以下、本発明の実施の態様について図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることが可能である。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
(実施の形態1)
本実施の形態1では、本発明の一態様として、蒸着用基板の作製方法について説明する。
図1(A)に示すように、まず、支持基板である第1の基板101上に反射層102を形成する。反射層102は、蒸着の際、蒸着用基板上の光吸収層の一部分に選択的に光を照射し、それ以外の部分に照射される光を反射するために設けられる層である。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%以上であることとする。
また、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、または銀を含む合金などが挙げられる。特に、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金、銀−ネオジム合金は、赤外領域の光(波長800nm以上)に対して高い反射率を有しているため、反射層の材料として好適に用いることができる。具体的には、アルミニウムやアルミニウム−チタン合金は、膜厚400nmの場合、赤外領域の光(波長800nm以上2500nm以下)に対して、85%以上の反射率を有している。また、上述していないモリブデンやタングステン等の材料は、波長800nm以上900nm以下の場合には、反射率が低いため、後述する光吸収層の材料として適するが、波長2000nm以上2500nm以下の光が照射される場合には、85%以上の高い反射率を示すため反射層102の材料としても用いることができる。
このように、照射される光の波長により、反射層102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。
なお、反射層102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。また、反射層102の膜厚は、後に形成される機能層(断熱層、光吸収層、材料層)のパターン形成を可能にする為、1μm以上の膜厚で形成することが好ましい。1μm以上の膜厚とすることにより、機能層のパターン形成を可能とするだけでなく、照射された光が反射層を透過することを抑制することができる。
また、反射層102には、開口部103が設けられている。開口部103を形成する際には種々の方法を用いることができるが、ドライエッチング法を用いることが好ましい。ドライエッチング法を用いることにより、開口部103の側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
次に、図1(B)に示すように断熱層104を形成する。なお、断熱層104は、反射層102の膜厚が厚いために反射層102上と、基板101上における反射層102の開口部103に分離して形成される。従って、断熱層104を分離形成するためのフォトリソ工程を省略することができる。
断熱層104は、蒸着の際に照射された光のうち、反射層102によって照射された光の一部が熱となって反射層102に残った場合に、その熱が、後に反射層102上に形成される光吸収層および材料層に伝わるのを防ぐための層である。しかし、本実施の形態1では、反射層102の開口部103を透過した光を開口部103に形成される光吸収層105に照射させる必要がある。そのために、断熱層104は、透光性を有する必要がある。従って、本実施の形態1における断熱層104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。また、断熱層104は、熱伝導率が反射層102および光吸収層105を形成する材料よりも低い材料を用いる必要がある。具体的には、熱伝導率が10w・m−1・k−1以下であり、近赤外領域(波長700nm〜2500nm)での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。
また、断熱層104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。
なお、断熱層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、CVD法などにより形成することができる。また、断熱層104の膜厚は、材料により異なるが、10nm以上1μm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1μm以下の膜厚とすることにより、照射された光を反射層102の開口部103において透過させるとともに、光が照射された際に反射層102に残った熱が、反射層102と重なる位置に形成される光吸収層や材料層に伝わるのを遮断する効果を有する。
次に、図1(C)に示すように光吸収層105を形成する。なお、光吸収層105は、反射層102の厚い膜厚の影響を受け、反射層102と重なる位置、および反射層102の開口部103にそれぞれ分離して形成される。従って、光吸収層105を分離形成するためのフォトリソ工程を省略することができる。
光吸収層105は、蒸着の際に照射された光を吸収する層である。よって、光吸収層105は、照射され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105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。
また、光吸収層105に用いることができる材料としては、例えば、波長800nmの光に対しては、モリブデン、窒化タンタル、チタン、タングステンなどを用いることが好ましい。また、波長1300nmの光に対しては、窒化タンタル、チタンなどを用いることが好ましい。なお、光吸収層105は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。
このように、照射される光の波長により、光吸収層105に好適な材料の種類は変化することから、適宜材料を選択する必要がある。
なお、光吸収層105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。
また、光吸収層105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(好ましくは、100nm以上2μm以下)であることが好ましい。特に、光吸収層105の膜厚を200nm以上600nm以下とすることで、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。また、光吸収層105の膜厚を200nm以上600nm以下とすることで、被成膜基板上への成膜を精度良く行うことができる。
なお、光吸収層105は、次に形成される材料層に含まれる蒸着材料の昇華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、材料層に含まれる蒸着材料として、光によって分解しない材料を用いることが必要である。
なお、反射層102と光吸収層105の反射率は差が大きいほど好ましい。具体的には、照射され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。
次に、図1(D)に示すように材料層106を形成する。材料層106は、被成膜基板上に蒸着させる蒸着材料を含んで形成される層である。そして、蒸着の際に光が照射されると、材料層106に含まれる蒸着材料が加熱され、昇華するとともに被成膜基板上に蒸着される。
なお、材料層106に含まれる蒸着材料としては、蒸着可能な材料であれば、有機化合物、無機化合物にかかわらず、種々の材料を用いることができるが、本実施の形態で示すように発光素子のEL層を形成する場合には、EL層を形成する蒸着可能な材料を用いることとする。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、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。なお、EL層を形成する蒸着可能な材料の詳細については、実施の形態7において詳述するので、それを参考にすることとし、ここでの説明は省略する。
また、材料層106は、複数の材料を含んでいてもよい。また、材料層106は、単層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい。従って、蒸着材料を含む層を複数積層することにより、共蒸着することも可能である。なお、材料層106が積層構造を有する場合には、第1の基板側に昇華温度(または、蒸着可能な温度)の低い蒸着材料を含むように積層することが好ましい。このような構成とすることにより、積層構造を有する材料層106による蒸着を効率良く行うことができる。
また、材料層106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、スプレーコート法、インクジェット法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、又は印刷法等を用いることができる。また、乾式法である真空蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。
湿式法を用いて材料層106を形成する場合には、所望の蒸着材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、溶液あるいは分散液を調整すればよい。溶媒は、蒸着材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ蒸着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。
以上により、蒸着用基板を形成することができる。
蒸着用基板は、蒸着用基板を形成するために積層される膜に膜厚差をつけることにより、膜を分離形成させることができるため、蒸着用基板上に所望のパターンを形成することができる。従って、通常、蒸着用基板上にパターン形成の際に必要となるフォトリソ工程が不要となるため、蒸着用基板の製造コストを低減させることができる。
また、蒸着用基板を用いることにより、蒸着用基板上に形成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。
また、蒸着用基板を用いることにより、成膜時に蒸着用基板上に形成された材料層に含まれる蒸着材料を均一に昇華させることができる。また、材料層が複数の蒸着材料を含む場合でも、材料層と同じ蒸着材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板上に成膜することができる。従って、蒸着用基板を用いて成膜する際、蒸着温度の異なる複数の蒸着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、所望の異なる蒸着材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
(実施の形態2)
本実施の形態2では、実施の形態1で説明した蒸着用基板とは構造の異なる蒸着用基板について図2を用いて説明する。
図2(A)に示すように、まず、支持基板である第1の基板201上に反射層202を形成する。反射層202は、蒸着の際、蒸着用基板上にの光吸収層の一部分に選択的に光を照射し、それ以外の部分に照射される光を反射するために設けられる層である。よって、反射層202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202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%以上であることとする。
また、反射層202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、または銀を含む合金などが挙げられる。特に、アルミニウム−チタン合金、アルミニウム−ネオジム合金、銀−ネオジム合金は、赤外領域の光(波長800nm以上)に対して高い反射率を有しているため、反射層の材料として好適に用いることができる。具体的には、アルミニウムやアルミニウム−チタン合金は、膜厚400nmの場合、赤外領域の光(波長800nm以上2500nm以下)に対して、85%以上の反射率を有している。また、上述していないモリブデンやタングステン等の材料は、波長800nm以上900nm以下の場合には、反射率が低いため、本発明において、後述する光吸収層の材料として適するが、波長2000nm以上2500nm以下の光が照射される場合には、85%以上の高い反射率を示すため反射層202の材料としても用いることができる。
このように、照射される光の波長により、反射層202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。
なお、反射層202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。また、反射層102の膜厚は、材料により異なるが、10nm以上1μm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1μm以下の膜厚とすることにより、照射された光が反射層を透過することを抑制することができる。
次に、反射層202上に断熱層203を形成する。なお、断熱層203は、蒸着の際に照射された光のうち、反射層202によって照射された光の一部が熱となって反射層202に残った場合に、その熱が、後に反射層202上に形成される光吸収層および材料層に伝わるのを防ぐための層である。従って、本実施の形態2における断熱層203は、熱伝導率の低い材料である必要がある。また、断熱層203は、熱伝導率が反射層202および次に形成される光吸収層を形成する材料よりも低い材料を用いる必要がある。具体的には、熱伝導率が10w・m−1・k−1以下であり、近赤外領域(波長700nm〜2500nm)での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。
また、断熱層203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。
なお、断熱層203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、CVD法などにより形成することができる。また、断熱層203の膜厚は、後に形成される機能層(断熱層、光吸収層、材料層)のパターン形成を可能にする為、1μm以上2μm以下の膜厚で形成することが好ましい。1μm以上以上2μm以下の膜厚とすることにより、機能層のパターン形成を可能とするだけでなく、光が照射された際に反射層202に残った熱が、反射層202と重なる位置に形成される光吸収層や材料層に伝わるのを遮断する効果を有する。
また、反射層202と断熱層203を積層した後、図2(B)に示すように開口部206を形成することにより、反射層204および断熱層205がそれぞれ分離形成される。開口部206を形成する際には種々の方法を用いることができるが、ドライエッチング法を用いることが好ましい。ドライエッチング法を用いることにより、開口部206の側壁が鋭くなり、微細なパターンを成膜することができる。
次に、光吸収層207を形成する。なお、光吸収層207は、断熱層203の膜厚が厚いために断熱層203上と、基板201上における反射層202および断熱層203の開口部206に分離して形成される。従って、光吸収層207を分離形成するためのフォトリソ工程を省略することができる。
光吸収層207は、蒸着の際に照射された光を吸収する層である。よって、光吸収層207は、照射され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207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。
また、光吸収層207に用いることができる材料としては、例えば、波長800nmの光に対しては、モリブデン、窒化タンタル、チタン、タングステンなどを用いることが好ましい。また、波長1300nmの光に対しては、窒化タンタル、チタンなどを用いることが好ましい。なお、光吸収層207は一層に限らず複数の層により構成されていてもよい。
このように、照射される光の波長により、光吸収層207に好適な材料の種類は変化することから、適宜材料を選択する必要がある。
なお、光吸収層207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。
また、光吸収層207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(好ましくは、100nm以上2μm以下)であることが好ましい。特に、光吸収層207の膜厚を200nm以上600nm以下とすることで、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。また、光吸収層207の膜厚を200nm以上600nm以下とすることで、被成膜基板上への成膜を精度良く行うことができる。
なお、光吸収層207は、次に形成される材料層に含まれる蒸着材料の昇華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、材料層に含まれる蒸着材料として、光によって分解しない材料を用いることが必要である。
次に、図2(D)に示すように材料層208を形成する。材料層208は、被成膜基板上に蒸着させる蒸着材料を含んで形成される層である。そして、蒸着の際に光が照射されると、材料層208に含まれる蒸着材料が加熱され、昇華するとともに被成膜基板上に蒸着される。
なお、材料層208に含まれる蒸着材料としては、蒸着可能な材料であれば、有機化合物、無機化合物にかかわらず、種々の材料を用いることができるが、本実施の形態で示すように発光素子のEL層を形成する場合には、EL層を形成する蒸着可能な材料を用いることとする。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、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。なお、EL層を形成する蒸着可能な材料の詳細については、実施の形態7において詳述するので、それを参考にすることとし、ここでの説明は省略する。
また、材料層208は、複数の材料を含んでいてもよい。また、材料層208は、単層でもよいし、複数の層が積層されていてもよい。従って、蒸着材料を含む層を複数積層することにより、共蒸着することも可能である。なお、材料層208が積層構造を有する場合には、第1の基板側に昇華温度(または、蒸着可能な温度)の低い蒸着材料を含むように積層することが好ましい。このような構成とすることにより、積層構造を有する材料層208による蒸着を効率良く行うことができる。
また、材料層208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、スプレーコート法、インクジェット法、ディップコート法、キャスト法、ダイコート法、ロールコート法、ブレードコート法、バーコート法、グラビアコート法、又は印刷法等を用いることができる。また、乾式法である真空蒸着法、スパッタリング法等を用いることができる。
湿式法を用いて材料層208を形成する場合には、所望の蒸着材料を溶媒に溶解あるいは分散させ、溶液あるいは分散液を調整すればよい。溶媒は、蒸着材料を溶解あるいは分散させることができ、且つ蒸着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。
以上により、蒸着用基板を形成することができる。
蒸着用基板は、蒸着用基板を形成するために積層される膜に膜厚差をつけることにより、膜を分離形成させることができるため、蒸着用基板上に所望のパターンを形成することができる。従って、通常、蒸着用基板上にパターン形成の際に必要となるフォトリソ工程が不要となるため、蒸着用基板の製造コストを低減させることができる。
また、蒸着用基板を用いることにより、蒸着用基板上に形成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。
また、蒸着用基板を用いることにより、成膜時に蒸着用基板上に形成された材料層に含まれる蒸着材料を均一に昇華させることができる。また、材料層が複数の蒸着材料を含む場合でも、材料層と同じ蒸着材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板上に成膜することができる。従って、蒸着用基板を用いて成膜する際、蒸着温度の異なる複数の蒸着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、所望の異なる蒸着材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
(実施の形態3)
本実施の形態3では、蒸着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3では、実施の形態1で説明した蒸着用基板を用いて発光素子のEL層を形成する場合について説明する。また、本実施の形態で説明する成膜方法には、実施の形態2で示した蒸着用基板を用いることもできる。
図3(A)に示すように、支持基板である第1の基板101上に反射層102が形成されている。なお、反射層102は開口部103を有している。また、反射層102および反射層102の開口部103上には、断熱層104がそれぞれ分離形成されている。また、これらの断熱層104上には、光吸収層105がそれぞれ形成されている。
さらに、光吸収層105上には、蒸着材料からなる材料層106がそれぞれ形成されている。図3(A)において、断熱層104、光吸収層105、および材料層106は、反射層102の厚い膜厚の影響を受けて、反射層102上と、反射層102の開口部103上にそれぞれ分離形成されている。
なお、材料層106の蒸着材料を蒸着させる際、第1の基板101に照射された光が第1の基板101を透過する必要があることから、第1の基板101は、光の透過率が高い基板であることが好ましい。具体的には、照射する光としてランプ光やレーザ光を用いた場合、第1の基板101には、ランプ光やレーザ光を透過させる基板を用いることが好ましい。また、熱伝導率が低い材料であることが好ましい。熱伝導率が低いことにより、照射された光から得られる熱を効率よく蒸着に用いることができるためである。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。
また、基板101の一方の面であって、反射層102、断熱層104、光吸収層105、および材料層106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301を配置する。第2の基板301は、蒸着処理により所望の層が成膜される被成膜基板である。なお、ここでは、蒸着用基板を用いて発光素子のEL層を形成する場合について説明するため、第2の基板301上には、発光素子の一方の電極となる第1の電極302が形成されている。そして、第1の基板101と第2の基板301とを至近距離、具体的には第1の基板101上の材料層106の表面と、第2の基板301表面(具体的には、第1の電極302の表面)との距離dを、0mm以上2mm以下、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.01mm以下となるように近づけて対向させる。
なお、距離dは、第1の基板101上の材料層106の表面と、第2の基板301表面との距離で定義する。従って、図4(A)に示すように第2の基板301上に第1の電極302、および第1の電極302の端部を覆うように形成された絶縁物303が形成されている場合、距離dは、第1の基板101上の材料層106の表面と、第2の基板301上に形成された絶縁物303の表面との距離で定義する。ただし、第1の基板101上の材料層106の表面や、第2の基板301上に形成された層の最表面が凹凸を有する場合における距離dは、第1の基板101上の材料層106の表面と、第2の基板301上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義することとする。
次に、図3(B)に示すように第1の基板101の裏面(反射層102、断熱層104、光吸収層105、および材料層106が形成されていない面)側から光304を照射する。このとき、第1の基板101上に形成された反射層102に照射された光は、反射されるが、反射層102の開口部103に照射された光は、断熱層104を透過し、光吸収層105に吸収される。そして、光吸収層105は、吸収した光から得た熱を材料層106に含まれる蒸着材料に与えることにより昇華させ、第2の基板301上に形成された第1の電極302上に蒸着材料を蒸着させる。これにより、第2の基板301上に発光素子のEL層305が形成される。
ここでは、光源から照射された光による輻射熱を利用するのではなく、光源からの光を吸収した光吸収層105が材料層106に熱を与えることが特徴である。従って、光が照射された部分の光吸収層105から光が照射されていない部分の光吸収層105へ、面方向に熱が伝わることにより、加熱される材料層106の範囲が広がることのないように、光の照射時間は、短くすることが好ましい。例えば、ハロゲンランプを光源として用いた場合、300℃〜800℃を7〜15秒間程度保持することで、材料層106に含まれる蒸着材料を蒸着することができる。
なお、光304を照射する光源としては、種々の光源を用いることができる。例えば、ランプを光源として用いる場合には、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ミリ秒)で非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、第1の基板の面積にかかわらず、効率よく均一に加熱することができる。また、発光させる時間の間隔を変えることによって第1の基板の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは発光時間が短い為、対向基板への熱伝導を抑えることができる。
また、ランプ以外の光源としては、レーザ光を光源として用いることができる。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、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、レーザ媒体が固体である固体レーザを用いると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的に安定している利点を有している。
また、光照射による蒸着は、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。
また、蒸着用基板の構造は、実施の形態1で説明した図3(A)に示す構造に加えて、実施の形態2で説明した図3(C)に示す構造としても良い。図3(C)に示す構造は、第1の基板201上に順次形成された反射層202および断熱層203に開口部206を設け、反射層204および断熱層205形成した後、光吸収層207、材料層208が順次積層形成される構造である。なお、図3(C)に示す構造の場合には、断熱層203の膜厚が厚く形成されていることから、蒸着のために光が照射された際に、反射層204と重なる位置に形成されている光吸収層207および材料層208に熱が伝わるのを防ぐことができる。従って、反射層204と重なる位置に形成されている材料層208が加熱されることにより生じる、被成膜面の成膜パターンのぼけを防ぐことができる。また、開口部206に形成された光吸収層207と第2の基板301との距離を設けることができるため、光吸収層207からの熱により、第2の基板301が加熱され、成膜不良が生じるのを防ぐことができる。さらに、材料層208から第2の基板301上へ蒸着する材料の蒸着方向を制御することができるため、被成膜面の成膜パターンのぼけを防ぐことができる。
また、図4(B)に示すように、第1の基板101と第2の基板301との距離dを0mmとしても良い。つまり、第1の基板101上の反射層102と重なる位置に形成され、蒸着されない部分の材料層106と、第2の基板301上に形成された絶縁物303の表面が接する場合について示す。このように距離dを小さくすることで、必要以上の材料消費を防ぐことができるので、材料の利用効率を向上させることができる。従って、図4(C)に示すように、第2の基板301上に発光素子のEL層305を精度良く形成することができる。
また、本実施の形態では、第2の基板301が、第1の基板101の下方に位置する場合を図示したが、本発明はこれに限定されない。基板の設置する向きは適宜設定することができる。
蒸着用基板を用いた成膜方法では、蒸着用基板上に形成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。
また、蒸着用基板を用いた成膜方法では、成膜時に蒸着用基板上に形成された材料層に含まれる蒸着材料を均一に昇華させることができる。また、材料層が複数の蒸着材料を含む場合でも、材料層と同じ蒸着材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板上に成膜することができる。従って、蒸着用基板を用いて成膜する際、蒸着温度の異なる複数の蒸着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、所望の異なる蒸着材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
また、蒸着用基板を用いた成膜方法では、平坦でムラのない膜を成膜することが可能であり、また、微細なパターン形成が可能となるため、高精細な発光装置を得ることができるだけでなく、その特性を向上を図ることができる。また、EL材料の利用効率を高めることができ、また、光源として熱量の大きなランプヒーター等を用いて、大面積を一括して成膜することが可能となるため、発光装置の製造コストを低減させることができる。
(実施の形態4)
本実施の形態4では、蒸着用基板を複数用いて、発光素子のEL層を形成することにより、フルカラー表示が可能な発光装置の作製方法について説明する。
実施の形態3では、1回の成膜工程で、被成膜基板である第2の基板上に形成された複数の電極上には、全て同一の材料からなるEL層を形成する場合について示したが、本実施の形態4では、第2の基板上に形成された複数の電極上には、3種類の発光の異なるEL層のいずれかが形成される場合について説明する。
まず、実施の形態3において図4(A)に示した蒸着用基板を3枚用意する。ただし、それぞれの蒸着用基板には、発光の異なるEL層を形成するための蒸着材料を含む材料層が形成されている。具体的には、赤色発光を示すEL層(EL層(R))を形成するための蒸着材料を含む材料層(R)を有する第1の蒸着用基板と、緑色発光を示すEL層(EL層(G))を形成するための蒸着材料を含む材料層(G)を有する第2の蒸着用基板と、青色発光を示すEL層(EL層(B))を形成するための蒸着材料を含む材料層(B)を有する第3の蒸着用基板とを用意する。
また、実施の形態3において図4(A)に示した複数の第1の電極を有する被成膜基板を1枚用意する。なお、被成膜基板上の複数の第1の電極は、その端部が絶縁物で覆われているため、発光領域は、第1の電極の一部であって、絶縁物と重ならずに露呈している領域に相当する。
まず、1回目の成膜工程として、図4(A)と同様に被成膜基板と第1の蒸着用基板とを重ね、位置合わせをする。なお、被成膜基板には、位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。また、第1の蒸着用基板にも位置合わせ用のマーカを設けることが好ましい。なお、第1の蒸着用基板には、光吸収層が設けられているため、位置合わせのマーカ周辺の光吸収層は予め除去しておくことが好ましい。また、第1の蒸着用基板には、材料層(R)が設けられているため、位置合わせのマーカ周辺の材料層(R)も予め除去しておくことが好ましい。
そして、第1の蒸着用基板の裏面(図4(A)に示す反射層102、断熱層104、光吸収層105、および材料層106が形成されていない面)側から光を照射する。光吸収層が、照射された光を吸収して材料層(R)に熱を与えることで、材料層(R)に含まれる蒸着材料を昇華させ、被成膜基板上の一部の第1の電極上にEL層(R)が形成する。そして、1回目の成膜を終えたら、第1の蒸着用基板は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
次いで、2回目の成膜工程として、被成膜基板と第2の蒸着用基板とを重ね、位置合わせをする。第2の蒸着用基板には、1回目の成膜時で使用した第1の蒸着用基板とは1画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。
そして、第2の蒸着用基板の裏面(図4(A)に示す反射層102、断熱層104、光吸収層105、および材料層106が形成されていない面)側から光を照射する。光吸収層が、照射された光を吸収して材料層(G)に熱を与えることで、材料層(G)に含まれる蒸着材料を昇華させ、被成膜基板上の一部であって、1回目の成膜でEL層(R)が形成された第1の電極のとなりの第1の電極上にEL層(G)が形成する。そして、2回目の成膜を終えたら、第2の蒸着用基板は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
次いで、3回目の成膜工程として、被成膜基板と第3の蒸着用基板とを重ね、位置合わせをする。第3の蒸着用基板には、1回目の成膜時で使用した第1の蒸着用基板とは2画素分ずらして反射層の開口部が形成されている。
そして、第3の蒸着用基板の裏面(図4(A)に示す反射層102、断熱層104、光吸収層105、および材料層106が形成されていない面)側から光を照射する。この3回目の成膜を行う直前の様子が図5(A)の上面図に相当する。図5(A)において、反射層501は開口部502を有している。従って、第3の蒸着用基板の反射層501の開口部502を透過した光は、断熱層を透過して、光吸収層に吸収される。また、被成膜基板の第3の蒸着用基板の開口部502と重なる領域には、第1の電極が形成されている。なお、図5(A)中に点線で示した領域の下方には、既に1回目の成膜により形成されたEL層(R)511と2回目の成膜により形成されたEL層(G)512が位置している。
そして、3回目の成膜により、EL層(B)513が形成される。光吸収層が、照射された光を吸収して材料層(B)に熱を与えることで、材料層(B)に含まれる蒸着材料を昇華させ、被成膜基板上の一部であって、2回目の成膜でEL層(G)512が形成された第1の電極のとなりの第1の電極上にEL層(B)513が形成される。3回目の成膜を終えたら、第3の蒸着用基板は、被成膜基板と離れた場所へ移動させる。
こうしてEL層(R)511、EL層(G)512、EL層(B)513を一定の間隔をあけて同一の被成膜基板上に形成することができる。そして、これらの膜上に第2の電極を形成することによって、発光素子を形成することができる。
以上の工程で、同一基板上に異なる発光を示す発光素子が形成されることにより、フルカラー表示が可能な発光装置を形成することができる。
図5では、蒸着用基板に形成された反射層の開口部502の形状を矩形とした例を示したが、特に限定されず、ストライプ状の開口部としても良い。ストライプ状の開口部とした場合、同じ発光色となる発光領域の間にも成膜が行われるが、絶縁物514の上に形成されるため、絶縁物514と重なる部分は発光領域とはならない。
また、画素の配列も特に限定されず、図6(A)に示すように、1つの画素形状を多角形、例えば六角形としてもよく、EL層(R)611、EL層(G)612、EL層(B)613を配置してフルカラーの発光装置を実現させることもできる。なお、図6(A)に示す多角形の画素を形成するために、図6(B)に示す多角形の開口部602を有する反射層601を有する蒸着用基板を用いて成膜すればよい。
本実施の形態4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、蒸着用基板上に形成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。
また、本実施の形態4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、蒸着用基板を用いて作製することにより、成膜時に蒸着用基板上に形成された材料層に含まれる蒸着材料を均一に昇華させることができる。また、材料層が複数の蒸着材料を含む場合でも、材料層と同じ蒸着材料をほぼ同じ重量比で含有する膜を被成膜基板上に成膜することができる。従って、蒸着用基板を用いて成膜する際、蒸着温度の異なる複数の蒸着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、所望の異なる蒸着材料を含む層を容易に精度良く成膜することができる。
また、本実施の形態4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、蒸着用基板を用いて作製することにより、平坦でムラのない膜を成膜することが可能であり、また、微細なパターン形成が可能となるため、高精細な発光装置を得ることができるだけでなく、その特性を向上を図ることができる。また、EL材料の利用効率を高めることができ、また、光源として熱量の大きなランプヒーター等を用いて、大面積を一括して成膜することが可能となるため、発光装置の製造コストを低減させることができる。
なお、本実施の形態4に示す構成は、実施の形態1〜実施の形態3に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態5)
本実施の形態では、発光装置の作製を可能とする成膜装置の例について説明する。本実施の形態に係る成膜装置の断面の模式図を図7、図8に示す。
図7(A)において、成膜室701は、真空チャンバーであり、第1のゲート弁702、及び第2のゲート弁703によって他の処理室と連結されている。また、成膜室701内には、蒸着用基板支持機構704と、被成膜基板支持機構705と、光源710を少なくとも有している。
まず、他の成膜室において、蒸着用基板707上に材料層708を形成する。ここでは、蒸着用基板707を構成する支持基板として、銅を主材料とした四角平板状の基板を用いる。また、材料層708としては、蒸着可能である材料を用いる。なお、蒸着用基板707としては、被成膜基板と面積が同じ、若しくはそれより大きい面積を有していれば特に形状は限定されない。また、材料層708の形成方法は乾式法や湿式法を用いることができ、特に湿式法であることが好ましい。例えば、スピンコート法、印刷法、またはインクジェット法などを用いることができる。
他の成膜室から蒸着用基板707を成膜室701に搬送し、蒸着用基板支持機構704にセットする。また、蒸着用基板707における材料層708の形成されている面と、被成膜基板709の被成膜面とが、対向するように、被成膜基板709を被成膜基板支持機構705に固定する。
被成膜基板支持機構705を移動させて、蒸着用基板707と被成膜基板709の基板間隔が距離dとなるように近づける。なお、距離dは、蒸着用基板707上に形成された材料層708の表面と、被成膜基板709の表面との距離で定義する。また、被成膜基板709上に何らかの層(例えば、電極として機能する導電層や隔壁として機能する絶縁物等)が形成されている場合、距離dは、蒸着用基板707上の材料層708の表面と、被成膜基板709上に形成された層の表面との距離で定義する。ただし、蒸着用基板707上の材料層708の表面や、被成膜基板709或いは被成膜基板709上に形成された層の表面に凹凸を有する場合における距離dは、蒸着用基板707上の材料層708の表面と、被成膜基板709或いは被成膜基板709上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義することとする。なお、距離dは、具体的には、0mm以上2mm以下とし、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.003mm以下とする。
ここでは、距離dを0.001mmとする。また、被成膜基板709が石英基板のように硬く、ほとんど変形(反り、撓みなど)しない材料であれば、距離dは0mmを下限として近づけることができる。また、図7では基板間隔の制御は、蒸着用基板支持機構704を固定し、被成膜基板支持機構705を移動させる例を示しているが、蒸着用基板支持機構704を移動させ、被成膜基板支持機構705を固定する構成としてもよい。また、蒸着用基板支持機構704と被成膜基板支持機構705の両方を移動させても良い。なお、図7(A)では、被成膜基板支持機構705を移動させて、蒸着用基板707と被成膜基板709を近づけて距離dとした段階の断面を示している。
また、蒸着用基板支持機構704および被成膜基板支持機構705は、上下方向だけでなく、水平方向にも移動させる機構としてもよく、精密な位置合わせを行う構成としてもよい。また、精密な位置合わせや距離dの測定を行うため、成膜室701にCCDなどのアライメント機構を設けてもよい。また、成膜室701内を測定する温度センサや、湿度センサなどを設けてもよい。
光源710から光を蒸着用基板707に照射する。これにより、短時間に蒸着用基板707上の材料層708が加熱され、材料層708に含まれる蒸着材料が昇華することで、対向して配置された被成膜基板709の被成膜面(即ち、下平面)に蒸着材料が成膜される。図7(A)に示す成膜装置において、予め蒸着用基板707に材料層708が均一な膜厚で得られていれば、膜厚モニターを設置しなくとも、被成膜基板709に均一な膜厚となる成膜を行うことができる。また、従来の蒸着装置は、基板を回転させていたが、図7(A)に示す成膜装置は、被成膜基板を固定させた状態で成膜するため、割れやすい大面積のガラス基板への成膜に適している。また、図7(A)に示す成膜装置は、成膜中、蒸着用基板も固定させた状態で成膜する。
なお、均一な加熱が行われるように、光源710と蒸着用基板707は広い面積で対向することが好ましい。
また、待機時の光源からの蒸着用基板707上の材料層708への熱の影響を緩和するため、待機時(蒸着処理前)は光源710と蒸着用基板707との間に断熱化のための開閉式のシャッターを設けてもよい。
また、光源710は、短時間に均一な加熱を行える加熱手段であればよい。例えば、ランプやレーザを用いればよい。
ランプを光源として用いる場合には、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ミリ秒から10ミリ秒)で非常に強度の高い光を繰り返し、大面積に照射することができるため、蒸着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蒸着用基板707の加熱の制御もできる。また、フラッシュランプは発光時間が短い為、対向基板への熱伝導を抑えることができる。また、フラッシュランプを用いることにより、急加熱が容易となり、ヒーターを用いた場合の上下機構やシャッター等を簡略化できる。従って、さらなる成膜装置の小型化を図ることができる。
また、レーザ光を光源として用いる場合には、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、銅蒸気レーザまたは金蒸気レーザのうち一種または複数種から発振されるものを用いることができる。また、レーザ媒体が固体である固体レーザを用いると、メンテナンスフリーの状態を長く保てるという利点や、出力が比較的に安定している利点を有している。
また、図7(A)では、光源710を成膜室701内に設置する例を示しているが、成膜室の内壁の一部を透光性部材として、成膜室の外側に光源710を配置させてもよい。成膜室701の外側に光源710を配置すると、光源710のライトバルブの交換などのメンテナンスを簡便なものとすることができる。
また、図7(B)は、被成膜基板709の温度を調節する機構を備えた成膜装置の例を示す。図7(B)において、図7(A)と共通の部分には同じ符号を用いて説明する。図7(B)では、被成膜基板支持機構705に熱媒体を流すチューブ711が設けられている。チューブ711に、熱媒体として冷媒を流すことによりにより、被成膜基板支持機構705は、コールドプレートとすることができる。なお、チューブ711は、被成膜基板支持機構705の上下移動に追随できるような仕組みとなっている。熱媒体としては、例えば、水やシリコンオイルなどを用いることができる。なお、ここでは冷媒ガスや、液体の冷媒を流すチューブを用いた例を示したが、冷却する手段として、ペルチェ素子などを被成膜基板支持機構705に設けてもよい。また、冷却する手段ではなく、加熱する手段を設けてもよい。例えば、加熱するための熱媒体をチューブ711に流してもよい。
異なる材料層を積層する場合に、図7(B)の成膜装置は有用である。例えば、被成膜基板709に既に第1の材料層が設けられている場合、その上に第1の材料層よりも蒸着温度が高い第2の材料層を積層することができる。図7(A)においては、被成膜基板709と蒸着用基板707が近接するため、被成膜基板709に予め成膜されている第1の材料層が、昇華してしまう恐れがある。そこで、図7(B)の成膜装置とすると、冷却機構によって被成膜基板709に予め成膜されている第1の材料層の昇華を抑えつつ、第2の材料層を積層することができる。
また、冷却機構だけでなく、被成膜基板支持機構705にヒーターなどの加熱手段を設けてもよい。被成膜基板709の温度を調節する機構(加熱または冷却)を設けることで、基板の反りなどを抑えることができる。
なお、図7(A)および(B)には、被成膜基板709の成膜面が下方となるフェイスダウン方式の成膜装置の例を示したが、図8に示すようにフェイスアップ方式の成膜装置を適用することもできる。
図8(A)において、成膜室801は、真空チャンバーであり、第1のゲート弁802、及び第2のゲート弁803によって他の処理室と連結している。また、成膜室801内には、蒸着用基板支持機構804と、被成膜基板支持機構805と、、光源810を少なくとも有している。
成膜の手順は、まず、他の成膜室において、蒸着用基板807上に材料層808を形成する。蒸着用基板807としては、被成膜基板と面積が同じ、若しくはそれより大きい面積を有していれば特に形状は限定されない。また、材料層808は、蒸着可能であり、蒸着温度の異なる複数の材料を含有する。材料層808の形成方法は乾式法や湿式法を用いることができ、特に湿式法であることが好ましい。例えば、スピンコート法、印刷法、またはインクジェット法などを用いることができる。
他の成膜室から蒸着用基板807を成膜室801に搬送し、蒸着用基板支持機構804にセットする。また、蒸着用基板807における材料層808の形成されている面と、被成膜基板809の被成膜面とが、対向するように被成膜基板809を被成膜基板支持機構805に固定する。また、図8(A)に示すように、この構成は、基板の成膜面が上方となるからフェイスアップ方式の例を示している。フェイスアップ方式の場合、撓みやすい大面積のガラス基板をフラットな台に載せる、或いは複数のピンで支持することで基板のたわみをなくし、基板全面において均一な膜厚が得られる成膜装置とすることができる。
被成膜基板支持機構805を移動させて、蒸着用基板807と被成膜基板809を近づけて距離dとする。なお、距離dは、蒸着用基板807に形成された材料層808の表面と、被成膜基板809の表面との距離で定義する。また、被成膜基板809上に何らかの層(例えば、電極として機能する導電層や隔壁として機能する絶縁物等)が形成されている場合、距離dは、蒸着用基板807の材料層808の表面と、被成膜基板809上に形成された層の表面との距離で定義する。ただし、蒸着用基板807上の材料層808の表面や、被成膜基板809或いは被成膜基板809上に形成された層の表面が凹凸を有する場合における距離dは、蒸着用基板807上の材料層808の表面と、被成膜基板809或いは被成膜基板809上に形成された層の最表面との間の最も短い距離で定義することとする。なお、距離dは、具体的には、0mm以上2mm以下とし、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.003mm以下とする。
ここでは、距離dを0.001mmとする。また、蒸着用基板支持機構804を固定し、被成膜基板支持機構805を移動させる例を示したが、蒸着用基板支持機構804を移動させ、被成膜基板支持機構805を固定する構成としてもよい。また、蒸着用基板支持機構804と被成膜基板支持機構805の両方を移動させて距離dを調節しても良い。
図8(A)に示すように基板距離dを保持した状態で、光源810から蒸着用基板807に光を照射する。なお、均一な加熱が行われるように、光源810と蒸着用基板807は広い面積で対向させることが好ましい。
光源810から光を蒸着用基板807に照射することにより、短時間に蒸着用基板807上の材料層808を加熱して昇華させ、対向して配置された被成膜基板809の被成膜面(即ち、上平面)に蒸着材料が成膜される。このようにすることで、従来の大容量のチャンバーである蒸着装置に比べチャンバー容量を大幅に小さくすることができるので、小型の成膜装置を実現できる。
また、光源810は特に限定されず、短時間に均一な加熱を行える加熱手段であればよいが、被照射面が大面積化されている場合には、同時に光を照射できるランプの方が、レーザよりも好ましい。図8(A)に示す例では、光源810では被成膜基板809の上方に固定して設けられており、光源810が点灯した直後に被成膜基板809の上平面に成膜が行われる。
なお、図7(A)(B)及び図8(A)では、基板横置き方式の成膜装置の例を示したが、図8(B)に示すように基板縦置き方式の成膜装置を適用することもできる。
図8(B)において、成膜室851は、真空チャンバーである。また、成膜室851内には、蒸着用基板支持機構854と、被成膜基板支持機構855と、光源860と少なくとも有している。
成膜室851は、図示しないが、被成膜基板が縦置きで搬送される第1の搬送室と連結している。また、図示しないが、蒸着用基板が縦置きで搬送される第2の搬送室と連結している。また、本明細書では、基板面が水平面に対して垂直に近い角度(70度から110度の範囲)にすることを基板の縦置きと呼ぶ。大面積のガラス基板などは撓みが生じやすいため、縦置きで搬送することが好ましい。また、光源860は、ランプを用いることとする。
成膜の手順は、まず、他の成膜室において、蒸着用基板857に材料層858を形成する。
次に、他の成膜室から蒸着用基板857を成膜室851に搬送し、蒸着用基板支持機構854にセットする。また、蒸着用基板857における材料層858の形成されている面と、被成膜基板859の被成膜面とが、対向するように被成膜基板支持機構855に被成膜基板859を固定する。
次に、基板距離dを保持した状態で、光源860から光を蒸着用基板857に照射することにより、短時間に蒸着用基板857上の材料層858を加熱して昇華させ、対向して配置された被成膜基板859の被成膜面に蒸着材料が成膜される。このようにすることで、従来の大容量のチャンバーである蒸着装置に比べチャンバー容量を大幅に小さくすることができるので、小型の成膜装置を実現できる。
また、本実施の形態に示した成膜装置を複数設け、マルチチャンバー型の製造装置にすることができる。勿論、他の成膜方法の成膜装置との組み合わせも可能である。また、本実施の形態に示した成膜装置を直列に複数並べて、インライン型の製造装置にすることもできる。
このような成膜装置を用い、発光装置を作製することが可能である。また、蒸着源となる蒸着用基板上の材料層を湿式法で容易に準備できる。また、蒸着用基板上に形成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。また、成膜室内壁に蒸着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。
また、本実施の形態で説明した成膜装置を用いて発光装置を作製する場合においても、発光素子を構成するEL層の形成において、平坦でムラのない膜の成膜や、発光層の微細なパターン形成が容易となるため、高精細な発光装置の製造も容易にすることができる。また、光源として熱量の大きなランプヒーター等を用いることにより、大面積を一括して成膜することが可能となるため、タクト時間の短縮による製造コストの低減が可能となる。
なお、本実施の形態5に示す構成は、実施の形態1〜実施の形態4に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態6)
本実施の形態6では、蒸着用基板にレーザを照射させることにより蒸着を行う成膜装置の例について説明する。
図9はレーザを用いた成膜装置の一例を示す斜視図である。射出されるレーザ光はレーザ発振装置903(YAGレーザ装置、エキシマレーザ装置など)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904と、整形するための第2の光学系905と、平行光線にするための第3の光学系906とを通過し、反射ミラー907で光路が蒸着用基板901に対して垂直となる方向に曲げられる。その後、蒸着用基板にレーザビームを照射する。
なお、本実施の形態6に示す蒸着用基板の構成は、実施の形態1で説明したものと同様であることとする。すなわち、基板上に反射層910、断熱層911、光吸収層912、および材料層913が形成された構成を有する。また、反射層910には、開口部914が形成されている。なお、本実施の形態において、反射層910には、レーザ光が照射されても耐えうる材料を用いることとする。また、光吸収層912には、耐熱性金属を用いることが好ましく、例えばタングステンやタンタルなどを用いることができる。
また、蒸着用基板901に照射されるレーザスポットの形状は、矩形状または線状とすることが好ましく、具体的には、短辺が1mm〜5mm、且つ長辺が10mm〜50mmの矩形状とすればよい。また、大面積基板を用いる場合には、処理時間を短縮するため、レーザスポットの長辺を20cm〜100cmとすることが好ましい。また、図9に示すレーザ発振装置及び光学系を複数設置して大面積の基板を短時間に処理してもよい。具体的には、複数のレーザ発振装置からレーザビームをそれぞれ照射して基板1枚における処理面積を分担してもよい。
なお、図9は一例であり、レーザ光の光路に配置する各光学系や電気光学素子の位置関係は特に限定されない。例えば、レーザ発振装置903を蒸着用基板901の上方に配置し、レーザ発振装置903から射出するレーザ光が蒸着用基板901の主平面に垂直な方向となるように配置すれば、反射ミラーを用いずともよい。また、各光学系は、集光レンズ、ビームエキスパンダ、ホモジナイザ、または偏光子などを用いればよく、これらを組み合わせてもよい。また、各光学系としてスリットを組み合わせてもよい。
被照射面上でレーザビームの照射領域を2次元的に、適宜、走査させることによって、基板の広い面積に照射を行う。走査するために、レーザビームの照射領域と基板とを相対的に移動させる。ここでは、基板を保持している基板ステージ909をXY方向に移動させる移動手段(図示しない)で走査を行う。
また、制御装置916は、基板ステージ909をXY方向に移動させる移動手段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916は、レーザ発振装置903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916は、位置マーカを認識するための撮像素子908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。
位置アライメント機構は、蒸着用基板901と、被成膜基板900の位置合わせを行う。
また、蒸着用基板901と被成膜基板900の基板間隔である距離dは、0mm以上2mm以下、好ましくは0mm以上0.05mm以下、さらに好ましくは0mm以上0.003mm以下となるように近づけて対向させる。また、被成膜基板900に隔壁となる絶縁物が設けられている場合には、絶縁物と材料層915を接触させて配置してもよい。
図9に示す成膜装置を用いて成膜を行う場合には、少なくとも蒸着用基板901と被成膜基板900を真空チャンバー内に配置する。また、図9に示す構成を全て真空チャンバー内に設置してもよい。
また、図9に示す成膜装置は、被成膜基板900の成膜面が上を向いた、所謂フェイスアップ方式の成膜装置の例を示しているが、フェイスダウン方式の成膜装置とすることもできる。また、被成膜基板900が大面積基板である場合、基板の自重により基板の中心が撓んでしまうことを抑えるために、被成膜基板900の主平面を水平面に対して垂直に立てる、所謂縦置き方式の装置とすることもできる。
また、被成膜基板900を冷却する冷却手段をさらに設けることで、プラスチック基板などの可撓性基板を被成膜基板900に用いることができる。
また、本実施の形態に示した製造装置を複数設け、マルチチャンバー型の製造装置にすることができる。勿論、他の成膜方法の成膜装置との組み合わせも可能である。また、本実施の形態に示した製造装置を直列に複数並べて、インライン型の製造装置にすることもできる。
このような成膜装置を用い、発光装置を作製することが可能である。また、蒸着源となる蒸着用基板上の材料層を湿式法で容易に準備できる。また、蒸着用基板上に形成される材料層の膜厚を制御することによって、成膜時に被成膜基板上に成膜される膜の膜厚を制御することができるため、膜厚モニターを利用した蒸着速度の調節を使用者が行う必要がなく、成膜工程を全自動化することが可能である。また、成膜室内壁に蒸着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。
また、本実施の形態で説明した成膜装置を用いて発光装置を作製する場合においても、発光素子を構成するEL層の形成において、平坦でムラのない膜の成膜や、発光層の微細なパターン形成が容易となるため、高精細な発光装置の製造も容易にすることができる。
なお、本実施の形態6に示す構成は、実施の形態1〜実施の形態5に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態7)
本実施の形態では、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。
例えば、図10(A)、(B)に示す発光素子を作製することができる。図10(A)に示す発光素子は、基板1001上に第1の電極1002、発光層1013のみで形成されたEL層1003、第2の電極1004が順に積層して設けられている。第1の電極1002及び第2の電極1004のいずれか一方は陽極として機能し、他方は陰極として機能する。陽極から注入される正孔及び陰極から注入される電子がEL層1003で再結合して、発光を得ることができる。本実施の形態において、第1の電極1002は陽極として機能する電極であり、第2の電極1004は陰極として機能する電極であるとする。
また、図10(B)に示す発光素子は、図10(A)のEL層1003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1002側から正孔注入層1011、正孔輸送層1012、発光層1013、電子輸送層1014、および電子注入層1015が順次設けられている。なお、EL層1003は、図10(A)に示すように少なくとも発光層1013を有していれば機能するため、これらの層を全て設ける必要はなく、必要に応じて適宜選択して設ければよい。
図10に示す基板1001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。
また、第1の電極1002および第2の電極1004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。
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。
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。
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1002および第2の電極1004は、単層膜に限らず、積層膜で形成することもできる。
なお、EL層1003で発光する光を外部に取り出すため、第1の電極1002または第2の電極1004のいずれか一方、または両方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。
なお、本実施の形態で示す発光素子のEL層1003(正孔注入層1011、正孔輸送層1012、発光層1013、電子輸送層1014又は電子注入層1015)は、実施の形態1で示した成膜方法を適用して形成することができる。また、電極を実施の形態1で示した成膜方法を適用して形成することもできる。
例えば、図10(A)に示す発光素子を形成する場合、実施の形態1で示した蒸着用基板の材料層をEL層1003を形成する材料で形成し、この蒸着用基板を用いて基板1001上の第1の電極1002上にEL層1003を形成する。そして、EL層1003上に第2の電極1004を形成することにより、図10(A)に示す発光素子を得ることができる。
発光層1013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。
発光層1013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。
発光層1013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。
また、発光層1013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。
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。
発光層1013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。
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。
発光層1013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、蒸着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、蒸着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蒸着用基板を用いて発光層1013を形成することにより、発光層1013は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1013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。
また、図10(B)に示す発光素子を形成する場合には、EL層1003(正孔注入層1011、正孔輸送層1012、電子輸送層1014、および電子注入層1015)のそれぞれの層を形成する材料で形成された材料層を有する実施の形態1で示した蒸着用基板を各層毎に用意し、各層の成膜毎に異なる蒸着用基板を用いて、実施の形態1で示した方法により、基板1001上の第1の電極1002上にEL層1003を形成する。そして、EL層1003上に第2の電極1004を形成することにより、図10(B)に示す発光素子を得ることができる。なお、この場合には、EL層1003の全ての層に実施の形態1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。
例えば、正孔注入層1011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。
また、正孔注入層1011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。
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蒸着用基板を用いることにより形成することができる。
正孔注入層1011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。
正孔注入層1011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1011に用いることのできる正孔の輸送性の高い物質を具体的に列挙する。
例えば、正孔注入層1011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。
正孔注入層1011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。
また、正孔注入層1011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。
また、正孔注入層1011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。
なお、正孔注入層1011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。
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蒸着用基板を用いることで、正孔注入層1011を形成することができる。電子受容性を示す物質として金属酸化物を用いた場合には、第1の基板1001上に正孔輸送性の高い物質を含む層を形成した後、金属酸化物を含む層を形成することが好ましい。金属酸化物は、正孔輸送性の高い物質よりも分解温度または蒸着温度が高い場合が多いためである。このような構成の蒸着源とすることにより、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物とを効率良く昇華させることができる。また、蒸着して形成した膜において局所的な濃度の偏りを抑制することができる。また、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物の両方を溶解させるまたは分散させる溶媒は種類が少なく、混合溶液を形成しにくい。よって、湿式法を用いて混合層を直接形成することは困難である。しかし、上述した成膜方法を用いることにより、正孔輸送性の高い物質と金属酸化物とを含む混合層を容易に形成することができる。
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1011を正孔輸送層として用いてもよい。
また、正孔輸送層1012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。
電子輸送層1014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。
また、電子注入層1015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1004からの電子注入が効率良く起こるためより好ましい。
なお、EL層1003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。
EL層1003で得られた発光は、第1の電極1002または第2の電極1004のいずれか一方または両方を通って外部に取り出される。従って、第1の電極1002または第2の電極1004のいずれか一方または両方は、透光性を有する電極である。第1の電極1002のみが透光性を有する電極である場合、光は第1の電極1002を通って基板1001側から取り出される。また、第2の電極1004のみが透光性を有する電極である場合、光は第2の電極1004を通って基板1001と逆側から取り出される。第1の電極1002および第2の電極1004がいずれも透光性を有する電極である場合、光は第1の電極1002および第2の電極1004を通って、基板1001側および基板1001と逆側の両方から取り出される。
なお、図10では、陽極として機能する第1の電極1002を基板1001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1004を基板1001側に設けてもよい。
また、EL層1003の形成方法としては、実施の形態3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。
本実施の形態7に係る発光素子は、蒸着用基板を適用した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。
(実施の形態8)
本実施の形態8では、実施の形態7で説明した発光素子を用いて形成される発光装置について説明する。
まず、パッシブマトリクス型の発光装置について、図11、図12を用いて説明することとする。
パッシブマトリクス型(単純マトリクス型ともいう)の発光装置は、ストライプ状(帯状)に並列された複数の陽極と、ストライプ状に並列された複数の陰極とが互いに直交するように設けられており、その交差部に発光層が挟まれた構造となっている。従って、選択された(電圧が印加された)陽極と選択された陰極との交点にあたる画素が点灯することになる。
図11(A)は、封止前における画素部の上面図を示す図であり、図11(A)中の鎖線A−A’で切断した断面図が図11(B)であり、鎖線B−B’で切断した断面図が図11(C)である。
基板1101上には、下地絶縁層として絶縁層1104を形成する。なお、下地絶縁層が必要でなければ特に形成しなくともよい。絶縁層1104上には、ストライプ状に複数の第1の電極1113が等間隔で配置されている。また、第1の電極1113上には、各画素に対応する開口部を有する隔壁1114が設けられ、開口部を有する隔壁1114は絶縁材料(感光性または非感光性の有機材料(ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン)、またはSOG膜(例えば、アルキル基を含むSiOx膜))で構成されている。なお、各画素に対応する開口部が発光領域1121となる。
開口部を有する隔壁1114上に、第1の電極1113と交差する互いに平行な複数の逆テーパ状の隔壁1122が設けられる。逆テーパ状の隔壁1122はフォトリソグラフィ法に従い、未露光部分がパターンとしてポジ型感光性樹脂を用い、パターンの下部がより多くエッチングされるように露光量または現像時間を調節することによって形成する。
開口部を有する隔壁1114及び逆テーパ状の隔壁1122を合わせた高さは、EL層及び第2の電極1116の膜厚より大きくなるように設定する。これにより、複数の領域に分離されたEL層、具体的には赤色発光を示す材料で形成されたEL層(R)(1115R)、緑色発光を示す材料で形成されたEL層(G)(1115G)、青色発光を示す材料で形成されたEL層(B)(1115B)と、第2の電極1116とが形成される。なお、複数に分離された領域は、それぞれ電気的に独立している。
第2の電極1116は、第1の電極1113と交差する方向に伸長する互いに平行なストライプ状の電極である。なお、逆テーパ状の隔壁1122上にもEL層及び第2の電極1116を形成する導電層の一部が形成されるが、EL層(R)(1115R)、EL層(G)(1115G)、EL層(B)(1115B)、及び第2の電極1116とは分断されている。なお、本実施の形態におけるEL層は、少なくとも発光層を含む層であって、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層、又は電子注入層等を含んでいてもよい。
ここでは、EL層(R)(1115R)、EL層(G)(1115G)、EL層(B)(1115B)を選択的に形成し、3種類(赤(R)、青(G)、緑(B))の発光が得られるフルカラー表示可能な発光装置を形成する例を示している。なお、EL層(R)(1115R)、EL層(G)(1115G)、EL層(B)(1115B)は、それぞれ互いに平行なストライプパターンで形成されている。これらのEL層を形成するには、上記実施の形態1および実施の形態2に示す成膜方法を適用すればよい。
また、必要であれば、封止缶や封止のためのガラス基板などの封止材を用いて封止する。ここでは、封止基板としてガラス基板を用い、シール材などの接着材を用いて基板と封止基板とを貼り合わせ、シール材などの接着材で囲まれた空間を密閉なものとしている。密閉された空間には、充填材や、乾燥した不活性ガスを充填する。また、発光装置の信頼性を向上させるために、基板と封止材との間に乾燥材などを封入してもよい。乾燥材によって微量な水分が除去され、十分乾燥される。また、乾燥材としては、酸化カルシウムや酸化バリウムなどのようなアルカリ土類金属の酸化物のような化学吸着によって水分を吸収する物質を用いることが可能である。なお、他の乾燥材として、ゼオライトやシリカゲル等の物理吸着によって水分を吸着する物質を用いてもよい。
ただし、発光素子を覆って接する封止材が設けられ、十分に外気と遮断されている場合には、乾燥材は、特に設けなくともよい。
次に、図11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12に示す。
図12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。
ここで、図11における第1の電極1113が、図12の走査線1203に相当し、図11における第2の電極1116が、図12のデータ線1202に相当し、逆テーパ状の隔壁1122が隔壁1204に相当する。データ線1202と走査線1203の間にはEL層が挟まれており、領域1205で示される交差部が画素1つ分となる。
なお、走査線1203は配線端で接続配線1208と電気的に接続され、接続配線1208が入力端子1207を介してFPC1209bに接続される。また、データ線は入力端子1206を介してFPC1209aに接続される。
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。
なお、図12では、駆動回路を基板1201上に設けない例を示したが、本発明は特に限定されず、基板1201上に駆動回路を有するICチップを実装させてもよい。
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方式によりそれぞれ実装する。COG方式以外の実装技術としてTCPやワイヤボンディング方式を用いて実装してもよい。TCPはTABテープにICを実装したものであり、TABテープを素子形成基板上の配線に接続してICを実装する。データ線側IC、および走査線側ICは、シリコン基板を用いたものであってもよいし、ガラス基板、石英基板もしくはプラスチック基板上にTFTで駆動回路を形成したものであってもよい。また、片側に一つのICを設けた例を説明しているが、片側に複数個に分割して設けても構わない。
次に、アクティブマトリクス型の発光装置の例について、図13を用いて説明する。なお、図13(A)は発光装置を示す上面図であり、図13(B)は図13(A)を鎖線A−A’で切断した断面図である。本実施の形態に係るアクティブマトリクス型の発光装置は、素子基板1310上に設けられた画素部1302と、駆動回路部(ソース側駆動回路)1301と、駆動回路部(ゲート側駆動回路)1303と、を有する。画素部1302、駆動回路部1301、及び駆動回路部1303は、シール材1305によって、素子基板1310と封止基板1304との間に封止されている。
また、素子基板1310上には、駆動回路部1301、及び駆動回路部1303に外部からの信号(例えば、ビデオ信号、クロック信号、スタート信号、又はリセット信号等)や電位を伝達する外部入力端子を接続するための引き回し配線1308が設けられる。ここでは、外部入力端子としてFPC(フレキシブルプリントサーキット)1309を設ける例を示している。なお、ここではFPCしか図示されていないが、このFPCにはプリント配線基板(PWB)が取り付けられていても良い。本明細書における発光装置には、発光装置本体だけでなく、それにFPCもしくはPWBが取り付けられた状態をも含むものとする。
次に、断面構造について図13(B)を用いて説明する。素子基板1310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、ソース側駆動回路である駆動回路部1301と、画素部1302が示されている。
駆動回路部1301はnチャネル型TFT1323とpチャネル型TFT1324とを組み合わせたCMOS回路が形成される例を示している。なお、駆動回路部を形成する回路は、種々のCMOS回路、PMOS回路もしくはNMOS回路で形成しても良い。また、本実施の形態では、基板上に駆動回路を形成したドライバー一体型を示すが、必ずしもその必要はなく、基板上ではなく外部に駆動回路を形成することもできる。
また、画素部1302はスイッチング用TFT1311と、電流制御用TFT1312と電流制御用TFT1312の配線(ソース電極又はドレイン電極)に電気的に接続された第1の電極1313とを含む複数の画素により形成される。なお、第1の電極1313の端部を覆って絶縁物1314が形成されている。ここでは、ポジ型の感光性アクリル樹脂を用いることにより形成する。
また、上層に積層形成される膜の被覆性を良好なものとするため、絶縁物1314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のが好ましい。例えば、絶縁物1314の材料としてポジ型の感光性アクリル樹脂を用いた場合、絶縁物1314の上端部に曲率半径(0.2μm〜3μm)を有する曲面を持たせることが好ましい。また、絶縁物1314として、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができ、有機化合物に限らず無機化合物、例えば、酸化シリコン、酸窒化シリコン等、の両者を使用することができる。
第1の電極1313上には、EL層1300及び第2の電極1316が積層形成されている。なお、第1の電極1313をITO膜とし、第1の電極1313と接続する電流制御用TFT1312の配線として窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜との積層膜、或いは窒化チタン膜、アルミニウムを主成分とする膜、窒化チタン膜との積層膜を適用すると、配線としての抵抗も低く、ITO膜との良好なオーミックコンタクトがとれる。なお、ここでは図示しないが、第2の電極1316は外部入力端子であるFPC1309に電気的に接続されている。
EL層1300は、少なくとも発光層が設けられており、発光層の他に正孔注入層、正孔輸送層、電子輸送層又は電子注入層を適宜設ける構成とする。第1の電極1313、EL層1300及び第2の電極1316との積層構造で、発光素子1315が形成されている。
また、図13(B)に示す断面図では発光素子1315を1つのみ図示しているが、画素部1302において、複数の発光素子がマトリクス状に配置されているものとする。画素部1302には、3種類(R、G、B)の発光が得られる発光素子をそれぞれ選択的に形成し、フルカラー表示可能な発光装置を形成することができる。また、カラーフィルタと組み合わせることによってフルカラー表示可能な発光装置としてもよい。
さらにシール材1305で封止基板1304を素子基板1310と貼り合わせることにより、素子基板1310、封止基板1304、およびシール材1305で囲まれた空間1307に発光素子1315が備えられた構造になっている。なお、空間1307には、不活性気体(窒素やアルゴン等)が充填される場合の他、シール材1305で充填される構成も含むものとする。
なお、シール材1305にはエポキシ系樹脂を用いるのが好ましい。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1304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。
以上のようにして、発光装置を得ることができる。アクティブマトリクス型の発光装置は、TFTを作製するため、1枚あたりの製造コストが高くなりやすいが、上述した方法を適用することで、発光素子を形成する際の材料のロスを大幅に低減させることが可能である。よって、製造コストの低減を図ることができる。
また、上述した方法を適用することで、発光素子を構成するEL層を容易に形成することができると共に、発光素子を有する発光装置を容易に作製することができる。また、平坦でムラのない膜の成膜や微細なパターン形成が可能となるため、高精細な発光装置を得ることができる。また、成膜時における光源として、熱量の大きなランプヒーター等を用いることができることからタクト時間の短縮が可能となり、発光装置の製造コストを低減させることができる。
なお、本実施の形態8に示す構成は、実施の形態1〜実施の形態7に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。
(実施の形態9)
本実施の形態では、発光装置を用いて完成させた様々な電子機器について、図14を用いて説明する。
発光装置を適用した電子機器として、テレビジョン、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ(ヘッドマウントディスプレイ)、ナビゲーションシステム、音響再生装置(カーオーディオ、オーディオコンポ等)、ノート型コンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等)、記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはデジタルビデオディスク(DVD)等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうる表示装置を備えた装置)、照明器具などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を図14に示す。
図14(A)は表示装置であり、筐体8001、支持台8002、表示部8003、スピーカー部8004、ビデオ入力端子8005等を含む。発光装置をその表示部8003に用いることにより作製される。なお、表示装置は、パーソナルコンピュータ用、TV放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用装置が含まれる。これらは、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、表示装置の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な表示装置を提供することができる。
図14(B)はコンピュータであり、本体8101、筐体8102、表示部8103、キーボード8104、外部接続ポート8105、マウス8106等を含む。なお、コンピュータは、発光装置をその表示部8103に用いることにより作製される。これらは、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、コンピュータの製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価なコンピュータを提供することができる。
図14(C)はビデオカメラであり、本体8201、表示部8202、筐体8203、外部接続ポート8204、リモコン受信部8205、受像部8206、バッテリー8207、音声入力部8208、操作キー8209、接眼部8210等を含む。なお、ビデオカメラは、発光装置をその表示部8202に用いることにより作製される。これらは、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、ビデオカメラの製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価なビデオカメラを提供することができる。
図14(D)は卓上照明器具であり、照明部8301、傘8302、可変アーム8303、支柱8304、台8305、電源8306を含む。なお、卓上照明器具は、発光装置を照明部8301に用いることにより作製される。なお、照明器具には天井固定型の照明器具または壁掛け型の照明器具なども含まれる。これらは、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、卓上照明器具の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な卓上照明器具を提供することができる。
ここで、図14(E)は携帯電話であり、本体8401、筐体8402、表示部8403、音声入力部8404、音声出力部8405、操作キー8406、外部接続ポート8407、アンテナ8408等を含む。なお、携帯電話は、発光装置をその表示部8403に用いることにより作製される。これらは、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、携帯電話の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な携帯電話を提供することができる。
また、図15も携帯電話であり、図15(A)が正面図、図15(B)が背面図、図15(C)が展開図である。本体1501は、電話と携帯情報端末の双方の機能を備えており、コンピュータを内蔵し、音声通話以外にも様々なデータ処理が可能な所謂スマートフォンである。
本体1501は、筐体1502及び筐体1503の二つの筐体で構成されている。筐体1502には、表示部1504、スピーカー1505、マイクロフォン1506、操作キー1507、ポインティングマウス1508、カメラ用レンズ1509、外部接続端子1510、イヤホン端子1511等を備え、筐体1503には、キーボード1512、外部メモリスロット1513、カメラ用レンズ1514、ライト1515等を備えている。また、アンテナは筐体1502内部に内蔵されている。
また、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い。
表示部1504には、上記実施の形態に示される発光装置を組み込むことが可能であり、使用形態に応じて表示の方向が適宜変化する。表示部1504と同一面上にカメラ用レンズ1509を備えているため、テレビ電話が可能である。また、表示部1504をファインダーとし、カメラ用レンズ1514及びライト1515で静止画及び動画の撮影が可能である。スピーカー1505、及びマイクロフォン1506は音声通話に限らず、テレビ電話、録音、再生等が可能である。
操作キー1507では、電話の発着信、電子メール等の簡単な情報入力、画面のスクロール、カーソル移動等が可能である。更に、重なり合った筐体1502と筐体1503(図15(A))は、スライドし、図15(C)のように展開し、携帯情報端末として使用できる。この場合、キーボード1512、ポインティングマウス1508を用い円滑な操作が可能である。外部接続端子1510はACアダプタ及びUSBケーブル等の各種ケーブルと接続可能であり、充電及びパーソナルコンピュータ等とのデータ通信が可能である。また、外部メモリスロット1513に記録媒体を挿入しより大量のデータ保存及び移動に対応できる。
また、上記機能に加えて、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。
なお、上述した携帯電話は、発光装置をその表示部1504に用いることにより作製される。これらは、主に発光装置の成膜工程における材料の利用効率向上、および製造効率向上を図ることができるので、携帯電話の製造における製造コストの低減、および生産性の向上を図ることができ、安価な携帯電話を提供することができる。
以上のようにして、発光装置を適用して電子機器や照明器具を得ることができる。従って、発光装置の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に適用することが可能である。
なお、本実施の形態9に示す構成は、実施の形態1〜実施の形態8に示した構成を適宜組み合わせて用いることができる。