(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板の一方の面に、開口を有する光反射層を形成し、
前記光反射層を覆う断熱層を形成し、
前記断熱層上に光吸収層を形成し、
ノズルから前記光吸収層にかけて材料液が繋がるように吐出して、前記光吸収層に接するストライプ状の材料層を形成し、
第１の電極、前記第１の電極の両側面を覆う隔壁、及び前記第１の電極と電気的に接続された薄膜トランジスタを有する第２の基板の一方の面と、前記第１の基板の一方の面とを、前記光吸収層及び前記材料層が接する領域と、前記第１の電極とが重なるように対向させ、
前記第１の基板の他方の面側から光を前記光吸収層に照射して、前記光吸収層と接する前記材料層の少なくとも一部を加熱し、前記第１の電極上に有機化合物を含む層を形成し、
前記有機化合物を含む層上に第２の電極を形成する発光装置の作製方法であって、
前記光を照射する際、前記薄膜トランジスタは、前記光反射層と重なる位置に配置されていることを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記断熱層は、前記光反射層及び前記光吸収層よりも熱伝導率が低いことを特徴とする発光装置の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は２において、
前記光吸収層の膜厚は、１０ｎｍ以上６００ｎｍ以下であることを特徴とする発光装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機化合物を含む層の成膜に用いる成膜方法に関する。また、有機化合物を含む層を発光層とする発光装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型軽量、高速応答性、直流低電圧駆動などの特徴を有する有機化合物を発光体として用いた発光素子は、次世代のフラットパネルディスプレイへの応用が期待されている。特に、発光素子をマトリクス状に配置した表示装置は、従来の液晶表示装置と比較して、視野角が広く視認性が優れる点に優位性があると考えられている。
【０００３】
発光素子の発光機構は、一対の電極間にＥＬ層を挟んで電圧を印加することにより、陰極から注入された電子および陽極から注入された正孔がＥＬ層の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に緩和する際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
【０００４】
発光素子を構成するＥＬ層は、少なくとも発光層を有する。また、ＥＬ層は、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを有する積層構造とすることもできる。
【０００５】
また、ＥＬ層を形成するＥＬ材料は低分子系（モノマー系）材料と高分子系（ポリマー系）材料に大別される。一般に、低分子系材料は蒸着法を用いて成膜され、高分子系材料はインクジェット法やスピンコート法などを用いて成膜されることが多い。
【０００６】
本出願人は特許文献１及び特許文献２にインクジェット法を用いてＥＬ層を形成することを開示している。
【０００７】
また、本出願人は、特許文献３にインクジェット法のように「点」で塗布するのではなく、ノズルから「線」で有機ＥＬ材料を塗布する技術を開示している。
【０００８】
また、特許文献４にもインクジェット法とは異なる方法で有機ＥＬ材料を塗布する技術、所謂ノズルプリンティング装置を用いた成膜方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−５２８６４
【特許文献２】特開２００１−１０２１７０
【特許文献３】特開２００１−１８９１９２
【特許文献４】特開２００２−７５６４０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１や特許文献２に開示されているインクジェット法は、ノズルから吐出させるために、成膜しようとする材料を溶媒などに溶かす、または分散させて材料を含む液体を調整して用意し、その液体をノズルから吐出を行うことで被成膜基板上に成膜を行う。インクジェット法は、ノズルから吐出する液滴量や液滴の滴下位置を制御することで被成膜基板上に選択的に成膜を行うことができる。
【００１０】
また、特許文献３や特許文献４に開示されている方法も一旦、材料を含む液体を調整し、用意する。特許文献３や特許文献４に開示されている方法は、用いることの可能な材料液の粘度が広く、また、ノズル先端の乾燥などによる目詰まりも問題としない点でインクジェット法に比べ優位である。インクジェット法の欠点は、何らかの原因で口の細いノズルが詰まってしまう目詰まりが生じ、意図せず吐出が行われない箇所が発生すると、結果として点欠陥または線欠陥を有する表示パネルとなり不良品となることである。
【００１１】
なお、特許文献１乃至４のいずれも被成膜基板が後に表示パネルの一部となる。
【００１２】
これらの湿式プロセスを用いると、後に表示パネルの一部となる被成膜基板上に積層構造を構成するのが困難である。例えば、１層目の第１の材料層の上に２層目の第２の材料層を積層すると、１層目の第１の材料層の表面の溶解が生じやすく、第１の材料層に含まれる有機材料が第２の材料層に混入する恐れがある。
【００１３】
また、これらの湿式プロセスは、用いる材料液や溶媒にもよるが、後に表示パネルの一部となる被成膜基板上に一層重ねる毎に溶媒などを蒸発させるための乾燥処理を行う構成であり、乾燥処理にかかる時間は、３０分から１時間以上であるため、積層数が増えれば増えるほどスループットの低下を招く。また、用いる材料や溶媒によってはベーク温度が異なるため、例えば、最上層となる材料層のベーク温度が下層の材料層の溶融温度よりも高い場合には、界面が消失して意図せず混合する恐れがある。
【００１４】
上記問題に対して、後に表示パネルの一部となる基板上に異なる複数の材料層を積層する際、スループットを向上しつつ、円滑に材料層の所望のパターン形状を得る成膜方法および発光装置の作製方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
そこで、後に表示パネルの一部となる基板上に材料層を選択的に形成するのではなく、予め成膜用基板上に材料液を選択的に塗布し、焼成した後、その成膜用基板と、後に表示パネルの一部となる基板とを対向して配置し、光の照射を行って成膜用基板に形成された材料層を加熱することによって、後に表示パネルの一部となる基板上に材料層を選択的に形成する。
【００１６】
予め成膜用基板には、予め、少なくとも光吸収層が設けてある。光吸収層は全面に設けてもよいし、部分的に設けてもよい。光吸収層が部分的に設けた所望のパターン形状であれば、光が照射された光吸収層のパターン形状を反映した成膜パターンが後に表示パネルの一部となる基板に成膜される。なお、後に表示パネルの一部となる基板には光吸収層のパターン上面形状とほぼ同じ材料層のパターン上面形状が得られる。
【００１７】
特に帯状の光吸収層を複数並べてストライプ状とし、ポンプ圧送により材料液をノズルから吐出して光吸収層と重なる材料層を形成する場合、隔壁は光吸収層の両サイドにしか存在しなく、ノズルと基板とを相対的に移動させてある一方向に塗布を行うため、その塗布方向における膜厚均一性を高めることができる。後に表示パネルの一部となる基板にストライプ状の材料層を形成することは、塗布方向における画素間隔を狭く設計することが可能であるため、開口率の向上にも寄与する。
【００１８】
なお、ストライプ状とは縦横比が２以上の細長い長方形状、長径と短径が２以上の細長い楕円形状を含む。
【００１９】
また、後に表示パネルの一部となる基板表面に配線などによる凹凸があったとしても、膜厚均一性の高い成膜を行うことができる。成膜用基板には配線が設けられているのではなく、光吸収層が形成されているが、光吸収層上に均一な膜厚を有する材料層を形成することができれば、光を光吸収層に照射することで、その膜厚均一性を反映した膜を後に表示パネルの一部となる基板上に得ることができる。特にアクティブマトリクス型の発光装置を用いる場合、後に表示パネルの一部となる基板表面には、配線やスイッチング素子がＥＬ層を形成する前に設けられており、凹凸を有しているため、本発明は有用である。粘度の低い材料を用いて従来の方法により塗布を行った場合、後に表示パネルの一部となる基板表面の凹凸により膜厚が不均一となる恐れがある。
【００２０】
また、部分的に設けた光吸収層と重ならない部分に材料液が吐出されたとしても、光吸収層と重なる材料層の一部が加熱されるため、成膜用基板には、意図しない部分に成膜が行われることを防止することができる。ノズルからの材料液の吐出を一時停止することなく、成膜用基板に一筆書きで材料層を形成することができる。また、１枚の基板に複数のパネルを作製する、所謂多面取りにおいても、選択的に成膜を行うことが可能であるため、後に表示パネルの一部となる基板表面にストライプ状の材料層を成膜することができる。
【００２１】
また、本発明は、ピエゾ素子や気泡を発生させるヒータを用いるインクジェット法に比べ、ピエゾ素子や気泡を発生させるヒータを用いることなく、流量計と圧力計を制御することでポンプ圧送によりノズルから同じ流量で材料液を吐出することができ、膜厚均一性に優れている。また、本発明で用いるノズルは、インクジェット法で用いるヘッドに比べて安価である。
【００２２】
また、本発明においては一旦成膜用基板に材料層を成膜した後、もう一枚の基板を対向して配置し、光吸収層への光照射により材料層を加熱することによって対向して配置したもう一枚の基板面に成膜を行う。従って、本発明において用いる材料液は、ポンプ圧送によりノズルから吐出可能な粘度を有する材料液であり、且つ、熱によって蒸発可能な有機化合物材料を含む材料液、具体的には低分子の有機化合物材料を含む材料液である。即ち、本発明においては、材料層に含まれるＥＬ材料として、塗布成膜および乾式成膜の両方が可能な材料を用いる。
【００２３】
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）、９−｛４−［１０−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−９−アントリル］フェニル｝−９Ｈ−カルバゾール（略称：ＰＴＢＣｚＰＡ）に代表されるカルバゾール誘導体や、２−ｔｅｒｔ−ブチル−９，１０−ジ（２−ナフチル）アントラセン（略称：ｔ−ＢｕＤＮＡ）に代表される芳香族炭化水素化合物や、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）に代表される金属錯体や、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）に代表される芳香族アミン化合物が、塗布成膜および乾式成膜の両方が可能な材料として挙げられる。
【００２４】
材料液の調整に用いる溶媒としては、インクジェット法よりも多くの種類の溶媒を用いることができ、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、キシレン、或いはアニソール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、ジエチルエーテル、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、エタノール、イソプロパノール、２−メトキシエタノール、或いは２−エトキシエタノールなどのアルコール系溶媒、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。本発明の成膜方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。また、インクジェット法よりも多くの種類の溶媒を用いることができるということは、インクジェット法よりも用いることのできる有機化合物の種類を増やすことに繋がるため、材料の選択肢が広がる長所も本発明の成膜方法は有している。
【００２５】
なお、材料液を調整するために加える溶媒として、キシレンやトルエンを用いる場合は、溶媒が短時間で揮発し、自然乾燥するため、乾燥処理にかかる時間を短縮、またはなくすことができる。
【００２６】
光吸収層には、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。なお、光吸収層は、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、真空蒸着法などにより形成することができる。
【００２７】
また、光吸収層の膜厚は、材料によって異なるが、照射した光が透過しない膜厚とすることで、照射した光を無駄にすることなく熱に変換することができる。よって、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より小さいエネルギーの光で光吸収層全体を加熱することができる。よって、光吸収層の膜厚は、１０ｎｍ以上６００ｎｍ以下の膜厚であることがより好ましい。例えば、波長５３２ｎｍの光を照射した場合、光吸収層の膜厚を５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚とすることにより、照射した光を効率良く吸収して発熱させることができる。
【００２８】
なお、光吸収層は、材料層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。
【００２９】
照射する光は、ランプ光源からの光、またはレーザ光源からのレーザ光を用いることができる。
【００３０】
ランプ光源としては、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）、キセノンランプ、メタルハライドランプのような放電灯、ハロゲンランプ、タングステンランプのような発熱灯を用いることができる。フラッシュランプは短時間（０．１ミリ秒乃至１０秒）で非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、成膜用基板の面積にかかわらず、効率よく均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変えることによって成膜用基板の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは寿命が長く、発光待機時の消費電力が低いため、ランニングコストを低く抑えることができる。
【００３１】
また、レーザ光としては、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。
【００３２】
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。
【００３３】
上述した成膜方法を用いることにより、発光素子を構成するＥＬ層の少なくとも一層、例えば発光層を形成することができる。また、光吸収層を画素部となる面積とほぼ同程度の面積とし、材料液が所望のパターン形状となるような開口の隔壁を用いることで、所望の領域のみに成膜することが可能である。また、光吸収層を所望のパターン形状とすることで、所望の領域のみに成膜することが可能である。このように、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。
【００３４】
フルカラーの発光装置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、本発明の成膜方法を用いることにより容易に発光層を作り分けることができる。例えば、赤色発光材料を含む第１の材料液を吐出するノズル、緑色発光材料を含む第２の材料液を吐出するノズル、青色発光材料を含む第３の材料液を吐出するノズルを少なくとも有する成膜装置を用いて、１枚の成膜用基板に３種類の発光層をそれぞれ成膜することができる。また、３種類の発光層をそれぞれ成膜された１枚の成膜用基板を用いて光を照射し、対向して配置した被成膜基板（後に表示パネルの一部となる基板）に短時間で３種類の発光層を形成することができる。また、本発明は、１回の位置アライメントを行うだけで、３種類の発光層を位置精度良く成膜ことができる。
【００３５】
成膜用基板に形成する赤色発光層を形成するための赤色発光材料を含む第１の材料液としては、２−メトキシエタノールを溶媒として用いて吐出を行い、ＢＡｌｑをホストとして、ＴＰＤと（アセチルアセトナト）ビス（２，３，５−トリフェニルピラジナト）イリジウム（ＩＩＩ）（略称：Ｉｒ（ｔｐｐｒ）２（ａｃａｃ））を含む赤色発光層を形成することができる。また、成膜用基板に形成する緑色発光層を形成するための緑色発光材料を含む第２の材料液としては、トルエンを溶媒として用いて吐出を行い、ＣｚＰＡをホストとして、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）を含む緑色発光層を形成することができる。また、また、成膜用基板に形成する青色発光層を形成するための青色発光材料を含む第３の材料液としては、トルエンを溶媒として用いて吐出を行い、ＣｚＰＡをホストとして、Ｎ，９−ジフェニル−Ｎ−［４−（１０−フェニル−９−アントリル）フェニル］−９Ｈ−カルバゾール−３−アミン（略称：ＰＣＡＰＡ）を含む青色発光層を形成することができる。
【００３６】
成膜用基板の光吸収層に照射する光の照射面積によっては、複数の異なる材料層が同時に加熱されることもあるが、光照射の際の一対の基板（成膜用基板と、後に表示パネルの一部となる基板の計２枚の基板）の間隔を狭くすることで、混色を防止することができる。なお、本明細書において、基板間隔は、向かい合わせた２つの基板面の最短距離で定義する。
【００３７】
さらに、発光層の他に、正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、電子注入層などを有する積層構造を形成することもできる。
【００３８】
また、光吸収層の周囲に材料液の広がりを妨げるため、成膜用基板に隔壁を設ける。成膜用基板に隔壁を設ける隔壁は、隔壁の高さによって隔壁全体で囲む空間の体積を精密に制御することができるため、隔壁で囲む領域に材料液を吐出し、隔壁で囲む領域に保持する液体量を制御することができる。従って、隔壁の高さは、光吸収層の膜厚よりも高いことが好ましい。また、吐出された材料液が隔壁の高さを乗り越え、隔壁の外側に溢れて付着しても、隔壁の外側部分に付着した材料は光を照射しても蒸発しない。
【００３９】
また、成膜用基板に隔壁を設ける隔壁の断面形状は、特に限定されないが、矩形または台形とする。また、吐出を行う液体に対して親液性を付与する表面処理を隔壁の表面に行ってもよいし、撥液性を付与する表面処理を隔壁の表面に行ってもよい。また、隔壁の側面の影響により、表面が親液化されていれば側面付近の膜厚が中央部（隔壁に囲まれた領域の中央部）よりも厚くなり、表面が撥液化されていれば側面付近の膜厚が中央部よりも薄くなる傾向がある。従って、この膜厚不均一な部分を避けるために、隔壁と光吸収層との間隔を空ける構成としてもよい。
【００４０】
本明細書で開示する発明の構成は、第１の基板の一方の面に光吸収層を形成し、光吸収層を囲む隔壁を選択的に形成し、ポンプ圧送により材料液をノズルから吐出して隔壁及び光吸収層に接する材料層を選択的に形成し、第１の基板の材料層が形成された面と、第２の基板の被成膜面とを対向させ、第１の基板の他方の面側から光を光吸収層に照射して、光吸収層と重なる位置にある前記材料層の少なくとも一部を選択的に加熱し、第２の基板の被成膜面に成膜を行うことを特徴とする成膜方法である。
【００４１】
本発明は、上記課題の少なくとも一つを解決する。
【００４２】
また、アクティブマトリクス型の発光装置の場合、後に表示パネルの一部となる基板表面には、格子状に開口が設けられた隔壁が設けられる。他の発明の構成は、第１の基板の一方の面に光吸収層を形成し、光吸収層を囲む第１の隔壁を選択的に形成し、ポンプ圧送により材料液をノズルから吐出して第１の隔壁及び光吸収層に接する材料層を選択的に形成し、第１の基板の材料層が形成された面と、第１の電極を有する第２の基板の被成膜面とを対向させ、第１の基板の他方の面側から光を光吸収層に照射して、光吸収層と重なる位置にある材料層の少なくとも一部を選択的に加熱し、第２の基板の被成膜面に設けられた第１の電極上に有機化合物を含む層の形成を行い、該有機化合物を含む層上に第２の電極を形成し、第２の基板の被成膜面には、第１の電極が複数設けられ、互いの間を絶縁する第２の隔壁を有することを特徴とする発光装置の作製方法である。
【００４３】
また、上記作製方法において、第１の隔壁と第２の隔壁の上面形状が異なる。第１の隔壁はストライプ状に開口を有する上面形状であり、第２の隔壁は、格子状に開口が設けられた上面形状である。また、第２の隔壁は、開口がＸ方向（行方向）及びＹ方向（列方向）においてマトリクス状に配置されているが、隣り合う開口の間隔が、Ｘ方向とＹ方向とで異なる。
【００４４】
また、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合、成膜用基板に光を照射する際に光吸収層が設けられていない領域は光が透過し、素子や配線などに光が照射され、素子や配線にダメージを与える恐れがある。ダメージを防ぐため、成膜用基板に光反射層を選択的に設ける構成としてもよい。反射層を選択的に形成することによって、後に表示パネルの一部となる基板に成膜される膜は、反射層のパターンを反映した微細なパターンで選択的に成膜することができる。
【００４５】
反射層は、成膜の際、光吸収層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。
【００４６】
反射層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、銀を含む合金、または酸化インジウム−酸化スズなどを用いることができる。
【００４７】
反射層の膜厚は、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。
【００４８】
また、反射層を設ける場合には光吸収層との間に断熱層を形成することが好ましい。断熱層を、照射する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。断熱層の熱伝導率が低いと、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。断熱層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、炭化珪素等を用いることができる。
【発明の効果】
【００４９】
従来の湿式法を用いてＥＬ層を形成する場合とは異なり、すでに形成された層の溶解性等を考慮する必要がないため、成膜する材料の種類の選択肢が広がる。また、積層する層の数についても自由に設定できる。よって、所望の材料を用いて、所望の積層構造の発光装置を作製することができる。特に、基板が大型化した場合において、用いる材料の種類や積層構造を自由に設計できるということは、発光装置の性能を向上させる点において、重要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明の実施形態について、以下に説明する。
【００５１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明に係る成膜用基板および成膜用基板を用いた成膜方法について説明する。なお、本実施の形態では、フルカラーの発光装置を作製するため、赤色発光層、緑色発光層、及び青色発光層をそれぞれ間隔を空けて成膜する場合について図１に説明する。本明細書では、成膜したい材料が設けられており、かつ、被成膜基板に成膜を行うために用いる基板を、以下では成膜用基板（第１の基板）と記す。また、後に表示パネルの一部となる基板を第２の基板と呼ぶ。
【００５２】
成膜用基板である第１の基板１０４には、光吸収層１０２が形成されている。第１の基板１０４としては、例えば、ガラス基板、石英基板などを用いることができる。ガラス基板や石英基板などは、フィルム基板などよりも不純物（水分など）が吸着または付着しにくい。よって、成膜する際に不純物の混入を防ぐことができる。
【００５３】
光吸収層１０２は、第２の基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されている。ここでは光吸収層１０２の上面形状を長方形とする。また、複数の光吸収層１０２の間には第１の隔壁１０１を設ける。この第１の隔壁１０１は予め、表面に撥液処理を施しておくことが好ましく、ノズルから吐出される材料液の位置制御を補助する役目を果たす。
【００５４】
まず、図１（Ａ）に示すようにノズルからポンプ圧送により材料液を吐出する。材料液を貯蔵したボトルから材料液の流路となるチューブを介して材料液圧送ポンプと接続され、材料液圧送ポンプの圧送によりノズルの開口から材料液を吐出する。材料液圧送ポンプとしては、サンドポンプ、ピストンポンプ、スクイズポンプ等のポンプやタンク式機器を用いることができる。なお、材料液圧送ポンプとノズルとの間には、流量計や圧力計や温度計や異物を取り除くフィルタなどを設け、一定量の流量がノズルの開口から流れるように制御する。ノズルと第１の基板１０４とを相対的に移動させることによって、材料液の描画を行う。なお、ノズルからの吐出開始と吐出停止は、材料液圧送ポンプの圧力を制御することで行うことができる。ここでは、３つのヘッドを有し、それぞれヘッドのノズル、即ち第１のノズル１１３Ｒ、第２のノズル１１３Ｇ、及び第３のノズル１１３Ｂから材料液を吐出する。第１のノズル１１３Ｒからは赤色の発光層を形成するための第１の材料液１１２Ｒが吐出される。また、第２のノズル１１３Ｇからは緑色系の発光層を形成するための第２の材料液１１２Ｇが吐出される。また、第３のノズル１１３Ｂからは青色系の発光層を形成するための第３の材料液１１２Ｂが吐出される。図１（Ｂ）では材料液がノズルと光吸収層の両方に繋がっている様子を一例に示したが、特に限定されず、ノズル先端と光吸収層表面との距離や、材料液の粘度やポンプ圧などによっては材料液がノズル先端から光吸収層に到達する間に途切れることもある。
【００５５】
必要であれば、材料液の吐出後は、乾燥または焼成のための加熱処理を行う。
【００５６】
以上の工程により、図１（Ｂ）に示すように、第１の隔壁１０１に囲まれた領域のそれぞれに第１の材料層１０３Ｒ、第２の材料層１０３Ｇ、第３の材料層１０３Ｂが第１の基板１０４上に形成される。
【００５７】
次に、図１（Ｂ）に示すように、第１の基板１０４の一方の面であって、光吸収層１０２、第１の材料層１０３Ｒ、第２の材料層１０３Ｇ、及び第３の材料層１０３Ｂが形成された面に対向する位置に、後に表示パネルの一部となる基板である第２の基板１３７を配置する。そして、第１の基板１０４と第２の基板１３７とを位置合わせを行い、互いに近づけて対向させる。
【００５８】
第２の基板１３７には予め、発光素子の一方の電極となる第１の電極１３８、および第２の隔壁１３９が形成されている。また、正孔注入層１４１、正孔輸送層１４５も積層されている。
【００５９】
なお、正孔注入層１４１、正孔輸送層１４５は従来の抵抗加熱法などを用いて形成してもよいし、本発明の成膜方法を用いてもよい。
【００６０】
次に、減圧下で図１（Ｃ）に示すように第１の基板１０４の裏面（光吸収層１０２、第１の材料層１０３Ｒ、第２の材料層１０３Ｇ、及び第３の材料層１０３Ｂが形成されていない面）側から光１１０を照射する。光１１０はランプ光源の光またはレーザ光源の光を用いる。このとき、第１の基板１０４上に形成された光吸収層１０２に照射された光は吸収される。
【００６１】
そして、光吸収層１０２が吸収した光を熱に変換し、その熱を、それぞれの光吸収層１０２に接する領域の第１の材料層１０３Ｒ、第２の材料層１０３Ｇ、及び第３の材料層１０３に与えることにより、第２の基板１３７に形成された第１の電極１３８と重なる位置に成膜が行われる。ここではランプ光の照射により、第２の基板１３７に発光素子の赤色の発光層１４６、緑色の発光層１４７、及び青色の発光層１４８が同時に形成される。ランプ光は、レーザ光源のような点光源に比べて走査するための機構が不要であり、短時間に成膜を行うことができる。
【００６２】
発光層を形成した後は、発光層上に電子輸送層を積層形成し、さらに電子注入層を積層形成し、最後に第２の電極を形成する。なお、第２の電極は、スパッタ法または電子ビーム法などを用いて成膜を行う。以上の工程で第２の基板１３７上に少なくとも第１の電極と第２の電極とそれらの間に発光層を有する発光ダイオードを作製する。
【００６３】
また、本実施の形態では、赤色の発光層、緑色の発光層、青色の発光層の３色を用いてフルカラーの発光装置を一例としたが、特に限定されず、白色の発光層をさらに設けてもよいし、４色以上の発光層を用いる発光装置としてもよい。
【００６４】
また、電子輸送層や電子注入層も発光層と同様の手順で成膜することができる。その場合、電子輸送層を成膜するための成膜用基板、電子注入層を成膜するための成膜用基板をそれぞれ用意すればよい。また、発光色に合わせて電子輸送層や電子注入層の膜厚を異ならせ、効率よく各色の発光色を取り出す発光装置としてもよい。
【００６５】
また、ここでは第１の電極と第２の電極の間に設けるＥＬ層を５層、即ち、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の積層とする例を示したが、特に限定されず、正孔輸送層、発光層、電子輸送層の積層としてもよく、実施者が発光材料や発光効率などを考慮して適宜設計すればよい。
【００６６】
また、本実施の形態に示すフルカラー表示が可能な発光装置の作製において、本発明を適用することにより、所望の材料を無駄にすることを低減し、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。
【００６７】
また、本発明では、成膜用基板に形成される材料層の膜厚をポンプ圧送により制御することによって、被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、被成膜基板上に成膜する際の膜厚モニターは不要となる。よって、膜厚モニターを利用した成膜速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。そのため、生産性の向上を図ることができる。
【００６８】
こうして得られる発光素子の積層構造の一例を図２（Ａ）、図２（Ｂ）に示す。
【００６９】
図２（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。
【００７０】
また、図２（Ｂ）に示す発光素子は、図２（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２（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。
【００７１】
図２に示す基板９０１は、図１の第２の基板１３７に相当する。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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、ポンプ圧送によりノズルから材料液を吐出して成膜用基板の材料層を形成し、光を照射する成膜方法を適用して形成することができる。
【００７８】
例えば、図２（Ａ）に示す発光素子を形成する場合、ＥＬ層９０３を形成する材料を含む溶液を調整し、ポンプ圧送によりノズルから材料液を吐出して成膜用基板の材料層を形成し、この成膜用基板を用いて基板９０１上の第１の電極９０２上にＥＬ層９０３を形成する。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２（Ａ）に示す発光素子を得ることができる。
【００７９】
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。
【００８０】
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ことにより、発光層の結晶化を抑制することができる。また、発光性の高い物質の濃度が高いことによる濃度消光を抑制することができる。
【００８１】
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。
【００８２】
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、成膜用基板上の材料層として、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、成膜用基板上の材料層として、ホスト材料を含む層とドーパント材料を含む層とが積層した構成としてもよい。このような構成の材料層を有する成膜用基板を用いて発光層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。
【００８３】
また、図２（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、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材料層を有する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、光を照射して基板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２（Ｂ）に示す発光素子を得ることができる。
【００８４】
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によっても正孔注入層を形成することができる。
【００８５】
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。
【００８６】
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は、例えば、正孔輸送性の高い物質を含む層と電子受容性を示す物質を含む層とが積層された材料層を有する成膜用基板を用いることにより形成することができる。
【００８７】
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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
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。
【００９１】
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。
【００９２】
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。
【００９３】
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。
【００９４】
これら正孔輸送性の高い物質を含む層と、電子受容性を示す物質を含む層とが積層された材料層を有する成膜用基板を用いることで、正孔注入層９１１を形成することができる。電子受容性を示す物質として金属酸化物を用いた場合には、成膜用基板上に正孔輸送性の高い物質を含む層を形成した後、金属酸化物を含む層を積層形成することが好ましい。金属酸化物は、正孔輸送性の高い物質よりも蒸着可能温度が高い場合が多いためである。このような積層構成の成膜用基板とすることにより、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物とを効率良く成膜することができる。また、成膜した膜において局所的な濃度の偏りを抑制することができる。例えば、ポンプ圧送によりノズルから材料液を吐出して正孔輸送性の高い物質を含む層を形成した後、さらにその上に蒸着法により金属酸化物を含む層を積層して成膜用基板を用意し、光を照射することで、被成膜基板に正孔輸送性の高い物質と金属酸化物とを含む混合層を容易に形成することができる。正孔輸送性の高い物質と金属酸化物の両方を溶解させるまたは分散させる溶媒は種類が少なく、これら両方を含む溶液を調整することが困難である。よって、従来の湿式法を用いて直接形成することは困難であった。
【００９５】
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。
【００９６】
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またはα−ＮＰＤ）やＮ，Ｎ’−ビス（３−メチルフェニル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−［１，１’−ビフェニル］−４，４’−ジアミン（略称：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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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。
【０１０１】
なお、図２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。
【０１０２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、第１の隔壁の上面形状の一例と、第２の隔壁の上面形状の一例と、塗布方向との関係について図３を用いて説明する。
【０１０３】
図３（Ａ）は、成膜用基板の一部上面図の一例を示しており、第１の基板２０４上に長方形の光吸収層２０２と、長方形の開口２０６を有する第１の隔壁２０１を示している。
【０１０４】
また、図３（Ｂ）はポンプ圧送により３種類のノズルから３種類の材料液を塗布した後の上面図を示している。図３（Ｂ）に示すように、第１の基板２０４上に、第１の材料層２０３Ｒ、第２の材料層２０３Ｇ、及び第３の材料層２０３Ｂがストライプ状に形成される。なお、ここでは、ポンプ圧送を停止して第１の材料層２０３Ｒを形成しているが、停止することなく隔壁２０１の外側に塗布し、１行目と４行目を繋げてもよい。なぜなら、後の光照射で加熱される部分は、光吸収層２０２と重なる領域であり、重ならない領域である隔壁の外側の第１の材料層は加熱されず、後にパネルの一部となる基板には成膜されないからである。なお、第１の基板２０４に対して移動した一つのノズルの軌道２０５を図３（Ｂ）中の鎖線矢印で示した。なお、光吸収層の長辺方向が塗布方向に相当する。図３（Ｂ）においては、一筆書きのように塗布方向を逆転させて次の赤色発光層を形成している例を示している。
【０１０５】
なお、本実施の形態においては光吸収層を４行分しか図示していないが、作製するパネルの画素数に合わせて複数行設けている。
【０１０６】
また、図３（Ｃ）は、発光素子の一方の電極となる第１の電極１３８、および第２の隔壁１３９が形成されている第２の基板１３７の一部上面図の例である。長方形である第１の電極１３８の周縁を覆うように第２の隔壁１３９が形成され、開口が設けられている。なお、ストライプ状に材料層を形成するため、第２の隔壁１３９の複数の開口において、塗布方向の間隔は、狭くすることができ、開口率の向上を図ることができる。第２の隔壁１３９の複数の開口において、塗布方向の間隔は、少なくとも塗布方向と垂直な方向における間隔よりも狭くすることができる。図３（Ａ）と図３（Ｃ）を比べて分かるように、第１の隔壁２０１と第２の隔壁１３９の上面形状は異なっている。
【０１０７】
図３（Ｂ）の第１の基板２０４と図３（Ｃ）の第２の基板１３７とを向かい合わせて配置し、第１の基板２０４を通過させて光照射を行うことにより、図３（Ｄ）に示すように第２の基板１３７に発光素子の赤色の発光層１４６、緑色の発光層１４７、及び青色の発光層１４８が同時に形成される。ここでは、レーザ光の照射を行う。また、本実施の形態では、レーザ光として波長５３２ｎｍのレーザ光を用い、周波数１０ＭＨｚ以上、かつ、パルス幅１００ｆｓ以上１０ｎｓ以下のレーザ光を用いる。波長５３２ｎｍの光を照射する場合、光吸収層２０２の膜厚を５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下の膜厚とすることにより、照射した光を効率良く吸収して発熱させることができる。レーザ光の走査は、塗布方向と平行である走査方向としてもよいし、塗布方向と垂直をなす走査方向としてもよい。本実施の形態で用いる周波数１０ＭＨｚ以上、パルス幅１００ｆｓ以上１０ｎｓ以下のレーザ光は、短時間のレーザ光の照射が可能であるため、熱の拡散を抑制することができ、微細なパターンの成膜が可能となる。また、周波数１０ＭＨｚ以上、パルス幅１００ｆｓ以上１０ｎｓ以下のレーザ光は、高出力が可能であるため、大面積を一度に処理することができ、成膜に要する時間を短縮することができる。よって、生産性を向上させることができる。
【０１０８】
また、本実施の形態は実施の形態１と自由に組み合わせることができる。
【０１０９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、成膜用基板に設ける光吸収層の他のバリエーションについて図４を用いて説明する。
【０１１０】
実施の形態１では光吸収層の上面形状を長方形とし、ストライプ状となるように配置する例を示したが、本実施の形態では、光吸収層は、表示パネルサイズよりも広い面積に設け、第１の隔壁によって材料液の描画を制御する例を示す。
【０１１１】
図４（Ａ）に示すように、成膜用基板である第１の基板３０４には、光吸収層３０２と第１の隔壁３０１が形成されている。
【０１１２】
第１の隔壁３０１の開口パターンが、第２の基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されている。この第１の隔壁３０１は予め、表面に撥液処理を施しておくことが好ましく、ノズルから吐出される材料液の位置制御する役目を果たす。
【０１１３】
まず、実施の形態１と同様に、図４（Ａ）に示すようにノズルからポンプ圧送により材料液を吐出する。ここでは、３つのヘッドを有し、それぞれヘッドのノズル、即ち第１のノズル１１３Ｒ、第２のノズル１１３Ｇ、及び第３のノズル１１３Ｂから材料液を吐出する。
【０１１４】
以上の工程により、図４（Ｂ）に示すように、第１の隔壁３０１に囲まれた領域のそれぞれに第１の材料層３０３Ｒ、第２の材料層３０３Ｇ、第３の材料層３０３Ｂが第１の基板３０４上に形成される。
【０１１５】
次に、図４（Ｃ）に示すように、第１の基板３０４の一方の面であって、光吸収層３０２が形成された面に対向する位置に、後に表示パネルの一部となる基板である第２の基板３３７を配置する。そして、第１の基板３０４と第２の基板３３７とを位置合わせを行い、互いに近づけて対向させる。そして、減圧下で図４（Ｃ）に示すように第１の基板３０４の裏面（光吸収層３０２が形成されていない面）側から光３１０を照射する。光３１０はランプ光源の光またはレーザ光源の光を用いる。このとき、第１の基板３０４上に形成された光吸収層３０２に照射された光は吸収される。
【０１１６】
なお、第２の基板３３７には予め、発光素子の一方の電極となる第１の電極３３８、第１の電極と電気的に接続される薄膜トランジスタ３３３、および第２の隔壁３３９が形成されている。また、正孔注入層、正孔輸送層も積層されている。
【０１１７】
本実施の形態においては、照射された光は光吸収層に吸収されるため、薄膜トランジスタ３３３に光照射されることをブロックすることができる。
【０１１８】
そして、光吸収層３０２が吸収した光を熱に変換し、その熱を、それぞれの光吸収層３０２に接する領域の第１の材料層３０３Ｒ、第２の材料層３０３Ｇ、及び第３の材料層３０３に与えることにより、第２の基板３３７に形成された第１の電極３３８と重なる位置に成膜が行われる。ここではランプ光の照射により、第２の基板３３７に発光素子の赤色の発光層３４６、緑色の発光層３４７、及び青色の発光層３４８が同時に形成される。
【０１１９】
発光層を形成した後は、発光層上に電子輸送層を積層形成し、さらに電子注入層を積層形成し、最後に第２の電極を形成する。なお、第２の電極は、スパッタ法または電子ビーム法などを用いて成膜を行う。以上の工程で第２の基板３３７上に少なくとも第１の電極と第２の電極とそれらの間に発光層を有する発光ダイオードを作製する。
【０１２０】
また、本実施の形態は実施の形態１または実施の形態２と自由に組み合わせることができる。
【０１２１】
（実施の形態４）本実施の形態では、成膜用基板に設ける光吸収層に加え、反射層を設ける例を図５を用いて説明する。
【０１２２】
図５（Ａ）に示すように、成膜用基板である第１の基板４０４には、光吸収層４０２と、光反射層４０５と、第１の隔壁４０１が形成されている。
【０１２３】
光吸収層４０２は、上面形状を長方形とし、ストライプ状となるように配置する。また、光反射層４０５は、第１の隔壁４０１上に形成され、後に光照射する際に光吸収層の間を遮断するように配置する。
【０１２４】
反射層４０５は、後の光照射の際、照射される光から薄膜トランジスタなどの素子や配線の保護を行うために、光吸収層の間を通過する光を反射するための層である。
【０１２５】
本実施の形態においては、光反射層４０５が、第１の隔壁４０１上に設けられるため、隣り合う溝に材料液が吐出されないように防止することができる。即ち、光反射層４０５も第１の隔壁４０１と同様に材料液の位置制御に寄与させることができる。反射層４０５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４０５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。
【０１２６】
第１の隔壁４０１の開口パターンが、第２の基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されている。実施の形態１と同様に、ノズルからポンプ圧送により材料液を吐出する。
【０１２７】
そして、図５（Ｂ）に示すように、第１の隔壁４０１及び光反射層４０５に囲まれた領域のそれぞれに第１の材料層４０３Ｒ、第２の材料層４０３Ｇ、第３の材料層４０３Ｂが第１の基板４０４上に形成される。
【０１２８】
次に、図５（Ｃ）に示すように、第１の基板４０４の一方の面であって、光吸収層４０２が形成された面に対向する位置に、後に表示パネルの一部となる基板である第２の基板４３７を配置する。そして、第１の基板４０４と第２の基板４３７とを位置合わせを行い、互いに近づけて対向させる。そして、減圧下で図４（Ｃ）に示すように第１の基板４０４の裏面（光吸収層４０２が形成されていない面）側から光４１０を照射する。光４１０はランプ光源の光またはレーザ光源の光を用いる。このとき、第１の基板４０４上に形成された光吸収層４０２に照射された光は吸収される。
【０１２９】
なお、第２の基板４３７には予め、発光素子の一方の電極となる第１の電極４３８、第１の電極と電気的に接続される薄膜トランジスタ４３３、および第２の隔壁４３９が形成されている。また、正孔注入層、正孔輸送層も積層されている。
【０１３０】
本実施の形態においては、照射された光は光反射層４０５及び光吸収層４０２で反射されるため、薄膜トランジスタ４３３に光照射されることをブロックすることができる。
【０１３１】
そして、光吸収層４０２が吸収した光を熱に変換し、その熱を、それぞれの光吸収層４０２に接する領域のそれぞれの材料層に与えることにより、第２の基板４３７に形成された第１の電極４３８と重なる位置に成膜が行われる。ここではランプ光の照射により、第２の基板４３７に発光素子の赤色の発光層４４６、緑色の発光層４４７、及び青色の発光層４４８が同時に形成される。
【０１３２】
発光層を形成した後は、発光層上に電子輸送層を積層形成し、さらに電子注入層を積層形成し、最後に第２の電極を形成する。なお、第２の電極は、スパッタ法または電子ビーム法などを用いて成膜を行う。以上の工程で第２の基板４３７上に少なくとも第１の電極と第２の電極とそれらの間に発光層を有する発光ダイオードを作製する。
【０１３３】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、または実施の形態３と自由に組み合わせることができる。
【０１３４】
（実施の形態５）本実施の形態では、成膜用基板に光吸収層及び反射層及び断熱層を設ける一例を図６を用いて説明する。
【０１３５】
図６（Ａ）に示すように、成膜用基板である第１の基板６０４には、光反射層６０５と、光反射層６０５を覆う断熱層６０６と、断熱層上に光吸収層６０２とが形成されている。
【０１３６】
光反射層６０５の開口パターンが、第２の基板上に成膜したい領域に対応するようにパターン形成されている。
【０１３７】
また、光吸収層６０２は、表示パネルサイズよりも広い面積に設ける。
【０１３８】
実施の形態１と同様に、ノズルからポンプ圧送により材料液を吐出する。反射層６０５が形成されている部分は、凸部となり、その上に形成される断熱層と光吸収層とにより高さが増え、この部分が隔壁と同じような位置制御の役目を果たす。そして凸部に囲まれた領域のそれぞれに第１の材料層６０３Ｒ、第２の材料層６０３Ｇ、第３の材料層６０３Ｂが第１の基板６０４上に形成される。
【０１３９】
反射層６０５は、後に光照射して第２の基板に成膜する際、光吸収層６０２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６０５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６０５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。
【０１４０】
また、反射層６０５に開口を形成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、開口の側壁が鋭くなり、微細なパターンを形成することができる。
【０１４１】
断熱層６０６は、成膜の際に照射された光のうち、反射層６０５によって反射された光の一部が熱となって反射層に残った場合に、その熱が光吸収層６０２および材料層６０３Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂに伝わるのを防ぐための層である。従って、断熱層６０６は、熱伝導率が反射層６０５および光吸収層６０２を形成する材料よりも低い材料を用いる必要がある。
【０１４２】
次に、第１の基板６０４の一方の面であって、光吸収層６０２が形成された面に対向する位置に、後に表示パネルの一部となる基板である第２の基板６３７を配置する。そして、第１の基板６０４と第２の基板６３７とを位置合わせを行い、互いに近づけて対向させる。そして、減圧下で図６（Ｂ）に示すように第１の基板６０４の裏面（光吸収層６０２が形成されていない面）側から光６１０を照射する。光６１０はランプ光源の光またはレーザ光源の光を用いる。このとき、第１の基板６０４上に形成された光吸収層６０２に照射された光は吸収される。
【０１４３】
なお、第２の基板６３７には予め、発光素子の一方の電極となる第１の電極６３８、第１の電極と電気的に接続される薄膜トランジスタ６３３、および第２の隔壁６３９が形成されている。また、正孔注入層、正孔輸送層も積層されている。
【０１４４】
本実施の形態においては、照射された光は光吸収層及び光反射層に吸収されるため、薄膜トランジスタ６３３に光照射されることをブロックすることができる。
【０１４５】
そして、光吸収層６０２が吸収した光を熱に変換し、その熱を、それぞれの光吸収層６０２に接する領域のそれぞれの材料層に与えることにより、第２の基板６３７に形成された第１の電極３３８と重なる位置に成膜が行われる。ここではランプ光の照射により、第２の基板６３７に発光素子の赤色の発光層６４６、緑色の発光層６４７、及び青色の発光層６４８が同時に形成される。
【０１４６】
発光層を形成した後は、発光層上に電子輸送層を積層形成し、さらに電子注入層を積層形成し、最後に第２の電極を形成する。なお、第２の電極は、スパッタ法または電子ビーム法などを用いて成膜を行う。以上の工程で第２の基板６３７上に少なくとも第１の電極と第２の電極とそれらの間に発光層を有する発光ダイオードを作製する。
【０１４７】
また、本実施の形態では、成膜用基板に隔壁となる絶縁物を形成しない例を示したが、反射層６０５と重なる位置上方の光吸収層６０２上に選択的に形成してもよい。
【０１４８】
なお、断熱層６０６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、炭化珪素等を用いることができる。
【０１４９】
また、断熱層６０６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６００ｎｍ以下とする。１０ｎｍ以上２μｍ以下の膜厚とすることにより、反射層６０５の開口を透過して照射される光を透過させつつ、反射層６０５に存在する熱が光吸収層６０２や材料層６０３Ｒ、６０３Ｇ、６０３Ｂに伝わるのを遮断する効果を有する。なお、断熱層６０６は、図６（Ａ）では、反射層６０５および反射層６０５の開口を覆って形成されているが、反射層６０５と重なる位置のみに断熱層が形成された構造としてもよい。
【０１５０】
また、図６（Ｂ）に示すように、反射層６０５の開口を透過した光を、断熱層６０６を透過させて光吸収層に照射する構成の場合には、断熱層６０６は透光性を有する必要がある。この場合、本発明における断熱層６０６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６０６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。
【０１５１】
また、本実施の形態は実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、または実施の形態４と自由に組み合わせることができる。
【０１５２】
以上の構成でなる本発明について、以下に示す実施例でもってさらに詳細な説明を行うこととする。
【実施例１】
【０１５３】
本実施例では、発光装置を全自動で製造する製造装置を用いて発光装置の作製例を示す。
【０１５４】
図７は、製造装置の上面図を示す一例である。
【０１５５】
図７に示す製造装置は、第１の搬送室５８２と、第２の搬送室５５２とを有し、これらの搬送室を第１の受渡室５５１を介して連結させている。さらに、第３の搬送室５０２を有し、第２の搬送室５５２と第２の受渡室５０１を介して連結させている。さらに、封止室５０４を有し、第３の搬送室５０２と第３の受渡室５０３を介して連結させている。
【０１５６】
第２の搬送室５５２、第３の搬送室５０２、及び封止室５０４は、水分などが混入しないように、真空排気処理室と連結させ、真空排気して真空にすることも、真空排気した後、不活性ガスを導入して大気圧にすることもできる。真空排気処理室としては、磁気浮上型のターボ分子ポンプ、クライオポンプ、またはドライポンプを用いる。これにより各室と連結された搬送室の到達真空度を１０−３〜１０−６Ｐａにすることが可能であり、さらにポンプ側および排気系からの不純物の逆拡散を制御することができる。
【０１５７】
まず、成膜用基板である第１の基板１０４を第１のカセット室５７１、第２のカセット室５７２、或いは第３のカセット室５７３にセットする。成膜用基板に成膜しようとする膜に合わせて、これら３つのカセット室の一を選択する。なお、第１の基板１０４には予めフォトリソグラフィ技術などを用いて選択的に形成された光吸収層１０２及び第１の隔壁１０１が形成されている。
【０１５８】
実施の形態１に示すようにポンプ圧送によりノズルから一定の流量の材料液を吐出して第１の基板１０４に材料層を選択的に形成する場合には、第１のカセット室５７１にフェイスアップ方式でセットし、第１のカセット室５７１に設けられた搬送ユニット５２４を用いて、流量制御装置５８３に接続されたノズルを有する処理室５７４に搬送し、材料液の描画を行う。なお、搬送ユニット５２４は、基板の表裏を反転させることができ、処理室５７４に反転させて搬入することができるため、第１の基板１０４の光吸収層へのゴミ付着を防止するのであれば、フェイスダウン方式で第１のカセット室５７１にセットしてもよい。
【０１５９】
処理室５７４は、複数のノズルが一軸方向に配列された機構を具備する流量制御装置５８３、該流量制御装置５８３に供給する材料液を貯蔵するための３種類のボトル５８１Ｒ、５８１Ｇ、５８１Ｂ、基板を固定しＸＹθ方向に移動するステージ５８０等が設けられている。流量制御装置５８３は、ノズル、流量計、圧力計、ポンプなどを含む。
【０１６０】
材料液の描画を行った第１の基板は、処理室５７４に連結された第１の搬送室５８２の搬送ユニット５２２によって、ベーク室５７６に搬送し、乾燥または焼成を行う。なお、ベーク室５７６は複数の基板を加熱でき、また第１の基板をストックしておくストック室としても機能させることができる。
【０１６１】
また、スピンコート法やスプレー法などを用いたコーティング装置を用いて第１の基板１０４に材料層を基板全面に形成する場合には、第２のカセット室５７２にフェイスアップ方式でセットし、コーティング装置を有する処理室５７５に設けられた搬送ユニット５２３を用いて、処理室５７５に搬送し、塗布を行う。なお、搬送ユニット５２３も、基板の表裏を反転させることができ、ステージ５７８に反転させて載置することができるため、第１の基板１０４の光吸収層へのゴミ付着を防止するのであれば、フェイスダウン方式で第２のカセット室５７２にセットしてもよい。
【０１６２】
処理室５７５は、材料液を滴下するノズルと、基板を固定して回転するステージ５７８、該ステージの回転数を制御する制御部、コーティングを終えた基板を載置する台５７９、ノズルに材料液を供給するためのタンク等が設けられている。
【０１６３】
３種類の材料層の形成を行った第１の基板は、処理室５７５に連結された第１の搬送室５８２の搬送ユニット５２２によって、ベーク室５７６に搬送し、乾燥または焼成を行う。
【０１６４】
また、抵抗加熱法を用いて材料層を第１の基板に形成する場合には、第３のカセット室５７３にフェイスダウン方式でセットし、第３のカセット室５７３に連結された第１の搬送室５８２の搬送ユニット５２２によって、第１の受渡室５５１に搬送する。さらに第１の受渡室５５１に連結された第２の搬送室５５２に設けられた搬送ユニット５２０によって、前処理室５５３に搬送し、基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空（５×１０−３Ｔｏｒｒ（０．６６５Ｐａ）以下、好ましくは１０−４〜１０−６Ｐａ）で行う。そして、搬送ユニット５２０によって処理室５５５に搬送し、抵抗加熱法により蒸着を行う。
【０１６５】
処理室５５５は、室内において点線で示す軌道で蒸着源５５７を移動する手段と、基板を固定する手段と、膜厚モニタと、真空排気処理室等が設けられている。蒸着源５５７は複数のルツボがセットされており、ルツボに収納された蒸着材料が抵抗加熱法によって加熱される。処理室５５５においては、フェイスダウン方式でセットされた基板の下方で蒸着源を移動させることで蒸着を行う。また、蒸着マスクを用いて選択的に成膜を行う場合には、処理室５５４にストックされている蒸着マスクを処理室５５５に搬送し、基板と位置合わせを行って蒸着を行えばよい。
【０１６６】
第１のカセット室５７１、第２のカセット室５７２、或いは第３のカセット室５７３にセットし、適宜、処理室で材料層を形成した第１の基板１０４は、第３の搬送室５０２に搬送し、第３の搬送室５０２に設けられた搬送ユニット５２１により、材料層が設けられた面が上となる状態、即ちフェイスアップでレーザ光照射室５１５に搬送する。なお、第１の基板の材料層を蒸着法で成膜する場合、成膜後の段階ではフェイスダウンとなっているため、処理室５１８に設けた基板反転機構により基板の表裏を反転させた後、レーザ光照射室５１５に搬送する。
【０１６７】
処理室５１８は基板を反転させるだけでなく、基板を複数枚ストックする部屋としてもよい。また、搬送ユニット５２１が基板の表裏を反転させることができるのであれば、特に処理室５１８に基板反転機構を設けなくともよく、基板を複数枚ストックする部屋として用いればよい。
【０１６８】
また、被成膜基板となる第２の基板は、第４のカセット室５７０にフェイスダウンでセットし、第４のカセット室５７０に連結した第１の搬送室５８２の搬送ユニット５２２によって、第１の受渡室５５１に搬送する。さらに第１の受渡室５５１に連結された第２の搬送室５５２に設けられた搬送ユニット５２０によって、前処理室５５３に搬送し、第２の基板に含まれる水分やその他のガスを徹底的に除去するために、脱気のためのアニールを真空で行う。特に第２の基板にＴＦＴを設ける場合、層間絶縁膜や隔壁の材料として有機樹脂膜を用いると、有機樹脂材料によっては水分を吸着しやすく、さらに脱ガスが発生する恐れがあるため、有機化合物を含む層を形成する前に１００℃〜２５０℃、好ましくは１５０℃〜２００℃、例えば３０分以上の加熱を行った後、３０分の自然冷却を行って吸着水分を除去する真空加熱を行うことは有効である。
【０１６９】
パッシブマトリクス型の発光装置を作製する場合には、第２の基板には少なくともストライプ状の第１の電極を形成しておく。また、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合には、第２の基板には第１の電極と、該第１の電極と電気的に接続されたスイッチング素子、例えば非晶質半導体膜、多結晶半導体膜、微結晶半導体膜、単結晶半導体膜を活性層とする薄膜トランジスタを形成しておく。
【０１７０】
そして、被成膜基板となる第２の基板は、搬送ユニット５２０によって、第２の受渡室５０１に搬送し、さらに第２の受渡室５０１に連結された第３の搬送室５０２に設けられた搬送ユニット５２１により、第１の電極が設けられた面が下となる状態、即ちフェイスダウンでレーザ光照射室５１５に搬送する。
【０１７１】
レーザ光照射室５１５はレーザ光源から射出されたレーザ光をレーザ光照射室内部に導入するための窓１２０を下部に有している。
【０１７２】
第１の基板をレーザ光照射室５１５に搬送した後、被成膜基板となる第２の基板と対向させて位置合わせを行い、一対の基板保持手段５１６により基板の間隔ｄを一定に保持する。その後、一対の基板にレーザ光を照射し、レーザ光照射領域を相対的に移動させてレーザ光の走査を行う。
【０１７３】
ここで成膜時における窓１２０とレーザ光源８０３との位置関係を示す模式図を図８に示す。
【０１７４】
射出されるレーザ光はレーザ発振装置８０３から出力され、ビーム形状を矩形状とするための第１の光学系８０４と、整形するための第２の光学系８０５と、平行光線にするための第３の光学系８０６とを通過し、反射ミラー８０７で光路が第１の基板１０４に対して垂直となる方向に曲げられる。その後、光透過する窓１２０及び第１の基板１０４にレーザビームを通過させて、レーザビームを光吸収層１０２に照射する。窓１２０をレーザビーム幅と同じまたはそれより小さいサイズとしてスリットとして機能させることもできる。
【０１７５】
レーザ発振装置８０３は、周波数１０ＭＨｚ以上、かつ、パルス幅１００ｆｓ以上１０ｎｓ以下のレーザ光を射出する。周波数１０ＭＨｚ以上、かつ、パルス幅１００ｆｓ以上１０ｎｓ以下のレーザ光は、短時間のレーザ光の照射が可能であるため、熱の拡散を抑制することができ、レーザ照射前の光吸収層１０２と重なる材料層の領域サイズと、レーザ照射後の第２の基板に成膜される領域サイズをほぼ同じにすることができ、成膜パターン周縁に薄い膜が形成され、実施者が所望する成膜パターンよりも拡大してことを低減することができる。成膜パターン周縁に薄い膜が形成されると成膜パターンの輪郭がぼけることとなり、パルス幅１００ｆｓ以上１０ｎｓ以下のレーザ光は、この輪郭のぼけを低減することができると言える。レーザ光の波長は特に限定されず、様々な波長のレーザ光を用いることができる。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。
【０１７６】
また、制御装置８１６は、一対の基板を移動させる一対の基板保持手段５１６も制御できるように連動させることが好ましい。さらに、制御装置８１６は、レーザ発振装置８０３も制御できるように連動させることが好ましい。さらに、制御装置８１６は、位置マーカを認識するための撮像素子８０８を有する位置アライメント機構と連動させることが好ましい。
【０１７７】
レーザ光の走査が終わると、第１の基板１０４においては、光吸収層１０２と重なる材料層が消失し、対向して配置されていた第２の基板１３７に選択的に成膜が行われる。
【０１７８】
レーザ光の走査を終えた第１の基板１０４は回収し、残存した材料層を除去すれば、再度使用することができる。レーザ光の走査を終えた第１の基板１０４は、レーザ照射後の第１の基板を洗浄するための洗浄室５７７に搬送し、残存した材料層を除去する。
【０１７９】
上述の手順で第２の基板１３７に選択的に材料層の単層を成膜できるが、積層成膜を行う場合には、予め、第３の基板を用意し、レーザ光の走査を終えた第１の基板１０４と交換して、レーザ光照射室５１５内で第２の基板１３７と対向させて位置合わせを行い、一対の基板保持手段５１６により基板の間隔を一定に保持する。その後、一対の基板にレーザ光を照射し、レーザ光照射領域を相対的に移動させて２回目のレーザ光の走査を行う。
【０１８０】
なお、第３の基板は、光吸収層が設けられており、第１の基板と同様に、第１のカセット室５７１、第２のカセット室５７２、或いは第３のカセット室５７３にセットし、適宜、処理室で２層目となる材料層を形成する。
【０１８１】
さらにレーザ光照射室５１５内で積層させる場合には、第２の基板をレーザ光照射室５１５から搬出させずに、第４の基板を搬入し、第２の基板と第４の基板とを対向させて位置合わせを行い、レーザ光を照射し、レーザ光照射領域を相対的に移動させて３回目のレーザ光の走査を行う。同様の手順で４層以上の積層を行うことができる。
【０１８２】
レーザ光照射室５１５を用いて成膜を行う場合には、第２の基板を搬入する前に予め、第１の基板、第３の基板、第４の基板などにそれぞれ材料層の形成を終えて、処理室５１８にストックしておき、レーザ光照射室５１５に第２の基板を搬入した後、成膜用基板を順次交換し、積層成膜を行うと作業効率よく工程を進めることができる。被成膜基板とは異なる基板に予め成膜した材料層をレーザ光で加熱する成膜方法は、成膜に必要な量を制限し、従来の抵抗加熱法よりも蒸発する材料の量を少なく抑えているため、成膜を行うレーザ光照射室５１５に複数の搬送ロボットや位置合わせ手段や基板移動手段などを設置することができる。また、被成膜基板とは異なる基板に予め成膜した材料層をレーザ光で加熱する成膜方法は、異なる発光層を同一の処理室（レーザ光照射室５１５）で成膜しても異なる発光材料が混ざることを防止することができる。
【０１８３】
また、発光素子を構成するＥＬ層として５層以上の全ての層をレーザ光照射室５１５を用いて成膜を行うことも可能であるが、少なくとも１層をレーザ光照射室５１５を用いて成膜を行えばよい。
【０１８４】
例えば、レーザ光照射室５１５を用いて第１の電極上に正孔注入層、正孔輸送層を積層形成した後、さらに赤色の発光層、及び緑色の発光層を選択的に成膜し、青色の発光層を処理室５１２内で基板を回転させる抵抗加熱法により成膜してもよい。青色の発光層を選択的に成膜する場合には、処理室５５４にストックされている蒸着マスクを処理室５１２に搬送し、第２の基板と位置合わせを行って蒸着を行えばよい。処理室５１２には、蒸着源と、基板回転手段と、蒸着マスクとの位置合わせ手段と、膜厚モニタ等が設けられている。
【０１８５】
また、電子輸送層または電子注入層を抵抗加熱法で形成する場合には、処理室５１３で成膜すればよい。処理室５１３は、室内において矢印で示す方向に第２の基板を移動させ、蒸着源５３７の上方を通過させる手段と、膜厚モニタと、真空排気処理室等が設けられている。蒸着源５５７は線状に長く、蒸着材料が抵抗加熱法によって加熱される。選択的に成膜を行う場合は、処理室５５４にストックされている蒸着マスクを処理室５１３に搬送し、第２の基板と位置合わせを行って固定し、第２の基板と蒸着マスクを移動させて蒸着を行えばよい。
【０１８６】
また、正孔注入層または正孔輸送層を抵抗加熱法で形成する場合には、処理室５５５で成膜すればよい。
【０１８７】
また、赤色の発光層を抵抗加熱法で形成する場合には、処理室５１１で成膜すればよい。また、緑色の発光層を抵抗加熱法で形成する場合には、処理室５５６で成膜すればよい。処理室５１１、５５６にはそれぞれ蒸着源と、基板回転手段と、膜厚モニタと、蒸着マスクとの位置合わせ手段と、真空排気処理室等が設けられている。
【０１８８】
また、第４のカセット室５７０に第２の基板をセットした後、他の処理室に搬入することなく第２の搬送室５５２に搬送する例を示したが、第２の搬送室５５２に搬送する前に第２の基板に処理室５７５や処理室５７４で成膜を行った後、レーザ光照射室５１５に搬送し、積層を行ってもよい。その場合、第１の電極上に正孔注入層として、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリ（スチレンスルホン酸）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）等の高分子等を用いることができる。また、正孔注入層に用いる正孔輸送性の高い物質としては、高分子化合物（オリゴマー、デンドリマー、ポリマー等）など、種々の化合物を用いることができる。
【０１８９】
また、スピンコート法によりＰＥＤＯＴ／ＰＳＳを成膜した場合、全面に成膜されるため、第２の基板の端面や周縁部、端子部、陰極（第２の電極）と下部配線との接続領域などは選択的に除去することが好ましく、前処理室５５３でマスクを使用してＯ２アッシングなどにより選択的に除去することが好ましい。前処理室５５３にプラズマ発生手段を設け、Ａｒ、Ｈ、Ｆ、およびＯから選ばれた一種または複数種のガスを励起してプラズマを発生させることによって、ドライエッチングを行う。マスクを使用することによって不要な部分だけ選択的に除去することができる。また、陽極（第１の電極）表面処理として紫外線照射が行えるように前処理室５５３にＵＶ照射機構を備えてもよい。このように、前処理室５５３は、真空加熱だけでなく、他の処理、例えばプラズマ処理やＵＶ照射処理を行える処理室とすることが好ましい。
【０１９０】
上述した成膜手順のいずれか一により、第２の基板へのＥＬ層の成膜を終了させた後、発光素子の第２の電極となる電極を形成する。なお、第２の電極は、スパッタ法または電子ビーム法などを用いて成膜を行う。スパッタ法を用いる場合、処理室５１４にはプラズマ発生手段を設け、スパッタリングターゲットと、材料ガスを導入する手段を設ける。スパッタ法または電子ビーム法はフェイスダウン方式で成膜を行うため、レーザ光照射室５１５や抵抗加熱法を用いる処理室からスムーズに第２の基板を搬送することができる。
【０１９１】
また、第２の電極を形成した後、搬送ユニット５２１を用いてゲート弁５４０を介し受渡室５０３へ搬入し、さらにゲート弁５４１を介して封止室５０４に搬送する。封止室５０４で封止を終えた基板は、ゲート弁５４２を介してアンロード室５０５に搬送され、製造装置外に取り出すことができる。以上の手順で発光ダイオード（ＥＬ素子とも呼ぶ）を作製することができる。
【０１９２】
なお、図７に示す製造装置において、減圧下とする各処理室または各搬送室にはそれぞれゲート弁５３０〜５３５、５３８、５６０〜５６６が設けられている。
【０１９３】
また、本実施例は、実施の形態１、実施の形態２、実施の形態３、実施の形態４、または実施の形態５のいずれとも組み合わせることが可能である。本実施例に示す製造装置を用いることで、発光素子の最適化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０１９４】
【図１】発光装置の作製工程を示す図。
【図２】発光素子について説明する断面図。
【図３】隔壁の上面形状について説明する図。
【図４】発光装置の作製工程を示す図。
【図５】発光装置の作製工程を示す図。
【図６】発光装置の作製工程を示す図。
【図７】製造装置の一例を示す上面図。
【図８】レーザ光の照射時における斜視図。
【符号の説明】
【０１９５】
１０１    第１の隔壁
１０２    光吸収層
１０３Ｒ、１０３Ｇ、１０３Ｂ    材料層
１０４    第１の基板
１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ    材料液
１１３Ｒ、１１３Ｇ、１１３Ｂ    ノズル
１１０    光
１２０    窓
１３７    第２の基板
１３８    第１の電極
１３９    第２の隔壁
１４５    正孔輸送層
１４６    赤色の発光層
１４７    緑色の発光層
１４８    青色の発光層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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