be formed using the pattern on the deposition target substrate.
また、光吸収層１０４に光が照射されないように、第１の基板１０１と光吸収層１０４との間に反射層を選択的に形成してもよい。反射層によって光は反射されるので、反射層のパターンを反映した薄膜を被成膜基板に形成することができる。 In addition, a reflective layer may be selectively formed between the first substrate 101 and the light absorption layer 104 so that the light absorption layer 104 is not irradiated with light. Since light is reflected by the reflective layer, a thin film reflecting the pattern of the reflective layer can be formed on the deposition substrate.
さらに、反射層と有機化合物材料を含む層との間に熱の伝導を妨げる断熱層を設けてもよい。 Further, a heat insulating layer that prevents heat conduction may be provided between the reflective layer and the layer containing an organic compound material.
本明細書で開示する発明を適用することにより、第１の基板上に形成された有機化合物材料を含む層の膜厚を制御することによって、被成膜基板である第２の基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができる。つまり、第１の基板上に形成された有機化合物材料を含む層に含まれる材料を全て成膜することにより第２の基板上に形成される膜が所望の膜厚となるように予め有機化合物材料を含む層の膜厚が制御されているため、第２の基板上に成膜する際の膜厚モニターは不要となる。よって、膜厚モニターを利用した成膜速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。そのため、生産性の向上を図ることができる。 By applying the invention disclosed in this specification, the thickness of the layer including an organic compound material formed over the first substrate is controlled, so that the film is formed over the second substrate which is a deposition target substrate. The film thickness of the film to be formed can be controlled. That is, the organic compound is formed in advance so that the film formed on the second substrate has a desired thickness by forming all the materials included in the layer including the organic compound material formed on the first substrate. Since the film thickness of the layer containing the material is controlled, it is not necessary to monitor the film thickness when forming the film on the second substrate. Therefore, it is not necessary for the user to adjust the film formation rate using the film thickness monitor, and the film formation process can be fully automated. Therefore, productivity can be improved.
また、本明細書で開示する発明を適用することにより、第１の基板上に形成された有機化合物材料を含む層１０５に含まれる材料を均一に成膜することができる。また、有機化合物材料を含む層１０５が複数の材料を含む場合でも、有機化合物材料を含む層１０５と同じ材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板である第２の基板上に成膜することができる。従って、本明細書で開示する成膜方法は、成膜温度の異なる複数の材料を用いて成膜する場合でも、共蒸着のようにそれぞれ蒸着レートを制御する必要がない。そのため、蒸着レート等の複雑な制御を行うことなく、所望の異なる材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。 In addition, by applying the invention disclosed in this specification, a material included in the layer 105 including an organic compound material formed over the first substrate can be formed uniformly. In addition, even when the layer 105 including an organic compound material includes a plurality of materials, a film containing the same material as the layer 105 including an organic compound material in substantially the same weight ratio is formed over the second substrate which is a deposition substrate. A film can be formed. Therefore, the deposition method disclosed in this specification does not need to control the deposition rate as in the case of co-evaporation even when a plurality of materials having different deposition temperatures are used for deposition. Therefore, it is possible to easily and accurately form a layer containing different desired materials without complicated control of the deposition rate or the like.
本明細書で開示する成膜方法を用いて発光装置の発光層を形成する場合、第１の領域を一画素ごとに対応させてもよいし、第１の領域を複数の画素を含むように対応させ複数の画素の発光層を一度に作製してもよい。例えば、例えば三色の色要素（例えばＲＧＢ）でフルカラー表示を行いストライプ配置とする場合、複数の同色の発光を示す画素を含む領域を、成膜用基板の第１の領域と対応させ、被成膜用基板に複数の画素の発光層を形成することができる。 In the case where a light-emitting layer of a light-emitting device is formed using the film formation method disclosed in this specification, the first region may correspond to each pixel, or the first region may include a plurality of pixels. The light emitting layers of a plurality of pixels may be manufactured at a time. For example, when full color display is performed with three color elements (for example, RGB) to form a stripe arrangement, a region including a plurality of pixels that emit light of the same color is associated with the first region of the deposition substrate, A light emitting layer of a plurality of pixels can be formed over the deposition substrate.
フルカラーディスプレイを作製する場合には、発光層を作り分ける必要があるため、本明細書で開示する成膜方法を用いて発光層を形成すれば、容易に所望のパターンで発光層を作り分けることができる。また、精度良く発光層を作り分けることができる。 When producing a full color display, it is necessary to create a light emitting layer separately. Therefore, if a light emitting layer is formed using the film forming method disclosed in this specification, the light emitting layer can be easily formed in a desired pattern. Can do. In addition, the light emitting layer can be made with high accuracy.
また、本明細書で開示する成膜方法では、所望の材料を無駄にすることなく、被成膜基板に成膜することが可能である。よって、材料の利用効率が向上し、製造コストの低減を図ることができる。また、成膜室内壁に材料が付着することも防止でき、成膜装置のメンテナンスを容易にすることができる。 Further, with the film formation method disclosed in this specification, it is possible to form a film on a deposition target substrate without wasting a desired material. Therefore, the utilization efficiency of the material can be improved and the manufacturing cost can be reduced. Further, the material can be prevented from adhering to the film formation chamber wall, and the maintenance of the film formation apparatus can be facilitated.
また、本明細書で開示する発明を適用することにより、平坦でムラのない膜を成膜することが可能となる。また、所望の領域のみに成膜することが可能であるため、微細パターンの形成が可能となり、高精細な発光装置を作製することができる。 In addition, by applying the invention disclosed in this specification, a flat and uniform film can be formed. In addition, since a film can be formed only in a desired region, a fine pattern can be formed, and a high-definition light-emitting device can be manufactured.
また、本明細書で開示する発明を適用することにより、光を用いた成膜の際に選択的に所望の領域に成膜することができるので、材料の利用効率を高めることができ、精度良く、所望の形状に成膜することが容易であるため生産性向上を図ることができる。 In addition, by applying the invention disclosed in this specification, film formation using light can be performed selectively in a desired region, so that the material use efficiency can be increased and accuracy can be improved. Since it is easy to form a film in a desired shape, productivity can be improved.
また、本明細書で開示する発明を適用することにより、光を用いた成膜の際に光源にランプを使用することができるため、大面積を一度に処理することが可能となる。よって生産性を向上させることができる。 Further, by applying the invention disclosed in this specification, a lamp can be used as a light source in film formation using light, so that a large area can be processed at a time. Therefore, productivity can be improved.
（実施の形態２）
本実施の形態では、本明細書で開示する発明に用いることのできる成膜用基板の他の例を図３を用いて説明する。実施の形態１と同様な機能を有する構成の材料や作製方法は、実施の形態１と同様とすればよい。
(Embodiment 2)
In this embodiment, another example of a deposition substrate that can be used in the invention disclosed in this specification will be described with reference to FIGS. A material having a function similar to that of Embodiment 1 and a manufacturing method thereof may be similar to those of Embodiment 1.
図３（Ａ）乃至（Ｆ）は、成膜用基板に光吸収層の他に、反射層や断熱層を設ける例である。 3A to 3F illustrate an example in which a reflective layer and a heat insulating layer are provided in addition to the light absorption layer on the deposition substrate.
光吸収層に光が照射されないように、透光性基板と光吸収層との間に反射層を選択的に形成することができる。反射層によって光は反射されるので、反射層のパターンを反映した薄膜を被成膜基板に形成することができる。 A reflective layer can be selectively formed between the light-transmitting substrate and the light absorption layer so that the light absorption layer is not irradiated with light. Since light is reflected by the reflective layer, a thin film reflecting the pattern of the reflective layer can be formed on the deposition substrate.
また、反射層と有機化合物材料を含む層との間に熱の伝導を妨げる断熱層を設けることもできる。断熱層を、光に対する透過率は６０％以上とし、かつ熱伝導率が反射層及び光吸収層に用いる材料の熱伝導率よりも小さい材料を用いて形成することが好ましい。熱伝導率が低いと、照射された光から得られる熱を効率よく成膜に用いることができる。なお、本明細書で開示する発明において、断熱層は熱を完全に遮断することが好ましいが、本明細書では、少なくとも光吸収層よりも熱の伝導を妨げるものも断熱層という。 In addition, a heat insulating layer that prevents heat conduction can be provided between the reflective layer and the layer containing an organic compound material. The heat insulating layer is preferably formed using a material having a light transmittance of 60% or more and a thermal conductivity smaller than that of the material used for the reflective layer and the light absorbing layer. When the thermal conductivity is low, heat obtained from the irradiated light can be efficiently used for film formation. Note that in the invention disclosed in this specification, it is preferable that the heat insulating layer completely block heat, but in this specification, a material that hinders heat conduction more than the light absorption layer is also referred to as a heat insulating layer.
図３（Ａ）は、第１の基板１０１と光吸収層１０４との間に選択的に反射層１０２を設けており、光吸収層１０４上に有機化合物材料を含む層１０５が形成されている。反射層１０２上の光吸収層１０４には光は照射されないために、反射層１０２の形成領域以外の領域のパターンが被成膜用基板における薄膜の成膜パターンとすることができる。 In FIG. 3A, the reflective layer 102 is selectively provided between the first substrate 101 and the light absorption layer 104, and the layer 105 containing an organic compound material is formed over the light absorption layer 104. . Since the light absorption layer 104 on the reflective layer 102 is not irradiated with light, the pattern of the region other than the region where the reflective layer 102 is formed can be a thin film deposition pattern on the deposition target substrate.
図３（Ｂ）は、図３（Ａ）において、光吸収層１０４を選択的に形成し、第１の基板１０１上の反射層１０２の形成領域以外に光吸収層１０４を形成する例である。 FIG. 3B illustrates an example in which the light absorption layer 104 is selectively formed in FIG. 3A and the light absorption layer 104 is formed in a region other than the formation region of the reflective layer 102 over the first substrate 101. .
図３（Ｃ）は、図３（Ａ）において、反射層１０２と光吸収層１０４との間に断熱層１０３を設ける例である。図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）において、光吸収層１０４を選択的に形成し、第１の基板１０１上の反射層１０２の形成領域以外に光吸収層１０４を形成する例である。 FIG. 3C illustrates an example in which the heat insulating layer 103 is provided between the reflective layer 102 and the light absorption layer 104 in FIG. FIG. 3D illustrates an example in which the light absorption layer 104 is selectively formed in FIG. 3C and the light absorption layer 104 is formed in a region other than the formation region of the reflective layer 102 over the first substrate 101. .
断熱層１０３を設けることで反射層１０２と光吸収層１０４とは接しなくなるために熱の伝わりをより防止することができる。 By providing the heat insulating layer 103, the reflective layer 102 and the light absorbing layer 104 are not in contact with each other, so that heat transfer can be further prevented.
図３（Ｅ）は、図３（Ｃ）において、反射層１０２と重畳する領域に、断熱層１１２をさらに設ける例である。図３（Ｅ）では、光吸収層１０４と有機化合物材料を含む層１０５との間に選択的に断熱層１１２が形成されている。図３（Ｆ）は、図３（Ｅ）において、光吸収層１０４を選択的に形成し、第１の基板１０１上の反射層１０２の形成領域以外に光吸収層１０４を形成する例である。よって図３（Ｆ）では、断熱層１０３と断熱層１１２とが接して積層する構成となる。 FIG. 3E illustrates an example in which a heat insulating layer 112 is further provided in a region overlapping with the reflective layer 102 in FIG. In FIG. 3E, a heat insulating layer 112 is selectively formed between the light absorption layer 104 and the layer 105 containing an organic compound material. FIG. 3F illustrates an example in which the light absorption layer 104 is selectively formed in FIG. 3E and the light absorption layer 104 is formed in a region other than the formation region of the reflective layer 102 over the first substrate 101. . Therefore, in FIG. 3F, the heat insulating layer 103 and the heat insulating layer 112 are stacked in contact with each other.
このように断熱層を複数設けると、より被成膜基板において薄膜を成膜しない領域（第２の領域）へ、薄膜を成膜する領域（第１の領域）からの熱が伝わることを防止する効果を高めることができる。よって、より被成膜基板における薄膜のパターン形状を正確に制御することができ、高精細なパターン形状の薄膜を得ることが可能となる。 By providing a plurality of heat insulating layers in this way, heat from the region where the thin film is formed (first region) is prevented from being transferred to the region where the thin film is not formed (second region) on the deposition substrate. Can enhance the effect. Therefore, the pattern shape of the thin film on the deposition target substrate can be more accurately controlled, and a thin film with a high-definition pattern shape can be obtained.
反射層１０２は、成膜の際、光吸収層１０４の一部分に選択的に光を照射するために、それ以外の部分に照射される光を反射するための層である。よって、反射層１０２は、照射する光に対して高い反射率を有する材料で形成されていることが好ましい。具体的には、反射層１０２は、照射される光に対して、反射率が８５％以上、さらに好ましくは、反射率が９０％以上であることが好ましい。 The reflective layer 102 is a layer for reflecting light irradiated to other portions in order to selectively irradiate light to a part of the light absorption layer 104 during film formation. Therefore, the reflective layer 102 is preferably formed of a material having a high reflectance with respect to the light to be irradiated. Specifically, the reflective layer 102 preferably has a reflectance of 85% or more, more preferably 90% or more, with respect to the irradiated light.
反射層１０２に用いることができる材料としては、例えば、銀、金、白金、銅、アルミニウムを含む合金、又は銀を含む合金などを用いることができる。 As a material that can be used for the reflective layer 102, for example, an alloy containing silver, gold, platinum, copper, aluminum, an alloy containing silver, or the like can be used.
反射層１０２の膜厚は、材料により異なるが、１００ｎｍ以上とすることが好ましい。１００ｎｍ以上の膜厚とすることにより、照射した光が反射層を透過することを抑制することができる。 The thickness of the reflective layer 102 varies depending on the material, but is preferably 100 nm or more. By setting it as a film thickness of 100 nm or more, it can suppress that the irradiated light permeate | transmits a reflective layer.
また、反射層１０２を所望の形状に加工する際には種々の方法を用いることができるが、ドライエッチングを用いることが好ましい。ドライエッチングを用いることにより、側壁が鋭くなり、微細なパターンを形成することができる。 In addition, various methods can be used for processing the reflective layer 102 into a desired shape, but it is preferable to use dry etching. By using dry etching, the side wall becomes sharp and a fine pattern can be formed.
断熱層１０３、１１２は、熱伝導率が反射層１０２および光吸収層１０４を形成する材料よりも低い材料を用いる必要がある。また、図３に示すように、光を、断熱層１０３を透過させて光吸収層１０４に照射する構成の場合には、断熱層１０３は透光性を有する必要がある。この場合、本明細書で開示する発明における断熱層１０３は、熱伝導率の低い材料であると共に光透過率の高い材料を用いる必要がある。具体的には、断熱層１０３には、光に対する透過率が６０％以上となる材料を用いることが好ましい。ただし光を透過させる必要のない断熱層１１２のような場合は、断熱層は透光性を有する必要はない。 For the heat insulating layers 103 and 112, it is necessary to use a material whose thermal conductivity is lower than the material for forming the reflective layer 102 and the light absorption layer 104. As shown in FIG. 3, in the case of a structure in which light is transmitted through the heat insulating layer 103 and applied to the light absorption layer 104, the heat insulating layer 103 needs to have a light-transmitting property. In this case, the heat insulating layer 103 in the invention disclosed in this specification needs to use a material having a low thermal conductivity and a high light transmittance. Specifically, it is preferable to use a material having a light transmittance of 60% or more for the heat insulating layer 103. However, in the case of the heat insulating layer 112 that does not need to transmit light, the heat insulating layer does not need to have a light-transmitting property.
断熱層１０３、断熱層１１２に用いる材料としては、例えば、酸化チタン、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化ジルコニウム等を用いることができる。 As a material used for the heat insulating layer 103 and the heat insulating layer 112, for example, titanium oxide, silicon oxide, silicon nitride oxide, zirconium oxide, or the like can be used.
断熱層１０３、断熱層１１２の膜厚は、材料により異なるが、１０ｎｍ以上２μｍ以下とすることが好ましく、より好ましくは、１００ｎｍ以上１μｍ以下とする。１０ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚とすることにより、光を透過させつつ、熱が第２の領域の有機化合物材料を含む層に伝わるのを遮断する効果を有する。 Although the film thickness of the heat insulation layer 103 and the heat insulation layer 112 changes with materials, it is preferable to set it as 10 nm or more and 2 micrometers or less, More preferably, you may be 100 nm or more and 1 micrometer or less. By setting the film thickness to 10 nm or more and 2 μm or less, there is an effect of blocking transmission of heat to the layer containing the organic compound material in the second region while transmitting light.
反射層１０２、断熱層１０３、断熱層１１２、及び光吸収層１０４は、種々の方法を用いて形成することができる。例えば、スパッタリング法、電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、化学気相成長（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより形成することができる。 The reflective layer 102, the heat insulating layer 103, the heat insulating layer 112, and the light absorption layer 104 can be formed by various methods. For example, it can be formed by a sputtering method, an electron beam evaporation method, a vacuum evaporation method, a chemical vapor deposition (CVD) method, or the like.
さらに、反射層１０２と光吸収層１０４の反射率は差が大きいほど好ましい。具体的には、照射する光の波長に対して、反射率の差が２５％以上、より好ましくは３０％以上であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the reflectance between the reflective layer 102 and the light absorption layer 104 is larger. Specifically, the difference in reflectance with respect to the wavelength of light to be irradiated is preferably 25% or more, more preferably 30% or more.
図３（Ａ）乃至（Ｆ）に示す成膜用基板を用いて、実施の形態１と同様に光を照射して、被成膜基板へ所望のパターンで膜を成膜することができる。従って本実施の形態に示す成膜用基板を用いて、実施の形態１と同様の効果を奏することができる。 With the use of the deposition substrate illustrated in FIGS. 3A to 3F, light can be irradiated in the same manner as in Embodiment 1 to form a film with a desired pattern over the deposition substrate. Therefore, with the use of the deposition substrate described in this embodiment, the same effects as those in Embodiment 1 can be obtained.
本明細書で開示する発明では、材料と被成膜基板との間にマスクを設けることなく、被成膜基板に微細なパターンの薄膜を形成することができる。 In the invention disclosed in this specification, a thin film with a fine pattern can be formed over a deposition target substrate without providing a mask between the material and the deposition target substrate.
（実施の形態３）
本実施の形態では、本明細書で開示する発明を適用して、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。
(Embodiment 3)
In this embodiment, a method for manufacturing a light-emitting element and a light-emitting device by applying the invention disclosed in this specification will be described.
本明細書で開示する発明を適用して、例えば、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す発光素子を作製することができる。図６（Ａ）に示す発光素子は、基板９０１上に第１の電極９０２、発光層９１３のみで形成されたＥＬ層９０３、第２の電極９０４が順に積層して設けられている。第１の電極９０２及び第２の電極９０４のいずれか一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。陽極から注入される正孔及び陰極から注入される電子がＥＬ層９０３で再結合して、発光を得ることができる。本実施の形態において、第１の電極９０２は陽極として機能する電極であり、第２の電極９０４は陰極として機能する電極であるとする。 For example, the light-emitting element illustrated in FIGS. 6A and 6B can be manufactured by applying the invention disclosed in this specification. In the light-emitting element illustrated in FIG. 6A, a first electrode 902, an EL layer 903 formed using only the light-emitting layer 913, and a second electrode 904 are sequentially stacked over a substrate 901. One of the first electrode 902 and the second electrode 904 functions as an anode, and the other functions as a cathode. The holes injected from the anode and the electrons injected from the cathode are recombined in the EL layer 903, so that light emission can be obtained. In this embodiment mode, the first electrode 902 is an electrode that functions as an anode, and the second electrode 904 is an electrode that functions as a cathode.
また、図６（Ｂ）に示す発光素子は、図６（Ａ）のＥＬ層９０３が複数の層が積層された構造である場合を示しており、具体的には、第１の電極９０２側から正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、および電子注入層９１５が順次設けられている。なお、ＥＬ層９０３は、図６（Ａ）に示すように少なくとも発光層９１３を有していれば機能するため、これらの層を全て設ける必要はなく、必要に応じて適宜選択して設ければよい。 6B illustrates the case where the EL layer 903 in FIG. 6A has a structure in which a plurality of layers are stacked. Specifically, the light-emitting element in FIG. The hole injection layer 911, the hole transport layer 912, the light emitting layer 913, the electron transport layer 914, and the electron injection layer 915 are sequentially provided. Note that the EL layer 903 functions as long as it has at least the light-emitting layer 913 as illustrated in FIG. 6A. Therefore, it is not necessary to provide all of these layers, and the EL layer 903 can be appropriately selected as necessary. That's fine.
図６に示す基板９０１には、絶縁表面を有する基板または絶縁基板を適用する。具体的には、アルミノシリケートガラス、アルミノホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスのような電子工業用に使われる各種ガラス基板、石英基板、セラミック基板又はサファイヤ基板等を用いることができる。 A substrate having an insulating surface or an insulating substrate is used as the substrate 901 illustrated in FIG. Specifically, various glass substrates, quartz substrates, ceramic substrates, sapphire substrates and the like used for the electronic industry such as aluminosilicate glass, aluminoborosilicate glass, and barium borosilicate glass can be used.
また、第１の電極９０２および第２の電極９０４は、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、例えば、酸化インジウム−酸化スズ（ＩＴＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、珪素若しくは酸化珪素を含有した酸化インジウム−酸化スズ、酸化インジウム−酸化亜鉛（ＩＺＯ：Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウム等が挙げられる。この他、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、ニッケル（Ｎｉ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、銅（Ｃｕ）、パラジウム（Ｐｄ）、または金属材料の窒化物（例えば、窒化チタン）等が挙げられる。 The first electrode 902 and the second electrode 904 can be formed using various metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like. Specifically, for example, indium tin oxide (ITO), indium oxide-tin oxide containing silicon or silicon oxide, indium zinc oxide (IZO), tungsten oxide, and oxide. Examples thereof include indium oxide containing zinc. In addition, gold (Au), platinum (Pt), nickel (Ni), tungsten (W), chromium (Cr), molybdenum (Mo), iron (Fe), cobalt (Co), copper (Cu), palladium ( Pd), or a nitride of a metal material (for example, titanium nitride).
これらの材料は、通常スパッタリング法により成膜される。例えば、酸化インジウム−酸化亜鉛は、酸化インジウムに対し１〜２０ｗｔ％の酸化亜鉛を加えたターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。また、酸化タングステン及び酸化亜鉛を含有した酸化インジウムは、酸化インジウムに対し酸化タングステンを０．５〜５ｗｔ％、酸化亜鉛を０．１〜１ｗｔ％含有したターゲットを用いてスパッタリング法により形成することができる。その他、ゾル−ゲル法などを応用して、インクジェット法、スピンコート法などにより作製してもよい。 These materials are usually formed by sputtering. For example, indium oxide-zinc oxide can be formed by a sputtering method using a target in which 1 to 20 wt% of zinc oxide is added to indium oxide. Further, indium oxide containing tungsten oxide and zinc oxide can be formed by a sputtering method using a target containing 0.5 to 5 wt% tungsten oxide and 0.1 to 1 wt% zinc oxide with respect to indium oxide. it can. In addition, a sol-gel method or the like may be applied to produce the ink-jet method or the spin coat method.
また、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、アルミニウムを含む合金等を用いることができる。その他、仕事関数の小さい材料である、元素周期表の第１族または第２族に属する元素、すなわちリチウム（Ｌｉ）やセシウム（Ｃｓ）等のアルカリ金属、およびマグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）等のアルカリ土類金属、およびこれらを含む合金（アルミニウム、マグネシウムと銀との合金、アルミニウムとリチウムの合金）、ユーロピウム（Ｅｕ）、イッテルビウム（Ｙｂ）等の希土類金属およびこれらを含む合金等を用いることもできる。 Alternatively, aluminum (Al), silver (Ag), an alloy containing aluminum, or the like can be used. In addition, materials having a small work function, elements belonging to Group 1 or Group 2 of the periodic table of elements, that is, alkali metals such as lithium (Li) and cesium (Cs), and magnesium (Mg) and calcium (Ca) Alkaline earth metals such as strontium (Sr), and alloys containing these (aluminum, magnesium and silver alloys, aluminum and lithium alloys), rare earth metals such as europium (Eu), ytterbium (Yb), and the like An alloy containing the same can also be used.
アルカリ金属、アルカリ土類金属、これらを含む合金の膜は、真空蒸着法を用いて形成することができる。また、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む合金はスパッタリング法により形成することも可能である。また、銀ペーストなどをインクジェット法などにより成膜することも可能である。また、第１の電極９０２および第２の電極９０４は、単層膜に限らず、積層膜で形成することもできる。 A film of an alkali metal, an alkaline earth metal, or an alloy containing these can be formed using a vacuum evaporation method. An alloy containing an alkali metal or an alkaline earth metal can also be formed by a sputtering method. Further, a silver paste or the like can be formed by an inkjet method or the like. In addition, the first electrode 902 and the second electrode 904 are not limited to a single layer film and can be formed using a stacked film.
なお、ＥＬ層９０３で発光する光を外部に取り出すため、第１の電極９０２または第２の電極９０４のいずれか一方、または両方が光を通過するように形成する。例えば、インジウム錫酸化物等の透光性を有する導電材料を用いて形成するか、或いは、銀、アルミニウム等を数ｎｍ乃至数十ｎｍの厚さとなるように形成する。また、膜厚を薄くした銀、アルミニウムなどの金属薄膜と、ＩＴＯ膜等の透光性を有する導電材料を用いた薄膜との積層構造とすることもできる。 Note that in order to extract light emitted from the EL layer 903 to the outside, one or both of the first electrode 902 and the second electrode 904 are formed so as to pass light. For example, a light-transmitting conductive material such as indium tin oxide is used, or silver, aluminum, or the like is formed to have a thickness of several nanometers to several tens of nanometers. Alternatively, a stacked structure of a thin metal film such as silver or aluminum and a thin film using a light-transmitting conductive material such as an ITO film can be used.
なお、本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層９０３（正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４又は電子注入層９１５）は、実施の形態１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で示した成膜方法を適用して形成することもできる。 Note that the EL layer 903 (a hole-injection layer 911, a hole-transport layer 912, a light-emitting layer 913, an electron-transport layer 914, or an electron-injection layer 915) of the light-emitting element described in this embodiment is described in Embodiment 1. It can be formed by applying a film formation method. Alternatively, the electrode can be formed by applying the deposition method described in Embodiment Mode 1.
発光層９１３としては種々の材料を用いることができる。例えば、蛍光を発光する蛍光性化合物や燐光を発光する燐光性化合物を用いることができる。 Various materials can be used for the light-emitting layer 913. For example, a fluorescent compound that emits fluorescence or a phosphorescent compound that emits phosphorescence can be used.
発光層９１３に用いることのできる燐光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）テトラキス（１−ピラゾリル）ボラート（略称：ＦＩｒ６）、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：ＦＩｒｐｉｃ）、ビス［２−（３’，５’ビストリフルオロメチルフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）ピコリナート（略称：Ｉｒ（ＣＦ３ｐｐｙ）２（ｐｉｃ））、ビス［２−（４’，６’−ジフルオロフェニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ２’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：ＦＩｒａｃａｃ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、トリス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）３）、ビス（２−フェニルピリジナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｐｙ）２（ａｃａｃ））、ビス（１，２−ジフェニル−１Ｈ−ベンゾイミダゾラト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｂｉ）２（ａｃａｃ））、ビス（ベンゾ［ｈ］キノリナト）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｚｑ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ビス（２，４−ジフェニル−１，３−オキサゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｄｐｏ）２（ａｃａｃ））、ビス［２−（４’−パーフルオロフェニルフェニル）ピリジナト］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐ−ＰＦ−ｐｈ）２（ａｃａｃ））、ビス（２−フェニルベンゾチアゾラト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、橙色系の発光材料として、トリス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｐｑ）３）、ビス（２−フェニルキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｑ）２（ａｃａｃ））などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、ビス［２−（２’−ベンゾ［４，５−α］チエニル）ピリジナト−Ｎ，Ｃ３’］イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｂｔｐ）２（ａｃａｃ））、ビス（１−フェニルイソキノリナト−Ｎ，Ｃ２’）イリジウム（ＩＩＩ）アセチルアセトナート（略称：Ｉｒ（ｐｉｑ）２（ａｃａｃ））、（アセチルアセトナト）ビス［２，３−ビス（４−フルオロフェニル）キノキサリナト］イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（Ｆｄｐｑ）２（ａｃａｃ））、２，３，７，８，１２，１３，１７，１８−オクタエチル−２１Ｈ，２３Ｈ−ポルフィリン白金（ＩＩ）（略称：ＰｔＯＥＰ）等の有機金属錯体が挙げられる。また、トリス（アセチルアセトナト）（モノフェナントロリン）テルビウム（ＩＩＩ）（略称：Ｔｂ（ａｃａｃ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス（１，３−ジフェニル−１，３−プロパンジオナト）（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＤＢＭ）３（Ｐｈｅｎ））、トリス［１−（２−テノイル）−３，３，３−トリフルオロアセトナト］（モノフェナントロリン）ユーロピウム（ＩＩＩ）（略称：Ｅｕ（ＴＴＡ）３（Ｐｈｅｎ））等の希土類金属錯体は、希土類金属イオンからの発光（異なる多重度間の電子遷移）であるため、燐光性化合物として用いることができる。 As a phosphorescent compound that can be used for the light-emitting layer 913, for example, bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′] iridium (III) tetrakis can be used as a blue light-emitting material. (1-pyrazolyl) borate (abbreviation: FIr6), bis [2- (4 ′, 6′-difluorophenyl) pyridinato-N, C 2 ′] iridium (III) picolinate (abbreviation: FIrpic), bis [2- ( 3 ′, 5′bistrifluoromethylphenyl) pyridinato-N, C 2 ′] iridium (III) picolinate (abbreviation: Ir (CF 3 ppy) 2 (pic)), bis [2- (4 ′, 6′-difluoro) Phenyl) pyridinato-N, C 2 ′] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: FIracac) and the like. As a green light-emitting material, tris (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′) iridium (III) (abbreviation: Ir (ppy) 3 ), bis (2-phenylpyridinato-N, C 2 ′) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (ppy) 2 (acac)), bis (1,2-diphenyl-1H-benzimidazolato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (pbi) ) 2 (acac)), bis (benzo [h] quinolinato) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (bzq) 2 (acac)), and the like. Further, as yellow light-emitting materials, bis (2,4-diphenyl-1,3-oxazolate-N, C 2 ′) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (dpo) 2 (acac)), bis [2- (4′-perfluorophenylphenyl) pyridinato] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (p-PF-ph) 2 (acac)), bis (2-phenylbenzothiazolate-N, C 2 ′) iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (bt) 2 (acac)) and the like. As an orange light-emitting material, tris (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′) iridium (III) (abbreviation: Ir (pq) 3 ), bis (2-phenylquinolinato-N, C 2 ′) ) Iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (pq) 2 (acac)) and the like. As a red light-emitting material, bis [2- (2′-benzo [4,5-α] thienyl) pyridinato-N, C 3 ′] iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (btp) 2 (Acac)), bis (1-phenylisoquinolinato-N, C 2 ') iridium (III) acetylacetonate (abbreviation: Ir (piq) 2 (acac)), (acetylacetonato) bis [2,3 -Bis (4-fluorophenyl) quinoxalinato] iridium (III) (abbreviation: Ir (Fdpq) 2 (acac)), 2,3,7,8,12,13,17,18-octaethyl-21H, 23H-porphyrin And organometallic complexes such as platinum (II) (abbreviation: PtOEP). In addition, tris (acetylacetonato) (monophenanthroline) terbium (III) (abbreviation: Tb (acac) 3 (Phen)), tris (1,3-diphenyl-1,3-propanedionate) (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: Eu (DBM) 3 (Phen)), tris [1- (2-thenoyl) -3,3,3-trifluoroacetonato] (monophenanthroline) europium (III) (abbreviation: Eu ( Since rare earth metal complexes such as TTA) 3 (Phen)) emit light from rare earth metal ions (electron transition between different multiplicity), they can be used as phosphorescent compounds.
発光層９１３に用いることのできる蛍光性化合物としては、例えば、青色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ’−ビス［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ，Ｎ’−ジフェニルスチルベン−４，４’−ジアミン（略称：ＹＧＡ２Ｓ）、４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）−４’−（１０−フェニル−９−アントリル）トリフェニルアミン（略称：ＹＧＡＰＡ）などが挙げられる。また、緑色系の発光材料として、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，９−ジフェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：２ＰＣＡＢＰｈＡ）、Ｎ−（９，１０−ジフェニル−２−アントリル）−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＰＡ）、Ｎ−［９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−２−アントリル］−Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−トリフェニル−１，４−フェニレンジアミン（略称：２ＤＰＡＢＰｈＡ）、９，１０−ビス（１，１’−ビフェニル−２−イル）−Ｎ−［４−（９Ｈ−カルバゾール−９−イル）フェニル］−Ｎ−フェニルアントラセン−２−アミン（略称：２ＹＧＡＢＰｈＡ）、Ｎ，Ｎ，９−トリフェニルアントラセン−９−アミン（略称：ＤＰｈＡＰｈＡ）などが挙げられる。また、黄色系の発光材料として、ルブレン、５，１２−ビス（１，１’−ビフェニル−４−イル）−６，１１−ジフェニルテトラセン（略称：ＢＰＴ）などが挙げられる。また、赤色系の発光材料として、Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）テトラセン−５，１１−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＴＤ）、７，１３−ジフェニル−Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’−テトラキス（４−メチルフェニル）アセナフト［１，２−ａ］フルオランテン−３，１０−ジアミン（略称：ｐ−ｍＰｈＡＦＤ）などが挙げられる。 As a fluorescent compound that can be used for the light-emitting layer 913, for example, N, N′-bis [4- (9H-carbazol-9-yl) phenyl] -N, N′-diphenyl is used as a blue light-emitting material. And stilbene-4,4′-diamine (abbreviation: YGA2S), 4- (9H-carbazol-9-yl) -4 ′-(10-phenyl-9-anthryl) triphenylamine (abbreviation: YGAPA), and the like. . As green light-emitting materials, N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, 9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCAPA), N- [9,10-bis] (1,1′-biphenyl-2-yl) -2-anthryl] -N, 9-diphenyl-9H-carbazol-3-amine (abbreviation: 2PCABPhA), N- (9,10-diphenyl-2-anthryl) -N, N ', N'-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPAPA), N- [9,10-bis (1,1'-biphenyl-2-yl) -2-anthryl]- N, N ′, N′-triphenyl-1,4-phenylenediamine (abbreviation: 2DPABPhA), 9,10-bis (1,1′-biphenyl-2-yl) -N- [4- (9H-carbazole) 9-yl) phenyl] -N- phenyl-anthracene-2-amine (abbreviation: 2YGABPhA), N, N, 9- triphenylamine anthracene-9-amine (abbreviation: DPhAPhA), and the like. In addition, examples of a yellow light-emitting material include rubrene, 5,12-bis (1,1′-biphenyl-4-yl) -6,11-diphenyltetracene (abbreviation: BPT), and the like. As red light-emitting materials, N, N, N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) tetracene-5,11-diamine (abbreviation: p-mPhTD), 7,13-diphenyl-N, N , N ′, N′-tetrakis (4-methylphenyl) acenaphtho [1,2-a] fluoranthene-3,10-diamine (abbreviation: p-mPhAFD) and the like.
また、発光層９１３として、発光性の高い物質（ドーパント材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成を用いることもできる。発光性の高い物質（ドーパント材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成を用いるにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、発光性の高い物質の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。 Alternatively, the light-emitting layer 913 can have a structure in which a substance having high light-emitting properties (dopant material) is dispersed in another substance (host material). By using a structure in which a substance having high luminescence (dopant material) is dispersed in another substance (host material), crystallization of the light emitting layer can be suppressed. In addition, concentration quenching due to a high concentration of a light-emitting substance can be suppressed.
発光性の高い物質を分散させる物質としては、発光性の高い物質が蛍光性化合物の場合には、蛍光性化合物よりも一重項励起エネルギー（基底状態と一重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いることが好ましい。また、発光性の高い物質が燐光性化合物の場合には、燐光性化合物よりも三重項励起エネルギー（基底状態と三重項励起状態とのエネルギー差）が大きい物質を用いることが好ましい。 As a substance that disperses a highly luminescent substance, when the luminescent substance is a fluorescent compound, the singlet excitation energy (energy difference between the ground state and the singlet excited state) is larger than that of the fluorescent compound. It is preferable to use a substance. In the case where the light-emitting substance is a phosphorescent compound, it is preferable to use a substance having a triplet excitation energy (energy difference between the ground state and the triplet excited state) larger than that of the phosphorescent compound.
発光層９１３に用いるホスト材料としては、例えば４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：Ａｌｑ）、４，４’−ビス［Ｎ−（９，９−ジメチルフルオレン−２−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＦＬＤＰＢｉ）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（ＩＩＩ）（略称：ＢＡｌｑ）などの他、４，４’−ジ（９−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、９−［４−（９−カルバゾリル）フェニル］−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）などが挙げられる。 As a host material used for the light-emitting layer 913, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), tris (8-quinolinolato) aluminum (III) (abbreviation) : Alq), 4,4′-bis [N- (9,9-dimethylfluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DFLDPBi), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4 -Phenylphenolato) Aluminum (III) (abbreviation: BAlq), 4,4'-di (9-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 2-tert-butyl-9,10-di (2- Naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 9- [4- (9-carbazolyl) phenyl] -10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA), etc. And the like.
また、ドーパント材料としては、上述した燐光性化合物や蛍光性化合物を用いることができる。 Moreover, as a dopant material, the phosphorescent compound and fluorescent compound which were mentioned above can be used.
発光層９１３として、発光性の高い物質（ドーパント材料）を他の物質（ホスト材料）に分散させた構成を用いる場合には、成膜用基板上の有機化合物材料を含む層として、ホスト材料とゲスト材料とを混合した層を形成すればよい。または、成膜用基板上の有機化合物材料を含む層として、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。このような構成の有機化合物材料を含む層を有する成膜用基板を用いて発光層９１３を形成することにより、発光層９１３は発光材料を分散させる物質（ホスト材料）と発光性の高い物質（ドーパント材料）とを含み、発光材料を分散させる物質（ホスト材料）に発光性の高い物質（ドーパント材料）が分散された構成となる。なお、発光層９１３として、２種類以上のホスト材料とドーパント材料を用いてもよいし、２種類以上のドーパント材料とホスト材料を用いてもよい。また、２種類以上のホスト材料及び２種類以上のドーパント材料を用いてもよい。 In the case where a structure in which a light-emitting substance (dopant material) is dispersed in another substance (host material) is used as the light-emitting layer 913, the host material and the layer containing an organic compound material on the deposition substrate are used. A layer in which the guest material is mixed may be formed. Alternatively, the layer including an organic compound material over the deposition substrate may have a structure in which a layer including a host material and a layer including a dopant material are stacked. By forming the light-emitting layer 913 using a deposition substrate having a layer containing an organic compound material having such a structure, the light-emitting layer 913 can be a substance that disperses a light-emitting material (host material) and a substance that emits light ( The material (dopant material) having a high light-emitting property is dispersed in a substance (host material) that contains the dopant material) and disperses the light-emitting material. Note that as the light-emitting layer 913, two or more kinds of host materials and dopant materials may be used, or two or more kinds of dopant materials and host materials may be used. Two or more types of host materials and two or more types of dopant materials may be used.
また、図６（Ｂ）に示す発光素子を形成する場合には、ＥＬ層９０３（正孔注入層９１１、正孔輸送層９１２、発光層９１３、電子輸送層９１４、および電子注入層９１５）のそれぞれの層を形成する材料で形成された有機化合物材料を含む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９０１上の第１の電極９０２上にＥＬ層９０３を形成することができる。そして、ＥＬ層９０３上に第２の電極９０４を形成することにより、図６（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９０３の全ての層に実施の形態１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で示した方法を用いても良い。 In the case of forming the light-emitting element illustrated in FIG. 6B, the EL layer 903 (the hole-injection layer 911, the hole-transport layer 912, the light-emitting layer 913, the electron-transport layer 914, and the electron-injection layer 915) is formed. The film formation substrate described in Embodiment 1 having a layer including an organic compound material formed using a material for forming each layer is prepared for each layer, and a different film formation substrate is used for each film formation. Thus, the EL layer 903 can be formed over the first electrode 902 over the substrate 901 by the method described in Embodiment 1. Then, by forming the second electrode 904 over the EL layer 903, the light-emitting element illustrated in FIG. 6B can be obtained. Note that in this case, the method described in Embodiment Mode 1 can be used for all layers of the EL layer 903, but the method shown in Embodiment Mode 1 can be used for only a part of the layers.
湿式法で被成膜基板に膜を積層する場合、直接下層の膜上に材料を含む液状の組成物を付着させて形成するために、組成物中に含まれる溶媒によっては下層の膜が溶解してしまうため、積層できる材料が限定されてしまう。しかし、本明細書で開示する成膜方法を用いて積層を形成する場合、下層の膜に直接溶媒が付着しないため、溶媒による下層の膜への影響を考慮しなくてよい。従って、積層できる材料の選択性において自由度が広い。湿式法で直接被成膜基板に膜を形成してしまうと被成膜基板に既に成膜されている下層の膜に影響を与えない加熱条件で加熱処理を行わねばならないために、十分な膜質の向上を達成できない場合がある。 When laminating a film on a deposition target substrate by a wet method, a lower layer film dissolves depending on the solvent contained in the composition because a liquid composition containing materials is directly deposited on the lower layer film. Therefore, the materials that can be stacked are limited. However, when a stack is formed by using the film formation method disclosed in this specification, the solvent does not directly adhere to the lower layer film, and thus the influence of the solvent on the lower layer film need not be considered. Therefore, the degree of freedom in the selectivity of materials that can be stacked is wide. If a film is formed directly on the deposition substrate by the wet method, heat treatment must be performed under heating conditions that do not affect the underlying film already deposited on the deposition substrate. Improvement may not be achieved.
例えば、正孔注入層９１１としては、モリブデン酸化物やバナジウム酸化物、ルテニウム酸化物、タングステン酸化物、マンガン酸化物等を用いることができる。この他、フタロシアニン（略称：Ｈ２Ｐｃ）や銅フタロシアニン（略称：ＣｕＰｃ）等のフタロシアニン系の化合物、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。 For example, as the hole injection layer 911, molybdenum oxide, vanadium oxide, ruthenium oxide, tungsten oxide, manganese oxide, or the like can be used. In addition, phthalocyanine compounds such as phthalocyanine (abbreviation: H 2 Pc) and copper phthalocyanine (abbreviation: CuPc), or poly (3,4-ethylenedioxythiophene) / poly (styrenesulfonic acid) (PEDOT / PSS) The hole injection layer can also be formed by a polymer such as the above.
また、正孔注入層９１１として、正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質を含む層を用いることができる。正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質とを含む層は、キャリア密度が高く、正孔注入性に優れている。また、正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質とを含む層を、陽極として機能する電極に接する正孔注入層として用いることにより、陽極として機能する電極材料の仕事関数の大小に関わらず、様々な金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。 As the hole-injecting layer 911, a layer containing a substance having a high hole-transport property and a substance showing an electron-accepting property can be used. A layer including a substance having a high hole-transport property and a substance having an electron-accepting property has a high carrier density and an excellent hole-injection property. In addition, by using a layer containing a substance having a high hole transporting property and a substance showing an electron accepting property as a hole injection layer in contact with the electrode functioning as the anode, the work function of the electrode material functioning as the anode can be reduced. Regardless, various metals, alloys, electrically conductive compounds, mixtures thereof, and the like can be used.
正孔注入層９１１に用いる電子受容性を示す物質としては、７，７，８，８−テトラシアノ−２，３，５，６−テトラフルオロキノジメタン（略称：Ｆ４−ＴＣＮＱ）、クロラニル等を挙げることができる。また、遷移金属酸化物を挙げることができる。また元素周期表における第４族から第８族に属する金属の酸化物を挙げることができる。具体的には、酸化バナジウム、酸化ニオブ、酸化タンタル、酸化クロム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化マンガン、酸化レニウムは電子受容性が高いため好ましい。中でも特に、酸化モリブデンは大気中でも安定であり、吸湿性が低く、扱いやすいため好ましい。 As a substance having an electron accepting property used for the hole injection layer 911, 7,7,8,8-tetracyano-2,3,5,6-tetrafluoroquinodimethane (abbreviation: F4-TCNQ), chloranil, and the like can be used. Can be mentioned. Moreover, a transition metal oxide can be mentioned. In addition, oxides of metals belonging to Groups 4 to 8 in the periodic table can be given. Specifically, vanadium oxide, niobium oxide, tantalum oxide, chromium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, manganese oxide, and rhenium oxide are preferable because of their high electron accepting properties. Among these, molybdenum oxide is especially preferable because it is stable in the air, has a low hygroscopic property, and is easy to handle.
正孔注入層９１１に用いる正孔輸送性の高い物質としては、芳香族アミン化合物、カルバゾール誘導体、芳香族炭化水素、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９１１に用いることのできる正孔の輸送性の高い物質を具体的に列挙する。 As the substance having a high hole-transport property used for the hole-injection layer 911, various compounds such as an aromatic amine compound, a carbazole derivative, an aromatic hydrocarbon, and a high molecular compound (oligomer, dendrimer, polymer, or the like) can be used. it can. Note that the substance having a high hole-transport property used for the hole-injection layer is preferably a substance having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Hereinafter, substances having a high hole-transport property that can be used for the hole-injection layer 911 are specifically listed.
例えば、正孔注入層９１１に用いることのできる芳香族アミン化合物としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）等を用いることができる。また、Ｎ，Ｎ’−ビス（４−メチルフェニル）（ｐ−トリル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−ｐ−フェニレンジアミン（略称：ＤＴＤＰＰＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＤＰＡＢ）、４，４’−ビス（Ｎ−｛４−［Ｎ’−（３−メチルフェニル）−Ｎ’−フェニルアミノ］フェニル｝−Ｎ−フェニルアミノ）ビフェニル（略称：ＤＮＴＰＤ）、１，３，５−トリス［Ｎ−（４−ジフェニルアミノフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］ベンゼン（略称：ＤＰＡ３Ｂ）等を挙げることができる。 For example, as an aromatic amine compound that can be used for the hole injection layer 911, for example, 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB), N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviation: TPD), 4,4 ′, 4 ″ -tris ( N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N-phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4′-bis [N- (spiro-9,9′-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB) or the like can be used. N, N′-bis (4-methylphenyl) (p-tolyl) -N, N′-diphenyl-p-phenylenediamine (abbreviation: DTDPPA), 4,4′-bis [N- (4-diphenyl) Aminophenyl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: DPAB), 4,4′-bis (N- {4- [N ′-(3-methylphenyl) -N′-phenylamino] phenyl} -N— Phenylamino) biphenyl (abbreviation: DNTPD), 1,3,5-tris [N- (4-diphenylaminophenyl) -N-phenylamino] benzene (abbreviation: DPA3B), and the like.
正孔注入層９１１に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、具体的には、３−［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ１）、３，６−ビス［Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）−Ｎ−フェニルアミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＡ２）、３−［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−（９−フェニルカルバゾール−３−イル）アミノ］−９−フェニルカルバゾール（略称：ＰＣｚＰＣＮ１）等を挙げることができる。 As a carbazole derivative that can be used for the hole-injection layer 911, specifically, 3- [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA1) ), 3,6-bis [N- (9-phenylcarbazol-3-yl) -N-phenylamino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCA2), 3- [N- (1-naphthyl) -N- (9-phenylcarbazol-3-yl) amino] -9-phenylcarbazole (abbreviation: PCzPCN1) and the like can be given.
また、正孔注入層９１１に用いることのできるカルバゾール誘導体としては、４，４’−ジ（Ｎ−カルバゾリル）ビフェニル（略称：ＣＢＰ）、１，３，５−トリス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］ベンゼン（略称：ＴＣＰＢ）、９−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＣｚＰＡ）、１，４−ビス［４−（Ｎ−カルバゾリル）フェニル］−２，３，５，６−テトラフェニルベンゼン等を用いることができる。 Examples of the carbazole derivative that can be used for the hole-injection layer 911 include 4,4′-di (N-carbazolyl) biphenyl (abbreviation: CBP), 1,3,5-tris [4- (N-carbazolyl). Phenyl] benzene (abbreviation: TCPB), 9- [4- (10-phenyl-9-anthryl) phenyl] -9H-carbazole (abbreviation: CzPA), 1,4-bis [4- (N-carbazolyl) phenyl] -2,3,5,6-tetraphenylbenzene and the like can be used.
また、正孔注入層９１１に用いることのできる芳香族炭化水素としては、例えば、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、９，１０−ビス（３，５−ジフェニルフェニル）アントラセン（略称：ＤＰＰＡ）、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ビス（４−フェニルフェニル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＢＡ）、９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＮＡ）、９，１０−ジフェニルアントラセン（略称：ＤＰＡｎｔｈ）、２−ｔｅｒｔ−ブチルアントラセン（略称：ｔ−ＢｕＡｎｔｈ）、９，１０−ビス（４−メチル−１−ナフチル）アントラセン（略称：ＤＭＮＡ）、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］−２−ｔｅｒｔ−ブチル−アントラセン、９，１０−ビス［２−（１−ナフチル）フェニル］アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（１−ナフチル）アントラセン、２，３，６，７−テトラメチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン、９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ジフェニル−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス（２−フェニルフェニル）−９，９’−ビアントリル、１０，１０’−ビス［（２，３，４，５，６−ペンタフェニル）フェニル］−９，９’−ビアントリル、アントラセン、テトラセン、ルブレン、ペリレン、２，５，８，１１−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチル）ペリレン等が挙げられる。また、この他、ペンタセン、コロネン等も用いることができる。このように、１×１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有し、炭素数１４〜４２である芳香族炭化水素を用いることがより好ましい。 Examples of aromatic hydrocarbons that can be used for the hole injection layer 911 include 2-tert-butyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: t-BuDNA), 2-tert- Butyl-9,10-di (1-naphthyl) anthracene, 9,10-bis (3,5-diphenylphenyl) anthracene (abbreviation: DPPA), 2-tert-butyl-9,10-bis (4-phenylphenyl) ) Anthracene (abbreviation: t-BuDBA), 9,10-di (2-naphthyl) anthracene (abbreviation: DNA), 9,10-diphenylanthracene (abbreviation: DPAnth), 2-tert-butylanthracene (abbreviation: t-) BuAnth), 9,10-bis (4-methyl-1-naphthyl) anthracene (abbreviation: DMNA), 9,10-bis [2 (1-naphthyl) phenyl] -2-tert-butyl-anthracene, 9,10-bis [2- (1-naphthyl) phenyl] anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di ( 1-naphthyl) anthracene, 2,3,6,7-tetramethyl-9,10-di (2-naphthyl) anthracene, 9,9′-bianthryl, 10,10′-diphenyl-9,9′-bianthryl, 10,10′-bis (2-phenylphenyl) -9,9′-bianthryl, 10,10′-bis [(2,3,4,5,6-pentaphenyl) phenyl] -9,9′-bianthryl , Anthracene, tetracene, rubrene, perylene, 2,5,8,11-tetra (tert-butyl) perylene, and the like. In addition, pentacene, coronene, and the like can also be used. Thus, it is more preferable to use an aromatic hydrocarbon having a hole mobility of 1 × 10 −6 cm 2 / Vs or more and having 14 to 42 carbon atoms.
なお、正孔注入層９１１に用いることのできる芳香族炭化水素は、ビニル骨格を有していてもよい。ビニル基を有している芳香族炭化水素としては、例えば、４，４’−ビス（２，２−ジフェニルビニル）ビフェニル（略称：ＤＰＶＢｉ）、９，１０−ビス［４−（２，２−ジフェニルビニル）フェニル］アントラセン（略称：ＤＰＶＰＡ）等が挙げられる。 Note that the aromatic hydrocarbon that can be used for the hole-injecting layer 911 may have a vinyl skeleton. As the aromatic hydrocarbon having a vinyl group, for example, 4,4′-bis (2,2-diphenylvinyl) biphenyl (abbreviation: DPVBi), 9,10-bis [4- (2,2- Diphenylvinyl) phenyl] anthracene (abbreviation: DPVPA) and the like.
また、正孔輸送性の高い物質と電子受容性を示す物質とを含む層は、正孔注入性だけでなく、正孔輸送性も優れているため、上述した正孔注入層９１１を正孔輸送層として用いてもよい。 In addition, a layer including a substance having a high hole-transport property and a substance having an electron-accepting property has not only a hole-injection property but also a good hole-transport property. It may be used as a transport layer.
また、正孔輸送層９１２は、正孔輸送性の高い物質を含む層であり、正孔輸送性の高い物質としては、例えば、４，４’−ビス［Ｎ−（１−ナフチル）−Ｎ−フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＮＰＢ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：ＴＰＤ）、４，４’，４’’−トリス（Ｎ，Ｎ−ジフェニルアミノ）トリフェニルアミン（略称：ＴＤＡＴＡ）、４，４’，４’’−トリス［Ｎ−（３−メチルフェニル）−Ｎ−フェニルアミノ］トリフェニルアミン（略称：ＭＴＤＡＴＡ）、４，４’−ビス［Ｎ−（スピロ−９，９’−ビフルオレン−２−イル）−Ｎ―フェニルアミノ］ビフェニル（略称：ＢＳＰＢ）などの芳香族アミン化合物等を用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の正孔移動度を有する物質である。但し、電子よりも正孔の輸送性の高い物質であれば、これら以外のものを用いてもよい。なお、正孔輸送性の高い物質を含む層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 The hole transport layer 912 is a layer containing a substance having a high hole transport property, and examples of the substance having a high hole transport property include 4,4′-bis [N- (1-naphthyl) -N -Phenylamino] biphenyl (abbreviation: NPB) and N, N′-bis (3-methylphenyl) -N, N′-diphenyl- [1,1′-biphenyl] -4,4′-diamine (abbreviation: TPD) ), 4,4 ′, 4 ″ -tris (N, N-diphenylamino) triphenylamine (abbreviation: TDATA), 4,4 ′, 4 ″ -tris [N- (3-methylphenyl) -N -Phenylamino] triphenylamine (abbreviation: MTDATA), 4,4'-bis [N- (spiro-9,9'-bifluoren-2-yl) -N-phenylamino] biphenyl (abbreviation: BSPB), etc. An aromatic amine compound or the like can be used. The substances described here are mainly substances having a hole mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than these substances, any substance that has a property of transporting more holes than electrons may be used. Note that the layer containing a substance having a high hole-transport property is not limited to a single layer, and two or more layers containing the above substances may be stacked.
電子輸送層９１４は、電子輸送性の高い物質を含む層であり、例えば、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｑ）、トリス（４−メチル−８−キノリノラト）アルミニウム（略称：Ａｌｍｑ３）、ビス（１０−ヒドロキシベンゾ［ｈ］キノリナト）ベリリウム（略称：ＢｅＢｑ２）、ビス（２−メチル−８−キノリノラト）（４−フェニルフェノラト）アルミニウム（略称：ＢＡｌｑ）など、キノリン骨格またはベンゾキノリン骨格を有する金属錯体等を用いることができる。また、この他ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンズオキサゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＯＸ）２）、ビス［２−（２−ヒドロキシフェニル）ベンゾチアゾラト］亜鉛（略称：Ｚｎ（ＢＴＺ）２）などのオキサゾール系、チアゾール系配位子を有する金属錯体なども用いることができる。さらに、金属錯体以外にも、２−（４−ビフェニリル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール（略称：ＰＢＤ）や、１，３−ビス［５−（ｐ−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール−２−イル］ベンゼン（略称：ＯＸＤ−７）、３−（４−ビフェニリル）−４−フェニル−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，２，４−トリアゾール（略称：ＴＡＺ０１）バソフェナントロリン（略称：ＢＰｈｅｎ）、バソキュプロイン（略称：ＢＣＰ）なども用いることができる。ここに述べた物質は、主に１０−６ｃｍ２／Ｖｓ以上の電子移動度を有する物質である。なお、正孔よりも電子の輸送性の高い物質であれば、上記以外の物質を電子輸送層として用いても構わない。また、電子輸送層は、単層のものだけでなく、上記物質からなる層が二層以上積層したものとしてもよい。 The electron-transport layer 914 is a layer containing a substance having a high electron-transport property. For example, tris (8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Alq), tris (4-methyl-8-quinolinolato) aluminum (abbreviation: Almq 3 ). Bis (10-hydroxybenzo [h] quinolinato) beryllium (abbreviation: BeBq 2 ), bis (2-methyl-8-quinolinolato) (4-phenylphenolato) aluminum (abbreviation: BAlq), quinoline skeleton or benzoquinoline A metal complex having a skeleton can be used. In addition, bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzoxazolate] zinc (abbreviation: Zn (BOX) 2 ), bis [2- (2-hydroxyphenyl) benzothiazolate] zinc (abbreviation: Zn (BTZ)) A metal complex having an oxazole-based or thiazole-based ligand such as 2 ) can also be used. In addition to metal complexes, 2- (4-biphenylyl) -5- (4-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazole (abbreviation: PBD), 1,3-bis [5 -(P-tert-butylphenyl) -1,3,4-oxadiazol-2-yl] benzene (abbreviation: OXD-7), 3- (4-biphenylyl) -4-phenyl-5- (4- tert-Butylphenyl) -1,2,4-triazole (abbreviation: TAZ01) bathophenanthroline (abbreviation: BPhen), bathocuproin (abbreviation: BCP), and the like can also be used. The substances mentioned here are mainly substances having an electron mobility of 10 −6 cm 2 / Vs or higher. Note that other than the above substances, any substance that has a property of transporting more electrons than holes may be used for the electron-transport layer. Further, the electron-transport layer is not limited to a single layer, and two or more layers including the above substances may be stacked.
また、電子注入層９１５としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化セシウム（ＣｓＦ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ２）等のようなアルカリ金属化合物、又はアルカリ土類金属化合物を用いることができる。さらに、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属が組み合わされた層も使用できる。例えばＡｌｑ中にマグネシウム（Ｍｇ）を含有させたものを用いることができる。なお、電子注入層として、電子輸送性を有する物質とアルカリ金属又はアルカリ土類金属を組み合わせた層を用いることは、第２の電極９０４からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。 As the electron injection layer 915, an alkali metal compound such as lithium fluoride (LiF), cesium fluoride (CsF), calcium fluoride (CaF 2 ), or the like, or an alkaline earth metal compound can be used. Further, a layer in which a substance having an electron transporting property and an alkali metal or an alkaline earth metal are combined can also be used. For example, Alq containing magnesium (Mg) can be used. Note that it is more preferable to use a layer in which an electron-transporting substance and an alkali metal or an alkaline earth metal are combined as the electron-injecting layer because electron injection from the second electrode 904 occurs efficiently.
なお、ＥＬ層９０３は、層の積層構造については特に限定されず、電子輸送性の高い物質または正孔輸送性の高い物質、電子注入性の高い物質、正孔注入性の高い物質、バイポーラ性（電子及び正孔の輸送性の高い物質）の物質等を含む層と、発光層とを適宜組み合わせて構成すればよい。 Note that there is no particular limitation on the layered structure of the EL layer 903, and a substance having a high electron-transport property, a substance having a high hole-transport property, a substance having a high electron-injection property, a substance having a high hole-injection property, or a bipolar property A layer including a substance (a substance having a high electron and hole transporting property) and the light-emitting layer may be combined as appropriate.
ＥＬ層９０３で得られた発光は、第１の電極９０２または第２の電極９０４のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第１の電極９０２または第２の電極９０４のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第１の電極９０２のみが透光性を有する電極である場合、光は第１の電極９０２を通って基板９０１側から取り出される。また、第２の電極９０４のみが透光性を有する電極である場合、光は第２の電極９０４を通って基板９０１と逆側から取り出される。第１の電極９０２および第２の電極９０４がいずれも透光性を有する電極である場合、光は第１の電極９０２および第２の電極９０４を通って、基板９０１側および基板９０１と逆側の両方から取り出される。 Light emission obtained in the EL layer 903 is extracted outside through one or both of the first electrode 902 and the second electrode 904. Accordingly, one or both of the first electrode 902 and the second electrode 904 are light-transmitting electrodes. In the case where only the first electrode 902 is a light-transmitting electrode, light is extracted from the substrate 901 side through the first electrode 902. In the case where only the second electrode 904 is a light-transmitting electrode, light is extracted from the side opposite to the substrate 901 through the second electrode 904. In the case where each of the first electrode 902 and the second electrode 904 is a light-transmitting electrode, light passes through the first electrode 902 and the second electrode 904, and is on the substrate 901 side and the opposite side to the substrate 901. Taken from both.
なお、図６では、陽極として機能する第１の電極９０２を基板９０１側に設けた構成について示したが、陰極として機能する第２の電極９０４を基板９０１側に設けてもよい。 Note that FIG. 6 illustrates the structure in which the first electrode 902 functioning as an anode is provided on the substrate 901 side; however, the second electrode 904 functioning as a cathode may be provided on the substrate 901 side.
また、ＥＬ層９０３の形成方法としては、実施の形態１で示した成膜方法を用いればよく、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。 Further, as a formation method of the EL layer 903, the film formation method described in Embodiment 1 may be used, or another film formation method may be combined. Moreover, you may form using the different film-forming method for each electrode or each layer. Examples of the dry method include vacuum vapor deposition, electron beam vapor deposition, and sputtering. Examples of the wet method include an inkjet method and a spin coat method.
本実施の形態に係る発光素子は、本明細書で開示する発明を適用したＥＬ層の形成が可能であり、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。 In the light-emitting element of this embodiment mode, an EL layer to which the invention disclosed in this specification is applied can be formed. Thus, a highly accurate film can be efficiently formed, so that only the characteristics of the light-emitting element are improved. In addition, the yield can be improved and the cost can be reduced.
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至３と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.
（実施の形態４）
本実施の形態では、本明細書で開示する発明を用いて作製されたパッシブマトリクス型の発光装置について図４乃至図５を用いて説明する。
(Embodiment 4)
In this embodiment, a passive matrix light-emitting device manufactured using the invention disclosed in this specification will be described with reference to FIGS.
本実施の形態では、パッシブマトリクスの発光装置において、発光素子間を分離する隔壁（絶縁層）を設ける例を示す。２層の隔壁を有する発光装置の例を図４（Ａ）（Ｂ）及び図５（Ａ）乃至（Ｄ）に示す。 In this embodiment, an example in which partition walls (insulating layers) that separate light emitting elements are provided in a passive matrix light emitting device is described. Examples of a light-emitting device having a two-layer partition are shown in FIGS. 4A and 4B and FIGS.
図４（Ａ）は発光装置の平面図であり、図４（Ｂ）は図４（Ａ）における線Ｙ３−Ｚ３の断面図、図４（Ｃ）は図４（Ａ）における線Ｖ３−Ｘ３の断面図である。しかし、図４（Ａ）は隔壁７８２を形成した工程までの平面図であり、ＥＬ層及び第２の電極層は省略している。 4A is a plan view of the light-emitting device, FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line Y3-Z3 in FIG. 4A, and FIG. 4C is a line V3-X3 in FIG. 4A. FIG. However, FIG. 4A is a plan view up to the step of forming the partition 782, and the EL layer and the second electrode layer are omitted.
図４（Ａ）の発光装置は、素子基板７５９上に第１の方向に延びた発光素子に用いる電極層である第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ、第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ上に選択的に形成されたＥＬ層７５２ａ、７５２ｂ、７５２ｃと、第１の方向と垂直な第２の方向に延びた発光素子に用いる電極層である第２の電極層７５３ａ、７５３ｂ、７５３ｃとを有している（図４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）参照。）。 The light-emitting device in FIG. 4A includes first electrode layers 751a, 751b, and 751c, which are electrode layers used for a light-emitting element that extends in a first direction over an element substrate 759, first electrode layers 751a and 751b, EL layers 752a, 752b, and 752c selectively formed over 751c and second electrode layers 753a, 753b, and 753c that are electrode layers used for a light-emitting element extending in a second direction perpendicular to the first direction. (See FIGS. 4A, 4B, and 4C).
図４において、データ線（信号線）として機能する第１の電極層７５１ｂと、走査線（ソース線）として機能する第２の電極層７５３ｂとはＥＬ層７５２ｂを間に挟持して交差しており、発光素子７５０を形成している。 In FIG. 4, a first electrode layer 751b functioning as a data line (signal line) and a second electrode layer 753b functioning as a scanning line (source line) cross each other with an EL layer 752b interposed therebetween. Thus, a light emitting element 750 is formed.
図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示すように、第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ上に、画素領域に開口部を有して隔壁７８０が選択的に形成されている。図４（Ｂ）に示すように、隔壁７８０は、第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃの端部を覆うようにテーパーを有する形状で形成されている。 As shown in FIGS. 4A to 4C, a partition 780 is selectively formed over the first electrode layers 751a, 751b, and 751c with openings in the pixel region. As shown in FIG. 4B, the partition 780 is formed in a tapered shape so as to cover end portions of the first electrode layers 751a, 751b, and 751c.
隔壁７８０上に選択的に隔壁７８２を形成する。隔壁７８２は隔壁７８２上に形成するＥＬ層及び第２の電極層を非連続に分断する機能を有する。隔壁７８２の側壁は、基板面に近くなるに伴って、一方の側壁と他方の側壁との間隔が狭くなっていくような傾斜を有する。つまり、隔壁７８２の短辺方向の断面は、台形状であり、底辺（隔壁７８０の面方向と同様の方向を向き、隔壁７８０と接する辺）の方が上辺（隔壁７８０の面方向と同様の方向を向き、隔壁７８０と接しない辺）よりも短い。隔壁７８２はいわゆる逆テーパー形状であるために、自己整合的にＥＬ層７５２ｂは、隔壁７８２によって分断され、第１の電極層７５１ｂ上に選択的に形成することができる。従ってエッチングにより形状を加工しなくても、隣接する発光素子間は分断されており発光素子間のショートなどの電気的不良を防止することができる。 A partition 782 is selectively formed over the partition 780. A partition 782 has a function of separating the EL layer and the second electrode layer formed over the partition 782 in a discontinuous manner. The side wall of the partition wall 782 has an inclination such that the distance between one side wall and the other side wall becomes narrower as it approaches the substrate surface. That is, the cross section in the short side direction of the partition wall 782 has a trapezoidal shape, and the bottom side (the direction facing the surface direction of the partition wall 780 and the side in contact with the partition wall 780) is the upper side (similar to the surface direction of the partition wall 780). The direction is shorter than the side that is not in contact with the partition wall 780. Since the partition wall 782 has a so-called reverse taper shape, the EL layer 752b is divided by the partition wall 782 in a self-aligning manner and can be selectively formed over the first electrode layer 751b. Therefore, even if the shape is not processed by etching, adjacent light emitting elements are separated from each other, and electrical defects such as a short circuit between the light emitting elements can be prevented.
本明細書で開示する成膜方法を用いた図４（Ｂ）に示す本実施の形態の発光装置の作製方法を図５（Ａ）乃至（Ｄ）を用いて説明する。 A method for manufacturing the light-emitting device of this embodiment mode illustrated in FIG. 4B using the deposition method disclosed in this specification will be described with reference to FIGS.
図５（Ａ）は実施の形態２で示した図３（Ｆ）の成膜用基板と同様な構造である。 FIG. 5A has a structure similar to that of the deposition substrate in FIG.
成膜用基板において、基板７１１上に選択的に反射層７１２が形成され、反射層７１２上に断熱層７１３が形成されている。断熱層７１３上の反射層７１２と重畳する領域に断熱層７１６が形成され、反射層７１２と重畳しない領域に光吸収層７１４が形成されている。成膜用基板の最上層には有機化合物材料を含む層７２５が形成されている。 In the deposition substrate, a reflective layer 712 is selectively formed over the substrate 711, and a heat insulating layer 713 is formed over the reflective layer 712. A heat insulating layer 716 is formed in a region overlapping with the reflective layer 712 on the heat insulating layer 713, and a light absorbing layer 714 is formed in a region not overlapping with the reflective layer 712. A layer 725 containing an organic compound material is formed on the uppermost layer of the deposition substrate.
被成膜基板である素子基板７５９には、第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ、及び隔壁７８０が形成されており、第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ及び隔壁７８０と、有機化合物材料を含む層７１５とが向き合うように、素子基板７５９と基板７１１とを配置する（図５（Ｂ）参照。）。図５（Ｂ）のように、隔壁７８０と第３の断熱層７４２を形成し、成膜用基板と被成膜基板とを接して設けると、各第１の領域をごとに他の画素領域と遮断することができる。よって、光照射により有機化合物材料を含む層より蒸発した材料が、他の画素領域へ付着することを抑制することができる。 The element substrate 759 which is a deposition substrate is provided with first electrode layers 751a, 751b, and 751c, and partition walls 780. The first electrode layers 751a, 751b, and 751c, partition walls 780, and an organic compound material The element substrate 759 and the substrate 711 are disposed so that the layer 715 including the element 715 faces the substrate 715 (see FIG. 5B). As shown in FIG. 5B, when the partition 780 and the third heat insulating layer 742 are formed and the deposition substrate and the deposition target substrate are provided in contact with each other, each first region is separated into another pixel region. And can be shut off. Therefore, the material evaporated from the layer containing the organic compound material by light irradiation can be prevented from adhering to other pixel regions.
基板７２１の裏面（有機化合物材料を含む層７１５の形成面と反対の面）より光７２０を照射し、光吸収層７２４より与えられた熱によって有機化合物材料を含む層７１５に含まれる材料の少なくとも一部が素子基板７５９へＥＬ層７５２ａ、７５２ｂ、７５２ｃとして成膜される（図５（Ｃ）参照。）。 Light 720 is irradiated from the back surface of the substrate 721 (the surface opposite to the formation surface of the layer 715 containing an organic compound material), and at least of the materials included in the layer 715 containing an organic compound material by heat applied from the light absorption layer 724 A part is formed as EL layers 752a, 752b, and 752c over the element substrate 759 (see FIG. 5C).
本実施の形態の光吸収層７１４への光７２０の照射工程において、光７２０の照射時間を０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満（より好ましくは０．２ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上０．５ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以下）とし、かつ光７２０の照射により光吸収層７１４の照射領域に与えられるエネルギー密度を２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下（より好ましくは２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上１×１０５Ｗ／ｃｍ２以下）とする。さらに、成膜する有機化合物材料を含む層７１５が設けられた成膜用基板と、対向して配置される被成膜基板とを、有機化合物材料を含む層７１５表面と被成膜面の第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃとの間隔ｄを０＜ｄ≦１０μｍ（より好ましくは０＜ｄ≦５μｍ）とすることが好ましい。上記のような光照射工程を行うと、被成膜基板に正確なパターン形状の良質な薄膜を成膜することができる。 In the irradiation process of the light 720 onto the light absorption layer 714 of this embodiment, the irradiation time of the light 720 is set to 0.1 milliseconds (msec.) Or more and less than 1 millisecond (msec.) (More preferably 0.2 milliseconds). Second (msec.) To 0.5 milliseconds (msec.)), And the energy density given to the irradiation region of the light absorption layer 714 by the irradiation of the light 720 is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less (more preferably 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 1 × 10 5 W / cm 2 or less). Further, a deposition substrate provided with a layer 715 containing an organic compound material to be deposited and a deposition target substrate that are arranged to face each other are formed on the surface of the layer 715 containing an organic compound material and the first surface of the deposition surface. It is preferable that the distance d between one electrode layer 751a, 751b, and 751c is 0 <d ≦ 10 μm (more preferably 0 <d ≦ 5 μm). When the light irradiation process as described above is performed, a high-quality thin film having an accurate pattern shape can be formed on the deposition target substrate.
上記工程によって、基板７０１上に設けられた第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ上にそれぞれ、選択的にＥＬ層７５２ａ、７５２ｂ、７５２ｃを形成することができる（図５（Ｄ）参照。）。 Through the above steps, EL layers 752a, 752b, and 752c can be selectively formed over the first electrode layers 751a, 751b, and 751c provided over the substrate 701, respectively (see FIG. 5D). .
図５（Ｄ）のＥＬ層７５２ａ、７５２ｂ、７５２ｃ上に第２の電極層７５３ｂを形成し、充填層７８１を形成し、封止基板７５８を用いて封止して図４（Ｂ）の発光装置を完成させることができる。 A second electrode layer 753b is formed over the EL layers 752a, 752b, and 752c in FIG. 5D, a filling layer 781 is formed, and sealing is performed using the sealing substrate 758, so that light emission in FIG. The device can be completed.
封止基板７５８としては、ガラス基板や石英基板等を用いることができる。また可撓性基板を用いてもよい。可撓性基板とは、折り曲げることができる（フレキシブル）基板のことであり、例えば、ポリカーボネート、ポリアリレート、ポリエーテルスルフォン等からなる、プラスチック基板の他、高温では可塑化されてプラスチックと同じような成型加工ができ、常温ではゴムのような弾性体の性質を示す高分子材料エラストマー等が挙げられる。また、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、無機蒸着フィルムを用いることもできる。 As the sealing substrate 758, a glass substrate, a quartz substrate, or the like can be used. A flexible substrate may be used. A flexible substrate is a substrate that can be bent (flexible). For example, a plastic substrate made of polycarbonate, polyarylate, polyethersulfone, etc., or plasticized at a high temperature and similar to plastic. Examples thereof include high-molecular material elastomers that can be molded and exhibit the properties of elastic bodies such as rubber at room temperature. Moreover, a film (made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, etc.) or an inorganic vapor deposition film can also be used.
隔壁７８０、隔壁７８２としては、酸化珪素、窒化珪素、酸化窒化珪素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、その他の無機絶縁性材料、又はアクリル酸、メタクリル酸及びこれらの誘導体、又はポリイミド、芳香族ポリアミド、ポリベンゾイミダゾールなどの耐熱性高分子、又はシロキサン樹脂を用いてもよい。また、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラールなどのビニル樹脂、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いる。作製法としては、プラズマＣＶＤ法や熱ＣＶＤ法などの気相成長法やスパッタリング法を用いることができる。また、液滴吐出法や、印刷法（を用いることもできる。塗布法で得られる膜なども用いることができる。 As the partition wall 780 and the partition wall 782, silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, other inorganic insulating materials, acrylic acid, methacrylic acid, and derivatives thereof, polyimide, aromatic A heat-resistant polymer such as an aromatic polyamide or polybenzimidazole, or a siloxane resin may be used. Further, a resin material such as a vinyl resin such as polyvinyl alcohol or polyvinyl butyral, an epoxy resin, a phenol resin, a novolac resin, an acrylic resin, a melamine resin, or a urethane resin is used. As a manufacturing method, a vapor deposition method such as a plasma CVD method or a thermal CVD method, or a sputtering method can be used. Alternatively, a droplet discharge method or a printing method can be used. A film obtained by a coating method can also be used.
次に、図４に示したパッシブマトリクス型の発光装置にＦＰＣなどを実装した場合の上面図を図７に示す。 Next, FIG. 7 shows a top view when an FPC or the like is mounted on the passive matrix light-emitting device shown in FIG.
図７において、画像表示を構成する画素部は、走査線群とデータ線群が互いに直交するように交差している。 In FIG. 7, the pixel portions constituting the image display intersect so that the scanning line group and the data line group are orthogonal to each other.
ここで、図４における第１の電極層７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃが、図７のデータ線１１０２に相当し、図４における第２の電極層７５３ａ、７５３ｂ、７５３ｃが、図７の走査線１１０３に相当し、図４におけるＥＬ層７５２ａ、７５２ｂ、７５２ｃが図７のＥＬ層１１０４に相当する。データ線１１０２と走査線１１０３の間にはＥＬ層１１０４が挟まれており、領域１１０５で示される交差部が画素１つ分（図４では発光素子７５０で示される）となる。 Here, the first electrode layers 751a, 751b, and 751c in FIG. 4 correspond to the data lines 1102 in FIG. 7, and the second electrode layers 753a, 753b, and 753c in FIG. 4 correspond to the scanning lines 1103 in FIG. The EL layers 752a, 752b, and 752c in FIG. 4 correspond to the EL layer 1104 in FIG. An EL layer 1104 is sandwiched between the data line 1102 and the scanning line 1103, and an intersection indicated by a region 1105 corresponds to one pixel (indicated by a light emitting element 750 in FIG. 4).
なお、走査線１１０３は配線端で接続配線１１０８と電気的に接続され、接続配線１１０８が入力端子１１０７を介してＦＰＣ１１０９ｂに接続される。また、データ線は入力端子１１０６を介してＦＰＣ１１０９ａに接続される。 Note that the scanning line 1103 is electrically connected to the connection wiring 1108 at a wiring end, and the connection wiring 1108 is connected to the FPC 1109 b through the input terminal 1107. The data line is connected to the FPC 1109a via the input terminal 1106.
また、必要であれば、射出面に偏光板、又は円偏光板（楕円偏光板を含む）、位相差板（λ／４板、λ／２板）、カラーフィルタなどの光学フィルムを適宜設けてもよい。また、偏光板又は円偏光板に反射防止膜を設けてもよい。例えば、表面の凹凸により反射光を拡散し、映り込みを低減できるアンチグレア処理を施すことができる。 Further, if necessary, an optical film such as a polarizing plate or a circular polarizing plate (including an elliptical polarizing plate), a retardation plate (λ / 4 plate, λ / 2 plate), a color filter, etc. is appropriately provided on the exit surface. Also good. Further, an antireflection film may be provided on the polarizing plate or the circularly polarizing plate. For example, anti-glare treatment can be performed that diffuses reflected light due to surface irregularities and reduces reflection.
なお、図７では、駆動回路を基板上に設けない例を示したが、本明細書で開示する発明は特に限定されず、基板上に駆動回路を有するＩＣチップを実装させてもよい。 Note that FIG. 7 illustrates an example in which the driver circuit is not provided over the substrate; however, the invention disclosed in this specification is not particularly limited, and an IC chip including the driver circuit may be mounted over the substrate.
また、ＩＣチップを実装させる場合、画素部の周辺（外側）の領域に、画素部へ各信号を伝送する駆動回路が形成されたデータ線側ＩＣ、走査線側ＩＣをＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）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（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）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、単結晶シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にＴＦＴで駆動回路を形成したものであってもよい。また、片側に一つのＩＣを設けた例を説明しているが、片側に複数個に分割して設けても構わない。 When an IC chip is mounted, a data line side IC and a scanning line side IC in which a driving circuit for transmitting each signal to the pixel portion is formed in a peripheral (outside) region of the pixel portion are COG (Chip on Glass). Implement each method. You may mount using TCP and a wire bonding system as mounting techniques other than a COG system. TCP is a TAB (Tape Automated Bonding) tape with an IC mounted thereon, and the TAB tape is connected to a wiring on an element formation substrate to mount the IC. The data line side IC and the scanning line side IC may be those using a single crystal silicon substrate, or may be a glass substrate, a quartz substrate, or a plastic substrate formed with a drive circuit using TFTs. . Further, although an example in which one IC is provided on one side has been described, it may be divided into a plurality of parts on one side.
なお、パッシブマトリクスの発光装置において、隔壁は必ずしも設けなくてもよい。この場合でも第１の電極層と第２の電極層との間に設けられるＥＬ層を本明細書で開示する成膜方法を用いて、正確なパターン形状で選択的に形成することができる。 Note that the partition wall is not necessarily provided in the passive matrix light-emitting device. Even in this case, the EL layer provided between the first electrode layer and the second electrode layer can be selectively formed with an accurate pattern shape by using the film formation method disclosed in this specification.
本明細書で開示する発明を用いると、材料と被成膜基板との間にマスクを設けることなく、被成膜基板に微細なパターンの薄膜を形成することができる。本実施の形態のように、このような成膜方法を用いて発光素子を形成し、高繊細な発光装置を作製することができる。 When the invention disclosed in this specification is used, a thin film with a fine pattern can be formed over a deposition target substrate without providing a mask between the material and the deposition target substrate. As in this embodiment mode, a light-emitting element can be formed using such a film formation method, so that a high-definition light-emitting device can be manufactured.
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至３と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 3 as appropriate.
（実施の形態５）
本実施の形態では、本明細書で開示する発明を用いて作製されたアクティブマトリクス型の発光装置について図８を用いて説明する。
(Embodiment 5)
In this embodiment, an active matrix light-emitting device manufactured using the invention disclosed in this specification will be described with reference to FIGS.
図８（Ａ）は、発光装置を示す上面図、図８（Ｂ）は図８（Ａ）をＡ−ＢおよびＣ−Ｄで切断した断面図である。点線で示された６０１は駆動回路部（ソース側駆動回路）、６０２は画素部、６０３は駆動回路部（ゲート側駆動回路）である。また、６０４は封止基板、６０５はシール材であり、シール材６０５で囲まれた内側は、空間６０７になっている。 8A is a top view illustrating the light-emitting device, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along lines AB and CD of FIG. 8A. Reference numeral 601 indicated by a dotted line denotes a driving circuit portion (source side driving circuit), 602 denotes a pixel portion, and 603 denotes a driving circuit portion (gate side driving circuit). Reference numeral 604 denotes a sealing substrate, reference numeral 605 denotes a sealing material, and the inside surrounded by the sealing material 605 is a space 607.
なお、引き回し配線６０８はソース側駆動回路６０１及びゲート側駆動回路６０３に入力される信号を伝送するための配線であり、外部入力端子となるＦＰＣ（フレキシブルプリントサーキット）６０９からビデオ信号、クロック信号、スタート信号、リセット信号等を受け取る。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。 Note that the routing wiring 608 is a wiring for transmitting a signal input to the source side driving circuit 601 and the gate side driving circuit 603, and a video signal, a clock signal, an FPC (flexible printed circuit) 609 serving as an external input terminal, Receives start signal, reset signal, etc. Although only the FPC is shown here, a printed wiring board (PWB) may be attached to the FPC. The light-emitting device in this specification includes not only a light-emitting device body but also a state in which an FPC or a PWB is attached thereto.
次に、断面構造について図８（Ｂ）を用いて説明する。素子基板６１０上には駆動回路部及び画素部が形成されているが、ここでは、駆動回路部であるソース側駆動回路６０１と、画素部６０２中の一つの画素が示されている。 Next, a cross-sectional structure is described with reference to FIG. A driver circuit portion and a pixel portion are formed over the element substrate 610. Here, a source-side driver circuit 601 that is a driver circuit portion and one pixel in the pixel portion 602 are illustrated.
なお、ソース側駆動回路６０１はｎチャネル型トランジスタ６２３とｐチャネル型トランジスタ６２４とを組み合わせたＣＭＯＳ回路が形成される。また、駆動回路を形成するトランジスタは、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一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、駆動回路を基板上ではなく外部に形成することもできる。 Note that the source side driver circuit 601 is a CMOS circuit in which an n-channel transistor 623 and a p-channel transistor 624 are combined. Further, the transistor forming the driver circuit may be formed by various CMOS circuits, PMOS circuits, or NMOS circuits. In this embodiment mode, a driver integrated type in which a driver circuit is formed over a substrate is shown; however, this is not necessarily required, and the driver circuit can be formed outside the substrate.
また、画素部６０２はスイッチング用トランジスタ６１１と、電流制御用ＴＦトランジスタ６１２とそのドレインに電気的に接続された第１の電極６１３とを含む複数の画素により形成される。なお、第１の電極６１３の端部を覆って絶縁層６１４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膜を用いることにより形成する。第１の電極６１３は層間絶縁層である絶縁層６１９上に形成されている。 The pixel portion 602 is formed by a plurality of pixels including a switching transistor 611, a current control TF transistor 612, and a first electrode 613 electrically connected to a drain thereof. Note that an insulating layer 614 is formed so as to cover an end portion of the first electrode 613. Here, a positive photosensitive acrylic resin film is used. The first electrode 613 is formed over an insulating layer 619 that is an interlayer insulating layer.
また、被覆性を良好なものとするため、絶縁層６１４の上端部または下端部に曲率を有する曲面が形成されるようにする。例えば、絶縁層６１４の材料としてポジ型の感光性アクリルを用いた場合、絶縁層６１４の上端部のみに曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ）を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁層６１４として、光の照射によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光の照射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る。 In order to improve the coverage, a curved surface having a curvature is formed at the upper end portion or the lower end portion of the insulating layer 614. For example, when positive photosensitive acrylic is used as the material for the insulating layer 614, it is preferable that only the upper end portion of the insulating layer 614 has a curved surface with a curvature radius (0.2 μm to 3 μm). As the insulating layer 614, either a negative type that becomes insoluble in an etchant by light irradiation or a positive type that becomes soluble in an etchant by light irradiation can be used.
なお、トランジスタの構造は、特に限定されない。トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、二つ形成されるダブルゲート構造もしくは三つ形成されるトリプルゲート構造であっても良い。また、周辺駆動回路領域のトランジスタも、シングルゲート構造、ダブルゲート構造もしくはトリプルゲート構造であっても良い。 Note that there is no particular limitation on the structure of the transistor. The transistor may have a single gate structure in which one channel formation region is formed, a double gate structure in which two channel formation regions are formed, or a triple gate structure in which three channel formation regions are formed. The transistor in the peripheral driver circuit region may also have a single gate structure, a double gate structure, or a triple gate structure.
トランジスタは、トップゲート型（例えば順スタガ型、コプラナ型）、ボトムゲート型（例えば、逆コプラナ型）、あるいはチャネル領域の上下にゲート絶縁膜を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型やその他の構造においても適用できる。 The transistor has a top gate type (for example, a forward stagger type, a coplanar type), a bottom gate type (for example, a reverse coplanar type), or two gate electrode layers disposed above and below a channel region via a gate insulating film. It can be applied to a dual gate type and other structures.
また、トランジスタに用いる半導体の結晶性についても特に限定されない。半導体層を形成する材料は、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いて気相成長法やスパッタリング法で作製される非晶質半導体（、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、また単結晶半導体などを用いることができる。 Further, there is no particular limitation on the crystallinity of the semiconductor used for the transistor. The material for forming the semiconductor layer is an amorphous semiconductor manufactured by vapor phase growth or sputtering using a semiconductor material gas typified by silane or germane (the light energy or thermal energy is used for the amorphous semiconductor) A polycrystalline semiconductor crystallized in this manner, a single crystal semiconductor, or the like can be used.
非晶質半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成されるポリシリコンを主材料として用いた所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。また、このような薄膜プロセスに換えて、絶縁表面に単結晶半導体層を設けたＳＯＩ基板を用いても良い。ＳＯＩ基板は、ＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ｂｙ ＩＭｐｌａｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）法や、Ｓｍａｒｔ−Ｃｕｔ法を用いて形成することができる。ＳＩＭＯＸ法は、単結晶シリコン基板に酸素イオンを注入し、所定の深さに酸素含有層を形成した後、熱処理を行い、表面から一定の深さで埋込絶縁層を形成し、埋込絶縁層の上に単結晶シリコン層を形成する方法である。また、Ｓｍａｒｔ−Ｃｕｔ法は、酸化された単結晶シリコン基板に水素イオン注入を行い、所望の深さに相当する所に水素含有層を形成し、他の支持基板（表面に貼り合わせ用の酸化シリコン膜を有する単結晶シリコン基板など）と貼り合わせる、加熱処理を行うことにより水素含有層にて単結晶シリコン基板を分断し、支持基板上に酸化シリコン膜と単結晶シリコン層との積層を形成する方法である。 A typical example of an amorphous semiconductor is hydrogenated amorphous silicon, and a typical example of a crystalline semiconductor is polysilicon. Polysilicon (polycrystalline silicon) is mainly made of so-called high-temperature polysilicon using polysilicon formed through a process temperature of 800 ° C. or higher as a main material, or polysilicon formed at a process temperature of 600 ° C. or lower. And so-called low-temperature polysilicon used for the above, and polysilicon obtained by crystallizing amorphous silicon using an element that promotes crystallization. Further, instead of such a thin film process, an SOI substrate in which a single crystal semiconductor layer is provided over an insulating surface may be used. The SOI substrate can be formed using a SIMOX (Separation by IM planted Oxygen) method or a Smart-Cut method. In the SIMOX method, oxygen ions are implanted into a single crystal silicon substrate, an oxygen-containing layer is formed at a predetermined depth, and then heat treatment is performed to form a buried insulating layer at a certain depth from the surface. In this method, a single crystal silicon layer is formed on the layer. In the Smart-Cut method, hydrogen ions are implanted into an oxidized single crystal silicon substrate, a hydrogen-containing layer is formed at a position corresponding to a desired depth, and another supporting substrate (an oxide for bonding to the surface) is formed. A single-crystal silicon substrate having a silicon film is bonded to the hydrogen-containing layer by heat treatment, and a stack of the silicon oxide film and the single-crystal silicon layer is formed on the supporting substrate. It is a method to do.
第１の電極６１３上には、ＥＬ層６１６、および第２の電極６１７がそれぞれ形成されている。本実施の形態で示す発光素子のＥＬ層６１６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。 An EL layer 616 and a second electrode 617 are formed over the first electrode 613. The EL layer 616 of the light-emitting element described in this embodiment can be formed by applying the deposition method described in Embodiment 1.
シール材６０５で封止基板６０４を素子基板６１０と貼り合わせることにより、素子基板６１０、封止基板６０４、およびシール材６０５で囲まれた空間６０７に発光素子６１８が備えられた構造になっている。なお、空間６０７には、充填材が充填されており、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６０５で充填される場合もある。 The light-emitting element 618 is provided in the space 607 surrounded by the element substrate 610, the sealing substrate 604, and the sealant 605 by attaching the sealing substrate 604 to the element substrate 610 with the sealant 605. . Note that the space 607 is filled with a filler, and may be filled with a sealant 605 in addition to an inert gas (such as nitrogen or argon).
なお、シール材６０５には可視光硬化性、紫外線硬化性または熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。具体的にはエポキシ系樹脂を用いることができる。また、これらの材料はできるだけ水分や酸素を透過しない材料であることが望ましい。また、封止基板６０４に用いる材料としてガラス基板や石英基板の他、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒｇｌａｓｓ−Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）、ＰＶＦ（ポリビニルフロライド）、ポリエステルまたはアクリル等からなるプラスチック基板を用いることができる。また、フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ビニル、ポリフッ化ビニル、塩化ビニルなどからなる）、無機蒸着フィルムを用いることもできる。 Note that a visible light curable resin, an ultraviolet curable resin, or a thermosetting resin is preferably used for the sealant 605. Specifically, an epoxy resin can be used. Moreover, it is desirable that these materials are materials that do not transmit moisture and oxygen as much as possible. In addition to a glass substrate or a quartz substrate, a plastic substrate made of FRP (Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF (polyvinyl fluoride), polyester, acrylic, or the like can be used as a material used for the sealing substrate 604. Moreover, a film (made of polypropylene, polyester, vinyl, polyvinyl fluoride, vinyl chloride, etc.) or an inorganic vapor deposition film can also be used.
また、発光素子上にパッシベーション膜（保護膜）として絶縁層を設けてもよい。パッシベーション膜としては、窒化珪素、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒素含有量が酸素含有量よりも多い窒化酸化アルミニウムまたは酸化アルミニウム、ダイアモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜を含む絶縁膜からなり、該絶縁膜を単層もしくは組み合わせた積層を用いることができる。又はシロキサン樹脂を用いてもよい。 Further, an insulating layer may be provided as a passivation film (protective film) over the light-emitting element. As the passivation film, silicon nitride, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, aluminum nitride oxide or aluminum oxide having a nitrogen content higher than the oxygen content, diamond-like carbon (DLC), The insulating film includes a nitrogen-containing carbon film, and a single layer or a combination of the insulating films can be used. Alternatively, a siloxane resin may be used.
充填材の代わりに、窒素雰囲気下で封止することによって、窒素等を封入してもよい。充填材を通して光を発光装置外に取り出す場合、充填材も透光性を有する必要がある。充填材は、例えば可視光硬化、紫外線硬化または熱硬化のエポキシ樹脂を用いればよい。充填材は、液状の状態で滴下し、発光装置内に充填することもできる。充填材として、乾燥剤などの吸湿性を含む物質を用いる、または充填材中に吸湿物質を添加すると、さらなる吸水効果が得られ、素子の劣化を防ぐことができる。 Instead of the filler, nitrogen or the like may be sealed by sealing in a nitrogen atmosphere. In the case where light is extracted from the light emitting device through the filler, the filler also needs to have a light-transmitting property. As the filler, for example, a visible light curable, ultraviolet curable, or thermosetting epoxy resin may be used. The filler can be dropped in a liquid state and filled in the light emitting device. When a hygroscopic substance such as a desiccant is used as the filler, or a hygroscopic substance is added to the filler, a further water absorption effect can be obtained and deterioration of the element can be prevented.
また、位相差板や偏光板を用いて、外部から入射する光の反射光を遮断するようにしてもよい。隔壁となる絶縁層を着色しブラックマトリクスとして用いてもよい。この隔壁は液滴吐出法により形成することができ、ポリイミドなどの樹脂材料に、カーボンブラック等を混合させてもよく、その積層でもよい。液滴吐出法によって、異なった材料を同領域に複数回吐出し、隔壁を形成してもよい。位相差板としてはλ／４板、λ／２板を用い、光を制御できるように設計すればよい。構成としては、順に素子基板、発光素子、封止基板（封止材）、位相差板（λ／４、λ／２）、偏光板となり、発光素子から放射された光は、これらを通過し偏光板側より外部に放射される。この位相差板や偏光板は光が放射される側に設置すればよく、両面放射される両面放射型の発光装置であれば両方に設置することもできる。また、偏光板の外側に反射防止膜を有していても良い。これにより、より高繊細で精密な画像を表示することができる。 Moreover, you may make it cut off the reflected light of the light which injects from the outside using a phase difference plate or a polarizing plate. An insulating layer serving as a partition wall may be colored and used as a black matrix. This partition wall can be formed by a droplet discharge method, and carbon black or the like may be mixed with a resin material such as polyimide, or may be a laminate thereof. A different material may be discharged to the same region a plurality of times by a droplet discharge method to form a partition wall. As the retardation plate, a λ / 4 plate or a λ / 2 plate may be used and designed so that light can be controlled. The structure is, in order, an element substrate, a light emitting element, a sealing substrate (sealing material), a retardation plate (λ / 4, λ / 2), and a polarizing plate, and light emitted from the light emitting element passes through them. Radiated to the outside from the polarizing plate side. The retardation plate and the polarizing plate may be installed on the side from which light is emitted, and may be installed on both as long as the light emitting device is a dual emission type that emits light from both sides. Further, an antireflection film may be provided outside the polarizing plate. This makes it possible to display a higher-definition and precise image.
本実施の形態では、上記のような回路で形成するが、本明細書で開示する発明はこれに限定されず、周辺駆動回路としてＩＣチップを前述したＣＯＧ方式やＴＡＢ方式によって実装したものでもよい。また、ゲート線駆動回路、ソース線駆動回路は複数であっても単数であっても良い。 In this embodiment mode, the circuit is formed as described above; however, the invention disclosed in this specification is not limited thereto, and an IC chip may be mounted as a peripheral driver circuit by the above-described COG method or TAB method. . Further, the gate line driver circuit and the source line driver circuit may be plural or singular.
また、本明細書で開示する発光装置において、画面表示の駆動方法は特に限定されず、例えば、点順次駆動方法や線順次駆動方法や面順次駆動方法などを用いればよい。代表的には、線順次駆動方法とし、時分割階調駆動方法や面積階調駆動方法を適宜用いればよい。また、発光装置のソース線に入力する映像信号は、アナログ信号であってもよいし、デジタル信号であってもよく、適宜、映像信号に合わせて駆動回路などを設計すればよい。 In the light-emitting device disclosed in this specification, a method for driving screen display is not particularly limited, and for example, a dot sequential driving method, a line sequential driving method, a surface sequential driving method, or the like may be used. Typically, a line sequential driving method is used, and a time-division gray scale driving method or an area gray scale driving method may be used as appropriate. The video signal input to the source line of the light-emitting device may be an analog signal or a digital signal, and a drive circuit or the like may be designed in accordance with the video signal as appropriate.
発光層は、発光波長帯の異なる発光層を画素毎に形成して、カラー表示を行う構成としても良い。典型的には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応した発光層を形成する。この場合にも、画素の光放射側にその発光波長帯の光を透過するフィルターを設けた構成とすることで、色純度の向上や、画素領域の鏡面化（映り込み）の防止を図ることができる。フィルターを設けることで、発光層から放射される光の損失を無くすことができる。さらに、斜方から画素領域（表示画面）を見た場合に起こる色調の変化を低減することができる。 The light emitting layer may be configured to perform color display by forming light emitting layers having different emission wavelength bands for each pixel. Typically, a light emitting layer corresponding to each color of R (red), G (green), and B (blue) is formed. In this case as well, it is possible to improve color purity and prevent mirroring of the pixel region (reflection) by providing a filter that transmits light in the emission wavelength band on the light emission side of the pixel. Can do. By providing a filter, loss of light emitted from the light emitting layer can be eliminated. Furthermore, it is possible to reduce a change in color tone that occurs when the pixel region (display screen) is viewed obliquely.
本明細書で開示する発明を用いると、材料と被成膜基板との間にマスクを設けることなく、被成膜基板に微細なパターンの薄膜を形成することができる。本実施の形態のように、このような成膜方法を用いて発光素子を形成し、高繊細な発光装置を作製することができる。 When the invention disclosed in this specification is used, a thin film with a fine pattern can be formed over a deposition target substrate without providing a mask between the material and the deposition target substrate. As in this embodiment mode, a light-emitting element can be formed using such a film formation method, so that a high-definition light-emitting device can be manufactured.
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至４と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 4 as appropriate.
（実施の形態６）
本明細書で開示する発明を適用して、様々な表示機能を有する発光装置を作製することができる。即ち、それら表示機能を有する発光装置を表示部に組み込んだ様々な電子機器に本明細書で開示する発明を適用できる。
(Embodiment 6)
By applying the invention disclosed in this specification, light-emitting devices having various display functions can be manufactured. In other words, the invention disclosed in this specification can be applied to various electronic devices in which a light-emitting device having the display function is incorporated in a display portion.
その様な本明細書で開示する発明に係る電子機器として、テレビジョン装置（単にテレビ、又はテレビジョン受信機ともよぶ）、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ等のカメラ、携帯電話装置（単に携帯電話機、携帯電話ともよぶ）、ＰＤＡ等の携帯情報端末、携帯型ゲーム機、コンピュータ用のモニタ、コンピュータ、カーオーディオ等の音響再生装置、家庭用ゲーム機等の記録媒体を備えた画像再生装置（具体的にはＤｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ（ＤＶＤ））等が挙げられる。また、パチンコ機、スロットマシン、ピンボール機、大型ゲーム機など発光装置を有するあらゆる遊技機に適用することができる。その具体例について、図９及び図１０を参照して説明する。 As such an electronic apparatus according to the invention disclosed in this specification, a television device (also simply referred to as a television or a television receiver), a camera such as a digital camera or a digital video camera, a mobile phone device (simply a mobile phone, (Also called mobile phones), portable information terminals such as PDAs, portable game machines, computer monitors, computers, sound reproduction apparatuses such as car audio, and image reproduction apparatuses equipped with recording media such as home game machines (specifically Includes Digital Versatile Disc (DVD)). Further, the present invention can be applied to any gaming machine having a light emitting device such as a pachinko machine, a slot machine, a pinball machine, and a large game machine. Specific examples thereof will be described with reference to FIGS.
本明細書で開示する発光装置の適用範囲は極めて広く、この発光装置をあらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。実施の形態１に示すような本明細書で開示する成膜方法を用いるため、生産性がよく、かつ高繊細なパターンを有するため大型の表示部又は照明部を有する高画質の電子機器を安価で提供することができる。 The applicable range of the light-emitting device disclosed in this specification is so wide that the light-emitting device can be applied to electronic devices in a variety of fields. Since the film formation method disclosed in this specification as shown in Embodiment Mode 1 is used, high-quality electronic devices including a large display portion or a lighting portion are inexpensive because of high productivity and a high-definition pattern. Can be offered at.
図９（Ａ）に示す携帯情報端末機器は、本体９２０１、表示部９２０２等を含んでいる。表示部９２０２は、本明細書で開示する発光装置を適用することができる。その結果、高画質の携帯情報端末機器を安価で提供することができる。 A portable information terminal device illustrated in FIG. 9A includes a main body 9201, a display portion 9202, and the like. The light emitting device disclosed in this specification can be applied to the display portion 9202. As a result, a high-quality portable information terminal device can be provided at low cost.
図９（Ｂ）に示すデジタルビデオカメラは、表示部９７０１、表示部９７０２等を含んでいる。表示部９７０１は本明細書で開示する発光装置を適用することができる。その結果、高画質のデジタルビデオカメラを安価で提供することができる。 A digital video camera shown in FIG. 9B includes a display portion 9701, a display portion 9702, and the like. The light emitting device disclosed in this specification can be applied to the display portion 9701. As a result, a high-quality digital video camera can be provided at a low cost.
図９（Ｃ）に示す携帯電話機は、本体９１０１、表示部９１０２等を含んでいる。本明細書で開示する発明を適用した携帯電話機としては、上記構成に加えて、非接触ＩＣチップ、小型記録装置等を内蔵していてもよく、赤外線通信機能、テレビ受信機能等を備えたものであってもよい。表示部９１０２は、本明細書で開示する発光装置を適用することができる。その結果、高画質の携帯電話機を安価で提供することができる。 A cellular phone shown in FIG. 9C includes a main body 9101, a display portion 9102, and the like. In addition to the above structure, a mobile phone to which the invention disclosed in this specification is applied may include a non-contact IC chip, a small recording device, or the like, and include an infrared communication function, a television reception function, and the like It may be. The light emitting device disclosed in this specification can be applied to the display portion 9102. As a result, a high-quality mobile phone can be provided at low cost.
図９（Ｄ）に示す携帯型のコンピュータは、本体９４０１、表示部９４０２等を含んでいる。表示部９４０２は、本明細書で開示する発光装置を適用することができる。その結果、高画質の携帯型のコンピュータを安価で提供することができる。 A portable computer shown in FIG. 9D includes a main body 9401, a display portion 9402, and the like. The light emitting device disclosed in this specification can be applied to the display portion 9402. As a result, a high-quality portable computer can be provided at low cost.
本明細書で開示する発明を適用した発光装置は、小型の電気スタンドや室内の大型な照明装置として用いることもできる。図９（Ｅ）は卓上照明器具であり、照明部９５０１、傘９５０２、可変アーム９５０３、支柱９５０４、台９５０５、電源９５０６を含む。本明細書で開示する発光装置を照明部９５０１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。本明細書で開示する発明により大型な照明器具も安価で提供することができる。 A light-emitting device to which the invention disclosed in this specification is applied can also be used as a small desk lamp or a large lighting device in a room. FIG. 9E illustrates a desk lamp, which includes a lighting unit 9501, an umbrella 9502, a variable arm 9503, a column 9504, a base 9505, and a power source 9506. It is manufactured using the light-emitting device disclosed in this specification for the lighting portion 9501. The lighting fixture includes a ceiling-fixed lighting fixture or a wall-mounted lighting fixture. The invention disclosed in this specification can also provide a large-sized lighting fixture at low cost.
さらに、本明細書で開示する発光装置を液晶表示装置のバックライトとして用いることもできる。本明細書で開示する発光装置は、面発光の照明装置であり大面積化も可能であるため、バックライトの大面積化が可能であり、液晶表示装置の大面積化も可能になる。さらに、本明細書で開示する発光装置は薄型であるため、液晶表示装置の薄型化も可能となる。 Further, the light-emitting device disclosed in this specification can also be used as a backlight of a liquid crystal display device. Since the light-emitting device disclosed in this specification is a surface-emitting illumination device and can have a large area, the backlight can have a large area and a liquid crystal display device can have a large area. Further, since the light-emitting device disclosed in this specification is thin, the liquid crystal display device can be thinned.
図９（Ｆ）に示す携帯型のテレビジョン装置は、本体９３０１、表示部９３０２等を含んでいる。表示部９３０２は、本明細書で開示する発光装置を適用することができる。その結果、高画質の携帯型のテレビジョン装置を安価で提供することができる。またテレビジョン装置としては、携帯電話機などの携帯端末に搭載する小型のものから、持ち運びをすることができる中型のもの、また、大型のもの（例えば４０インチ以上）まで、幅広いものに、本明細書で開示する発光装置を適用することができる。 A portable television device illustrated in FIG. 9F includes a main body 9301, a display portion 9302, and the like. The light emitting device disclosed in this specification can be applied to the display portion 9302. As a result, a high-quality portable television device can be provided at low cost. In addition, the television apparatus includes a wide variety of television devices such as a portable device such as a mobile phone, a medium-sized device that can be carried, and a large-sized device (for example, 40 inches or more). The light-emitting device disclosed in the document can be applied.
図１０（Ａ）は大型の表示部を有するテレビジョン装置である。本明細書で開示する発光装置により主画面２００３が形成され、その他付属設備としてスピーカー部２００９、操作スイッチなどが備えられている。このように、テレビジョン装置を完成させることができる。 FIG. 10A illustrates a television device having a large display portion. A main screen 2003 is formed by the light-emitting device disclosed in this specification, and a speaker portion 2009, operation switches, and the like are provided as accessory equipment. In this manner, a television device can be completed.
図１０（Ａ）に示すように、筐体２００１に発光素子を利用した表示用パネル２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビジョン装置の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン操作機２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。 As shown in FIG. 10A, a display panel 2002 using a light-emitting element is incorporated in a housing 2001, and a receiver 2005 starts receiving general television broadcasts, and is wired or wirelessly via a modem 2004. By connecting to a communication network, information communication in one direction (from the sender to the receiver) or in both directions (between the sender and the receiver or between the receivers) can be performed. The television device can be operated by a switch incorporated in the housing or a separate remote controller 2006, and this remote controller is also provided with a display unit 2007 for displaying information to be output. Also good.
また、テレビジョン装置にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用パネルで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。 In addition, the television device may have a configuration in which a sub screen 2008 is formed using the second display panel in addition to the main screen 2003 to display channels, volume, and the like.
図１０（Ｂ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有するテレビジョン装置であり、筐体２０１０、表示部２０１１、操作部であるリモコン装置２０１２、スピーカー部２０１３等を含む。本明細書で開示する発明は、表示部２０１１の作製に適用される。本明細書で開示する発明を適用することによって大型でかつ高画質なテレビジョン装置を安価で提供することができる。また図１０（Ｂ）のテレビジョン装置は、壁かけ型となっており、設置するスペースを広く必要としない。 FIG. 10B illustrates a television device having a large display portion of 20 to 80 inches, for example, which includes a housing 2010, a display portion 2011, a remote control device 2012 that is an operation portion, a speaker portion 2013, and the like. The invention disclosed in this specification is applied to manufacture of the display portion 2011. By applying the invention disclosed in this specification, a large-sized and high-quality television device can be provided at low cost. In addition, the television device in FIG. 10B is a wall-hanging type and does not require a large installation space.
勿論、本明細書で開示する発明は鉄道の駅や空港などにおける情報表示盤や、街頭における広告表示盤など大面積の表示媒体としても様々な用途に適用することができる。 Of course, the invention disclosed in the present specification can be applied to various uses as a display medium having a large area such as an information display board at a railway station or an airport or an advertisement display board in a street.
本実施の形態は、上記の実施の形態１乃至５と適宜組み合わせることができる。 This embodiment mode can be combined with any of Embodiment Modes 1 to 5 as appropriate.
試料１〜５において成膜用基板を作製し、それぞれ光熱転写法によって被成膜基板に薄膜を形成した。得られた薄膜の評価を以下に示す。 Film formation substrates were prepared for Samples 1 to 5, and thin films were formed on the film formation substrate by the photothermal transfer method. Evaluation of the obtained thin film is shown below.
図１１に試料１〜５における成膜用基板の構造を示す。ガラス基板である基板４０１上に、反射層４０２、反射層４０２上に断熱層４０３が形成されている。断熱層４０３上において、反射層４０２と重畳する領域に断熱層４１２が、重畳しない領域に光吸収層４０４が設けられている。光吸収層４０４及び断熱層４１２上に有機化合物材料を含む層４０５が形成されている。試料１〜５の成膜用基板に用いた材料及び膜の膜厚を表１に示す。 FIG. 11 shows the structure of the film formation substrate in Samples 1-5. A reflective layer 402 is formed over a substrate 401 that is a glass substrate, and a heat insulating layer 403 is formed over the reflective layer 402. On the heat insulating layer 403, a heat insulating layer 412 is provided in a region overlapping with the reflective layer 402, and a light absorbing layer 404 is provided in a region not overlapping. A layer 405 containing an organic compound material is formed over the light absorption layer 404 and the heat insulating layer 412. Table 1 shows materials and film thicknesses used for the deposition substrates of Samples 1 to 5.
反射層４０２、断熱層４０３、光吸収層４０４、断熱層４１２はスパッタ法、有機化合物材料を含む層４０５は共蒸着法によって成膜した。反射層４０２としてはアルミニウム膜、断熱層４０３及び断熱層４１２としては酸化珪素膜、光吸収層４０４としてはチタン膜、又は窒化チタン膜を用いた。有機化合物材料を含む層４０５に用いた９−［４−（Ｎ−カルバゾリル）］フェニル−１０−フェニルアントラセン（略称：ＣｚＰＡ）、９，１０−ジフェニル−２−［Ｎ−フェニル−Ｎ−（９−フェニル−９Ｈ−カルバゾール−３−イル）アミノ］アントラセン（略称：２ＰＣＡＰＡ）の構造式を化１に示す。 The reflective layer 402, the heat insulating layer 403, the light absorbing layer 404, and the heat insulating layer 412 were formed by sputtering, and the layer 405 containing an organic compound material was formed by co-evaporation. An aluminum film was used as the reflective layer 402, a silicon oxide film was used as the heat insulating layer 403 and the heat insulating layer 412, and a titanium film or a titanium nitride film was used as the light absorption layer 404. 9- [4- (N-carbazolyl)] phenyl-10-phenylanthracene (abbreviation: CzPA), 9,10-diphenyl-2- [N-phenyl-N- (9) used for the layer 405 containing an organic compound material The structural formula of -phenyl-9H-carbazol-3-yl) amino] anthracene (abbreviation: 2PCAPA) is shown in Chemical Formula 1.
試料１〜５の成膜用基板に光照射を行い、被成膜用基板に薄膜（ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ膜）を形成した。試料１〜５の光照射条件（エネルギー密度及び照射時間）を表２に示す。なお、光源として試料１〜３は波長５３２ｎｍ、周波数８０ＭＨｚ、パルス幅１００ｆｓのレーザ発振器を用い、試料４、５はキセノンフラッシュランプを用いた。表２における試料４、５のエネルギー密度はキセノンフラッシュランプ光の半値幅を用いて算出した。有機化合物材料を含む層４０５形成面と被成膜基板の被成膜面との距離ｄは、試料１、試料４及び試料５では０．９μｍ、試料２及び試料３では０．７５μｍとした。 The film formation substrates of Samples 1 to 5 were irradiated with light, and a thin film (CzPA: 2PCAPA film) was formed on the film formation substrate. Table 2 shows the light irradiation conditions (energy density and irradiation time) of Samples 1 to 5. As a light source, Samples 1 to 3 used a laser oscillator with a wavelength of 532 nm, a frequency of 80 MHz, and a pulse width of 100 fs, and Samples 4 and 5 used a xenon flash lamp. The energy density of Samples 4 and 5 in Table 2 was calculated using the half width of the xenon flash lamp light. The distance d between the surface on which the layer 405 containing an organic compound material is formed and the film formation surface of the film formation substrate is 0.9 μm for Sample 1, Sample 4 and Sample 5, and 0.75 μm for Sample 2 and Sample 3.
各試料１〜５において被成膜基板に形成された薄膜（ＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ膜）について、光学顕微鏡及び走査透過電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ；ＳＴＥＭ）により観察を行った。光学顕微鏡観察による基板上から撮影した光学顕微鏡写真を図１２乃至図１６（Ａ）に、ＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）装置により加工した試料のＳＴＥＭによる断面写真を図１２乃至図１６（Ｂ）にそれぞれ示す。 The thin film (CzPA: 2PCAPA film) formed on the deposition target substrate in each of the samples 1 to 5 was observed with an optical microscope and a scanning transmission electron microscope (STEM). Optical microscope photographs taken from the substrate by optical microscope observation are shown in FIGS. 12 to 16A, and STEM cross-sectional photographs of samples processed by a FIB (Focused Ion Beam) apparatus are shown in FIGS. 12 to 16B, respectively. Show.
試料１においては、図１２（Ｂ）に示すようにＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ膜中に円形の低密度領域が生じ、不均一な膜質であった。また、試料５においては、図１６（Ａ）に示すようにＣｚＰＡ：２ＰＣＡＰＡ膜のパターンにぼけが生じており、形状不良な膜であった。一方、試料２〜４においては図１３、図１４及び図１５（Ａ）（Ｂ）に示すように、パターンぼけも膜中に低密度領域も生じずに正確なパターンで、かつ良質な膜であった。 In Sample 1, as shown in FIG. 12B, a circular low density region was generated in the CzPA: 2PCAPA film, and the film quality was uneven. In Sample 5, as shown in FIG. 16A, the pattern of the CzPA: 2PCAPA film was blurred, and the film had a poor shape. On the other hand, in Samples 2 to 4, as shown in FIGS. 13, 14 and 15A and 15B, the pattern is not a blurred pattern and a low density region is not generated in the film. there were.
照射時間、エネルギー密度、及び得られた膜の評価を反映した結果を図２に示す。図２において、正確なパターンで、かつ良質な膜であった試料２〜４は丸印のドット、膜質かパターン形状に不良が生じた膜であった試料１、５を×印のドットで表している。また、図２において、本明細書で開示する最適な光照射条件である光照射時間０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満、かつ光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下の範囲を実線で囲んで示す。 The results reflecting the irradiation time, energy density, and evaluation of the resulting film are shown in FIG. In FIG. 2, samples 2 to 4 which are accurate patterns and good quality films are represented by round dots, and samples 1 and 5 which are films with poor film quality or pattern shape are represented by x marks. ing. In FIG. 2, the light irradiation time, which is the optimum light irradiation condition disclosed in this specification, is 0.1 millisecond (msec.) Or more and less than 1 millisecond (msec.), And from the light source toward the light absorption layer. An energy density range of 2 × 10 3 W / cm 2 to 2 × 10 5 W / cm 2 is shown with a solid line.
図２に示すように、正確なパターンで、かつ良質な膜と評価された試料２〜４の丸印のドットは光照射時間０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満、かつ光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下の範囲に含まれ、一方、膜質かパターン形状に不良が生じた膜と評価された試料１、５の×印のドットは光照射時間０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満、かつ光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下の範囲に含まれていない。 As shown in FIG. 2, the circled dots of Samples 2 to 4 that were evaluated as accurate films with good patterns had a light irradiation time of 0.1 milliseconds (msec.) To 1 millisecond (msec.). The energy density irradiated from the light source toward the light absorption layer is in the range of 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less, while the film quality or pattern shape is defective. The dots marked with X in the samples 1 and 5 evaluated as a film are irradiated from the light source toward the light absorption layer with a light irradiation time of 0.1 millisecond (msec.) Or more and less than 1 millisecond (msec.). It is not included in the energy density range of 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less.
従って、光熱転写法において、光照射時間０．１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）以上１ミリ秒（ｍｓｅｃ．）未満、かつ光源から光吸収層に向かって照射されるエネルギー密度２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下の範囲で光照射を行うことにより、正確なパターンで、かつ良質な膜を形成することができることが確認できた。 Therefore, in the photothermal transfer method, the light irradiation time is 0.1 milliseconds (msec.) Or more and less than 1 millisecond (msec.), And the energy density irradiated from the light source toward the light absorption layer is 2 × 10 3 W / cm. by irradiating light with two or more 2 × 10 5 W / cm 2 or less in the range, a precise pattern, and it was confirmed that it is possible to form a high-quality film.
Claims (7)
前記基板上の、第１の開口部を有する反射層と、
前記基板と、前記反射層との上の、第１の断熱層と、
前記第１の断熱層上の、光吸収層と、
前記光吸収層上の、第２の開口部を有する第２の断熱層と、
前記光吸収層と、前記第２の断熱層との上の、材料層とを有し、
前記反射層と、前記第２の断熱層とが重なる第１の領域を有し、
前記第１の開口部と、前記第２の開口部とが重なる第２の領域を有する成膜用基板を用い、
前記成膜用基板の前記材料層を有する一方の面と、被成膜基板の一方の面とが離れて向き合うように、前記成膜用基板と、前記被成膜基板とを配置し、
前記第２の領域の前記基板と、前記第２の領域の前記第１の断熱層とを透過させて、エネルギー密度が２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下の光を０．１ミリ秒以上１ミリ秒未満の時間、前記光吸収層に照射し、
前記光が照射された前記光吸収層上の、前記材料層が有する材料を前記被成膜基板上に成膜することを特徴とする成膜方法。 A substrate,
A reflective layer having a first opening on the substrate;
A first heat-insulating layer on the substrate and the reflective layer;
A light absorbing layer on the first heat insulating layer;
A second heat insulating layer having a second opening on the light absorbing layer;
A material layer on the light absorbing layer and the second heat insulating layer;
A first region where the reflective layer and the second heat insulating layer overlap;
Using a film formation substrate having a second region where the first opening and the second opening overlap,
The film-forming substrate and the film-forming substrate are disposed so that one surface of the film-forming substrate having the material layer and one surface of the film-forming substrate face each other.
The energy density is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less by transmitting the substrate in the second region and the first heat insulating layer in the second region. Irradiating the light-absorbing layer with light for a time of 0.1 milliseconds to less than 1 millisecond;
A film formation method comprising forming a material of the material layer on the light absorption layer irradiated with the light on the deposition target substrate.
前記基板上の、第１の開口部を有する反射層と、
前記基板と、前記反射層との上の、第１の断熱層と、
前記第１の断熱層上の、第２の開口部を有する光吸収層と、
前記第１の断熱層上の、第３の開口部を有する第２の断熱層と、
前記光吸収層と、前記第２の断熱層との上の、材料層とを有し、
前記反射層と、前記第２の開口部と、前記第２の断熱層とが重なる第１の領域を有し、
前記第１の開口部と、前記光吸収層と、前記第３の開口部とが重なる第２の領域を有する成膜用基板を用い、
前記成膜用基板の前記材料層を有する一方の面と、被成膜基板の一方の面とが離れて向き合うように、前記成膜用基板と、前記被成膜基板とを配置し、
前記第２の領域の前記基板と、前記第２の領域の前記第１の断熱層とを透過させて、エネルギー密度が２×１０３Ｗ／ｃｍ２以上２×１０５Ｗ／ｃｍ２以下の光を０．１ミリ秒以上１ミリ秒未満の時間、前記光吸収層に照射し、
前記光が照射された前記光吸収層上の、前記材料層が有する材料を前記被成膜基板上に成膜することを特徴とする成膜方法。 A substrate,
A reflective layer having a first opening on the substrate;
A first heat-insulating layer on the substrate and the reflective layer;
A light absorbing layer having a second opening on the first heat insulating layer;
A second heat insulating layer having a third opening on the first heat insulating layer;
A material layer on the light absorbing layer and the second heat insulating layer;
A first region where the reflective layer, the second opening, and the second heat insulation layer overlap;
Using a film formation substrate having a second region where the first opening, the light absorption layer, and the third opening overlap,
The film-forming substrate and the film-forming substrate are disposed so that one surface of the film-forming substrate having the material layer and one surface of the film-forming substrate face each other.
The energy density is 2 × 10 3 W / cm 2 or more and 2 × 10 5 W / cm 2 or less by transmitting the substrate in the second region and the first heat insulating layer in the second region. Irradiating the light-absorbing layer with light for a time of 0.1 milliseconds to less than 1 millisecond;
A film formation method comprising forming a material of the material layer on the light absorption layer irradiated with the light on the deposition target substrate.
前記成膜用基板と、前記被成膜基板との配置は、前記成膜用基板の一方の面と、前記被成膜基板の一方の面との距離が０μｍより大きく１０μｍ以下であることを特徴とする成膜方法。 In claim 1 or 2 ,
The film-forming substrate and the film-forming substrate are arranged such that the distance between one surface of the film-forming substrate and one surface of the film-forming substrate is greater than 0 μm and 10 μm or less. A characteristic film forming method.
前記光吸収層の膜厚は１０ｎｍ以上２μｍ以下であることを特徴とする成膜方法。 In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The film-forming method, wherein the light absorption layer has a thickness of 10 nm to 2 μm.
前記光はフラッシュランプから射出された光を用いることを特徴とする成膜方法。 In any one of Claims 1 thru | or 4 ,
A film forming method characterized in that light emitted from a flash lamp is used as the light.
前記光はレーザ光を用いることを特徴とする成膜方法。 In any one of Claims 1 thru | or 5 ,
A film forming method characterized in that a laser beam is used as the light.
前記光吸収層に光を照射する工程は減圧下で行うことを特徴とする成膜方法。
In any one of Claims 1 thru | or 6 ,
The film forming method, wherein the step of irradiating the light absorption layer with light is performed under reduced pressure.
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