专利名称：成膜设备、成膜方法和发光元件的制造方法
技术领域：
本发明涉及薄膜的成膜(film forming)方法和成膜设备。此外，本发明还涉及发光元件的制造方法。
背景技术：
近来，人们要求电视、移动电话、数字照相机等包含薄平板显示装置。作为满足这种需求的显示装置，采用自发光元件的显示装置引起了人们的关注。利用电致发光的发光元件就是一种自发光元件，其中，在一对电极之间插置发光材料，并通过施加电压使所述发光材料发光。
相对于液晶显示器而言，此类自发光元件具有像素可视性高以及不需要背光等优点；因此，人们认为这样的自发光元件适用于平板显示元件。此外，这样的发光元件的另一个显著优点在于能够被制造得厚度薄，重量轻。而且，其响应速度也非常高。
可以将此类自发光元件形成为具有膜外形；因此，通过形成大面积元件，能够容易地实现面发光。这一特性难以通过以白炽灯和LED为代表的点光源或以荧光灯为代表的线光源实现。因此，所述自发光元件还具有高利用价值，因为可以将其作为面光源用于照明等。
根据其发光材料为有机化合物或无机化合物对利用电致发光的发光元件分类。通常，将前者称为有机EL元件，将后者称为无机EL元件。
根据其元件结构，将无机EL元件划分为散布无机EL元件和薄膜无机EL元件。其差别在于，在前者具有的发光层中，发光材料颗粒散布于黏合剂中，而后者具有的发光层则由荧光体(phosphor)薄膜形成。但是，它们具有共同的机制，都能够凭借基体材料或发光中心，通过经高电场加速的电子的碰撞激发实现发光。因此，要想使普通的无机EL元件发光，需要高电场，而且需要向发光元件施加几百伏的电压。例如，最近有人开发出了一种全彩色显示器所需的发射蓝光的高亮度无机EL元件，其需要100到200V的驱动电压(例如，参见非专利文献Japanese Journal of Applied Physics，1999，Vol.38，p.L1291)。因此，无机EL元件具有高功耗，并且难以应用于中小规模显示器，例如，难以应用于移动电话中的显示器。
可以提供电阻加热气相淀积法或电子束蒸发淀积法(EB气相淀积法)等作为制造无机EL元件的方法。在采用这些方法制造无机EL元件的情况下，要对材料进行一次蒸发。在对材料蒸发时，其成分发生改变。在形成由所述材料构成的膜时，所述材料发生重组。因此，认为在所形成的膜内存在大量悬空键。如果存在大量悬空键，那么将存在俘获无机元件内的载流子、提高驱动电压的问题，从而降低发光效率。
发明内容
考虑上述内容，本发明的目的在于提供一种用于形成具有减少的缺陷的膜的成膜方法。此外，本发明的另一目的在于提供一种用于形成具有均匀质量的膜的成膜方法。
本发明的又一目的在于提供一种用于形成具有减少的缺陷的膜的成膜设备。此外，本发明的又一目的在于提供一种用于形成具有均匀质量的膜的成膜设备。
本发明的又一目的在于提供一种制造能够以低电压驱动的发光元件的方法。此外，本发明的又一目的在于提供一种具有高发光效率的发光元件的制造方法。
本发明的发明人发现，在通过气相淀积法形成膜的情况下，能够通过在形成膜时以激光束或灯光照射蒸发物质而解决问题。
本发明的一个方面是一种成膜设备，其包括成膜室，其具有填充了气相淀积材料的蒸发源和基板紧固单元，所述基板紧固单元固定基板，从而暴露所述基板的至少一部分表面；以及发射激光束的激光束照射单元，其中，提供所述激光束照射单元的目的在于照射所述基板的所述暴露表面。
本发明的一个方面是一种成膜设备，其包括成膜室，其具有填充了气相淀积材料的蒸发源和基板紧固单元，所述基板紧固单元固定基板，从而暴露所述基板的至少一部分表面；以及发射激光束的激光束照射单元，其中，将所述激光束照射单元设置为，使所述激光束大致垂直照射所述基板的所述暴露表面。
本发明的一个方面是一种成膜设备，其包括成膜室，其具有填充了气相淀积材料的蒸发源和基板紧固单元，所述基板紧固单元固定基板，从而暴露所述基板的至少一部分表面；以及发射激光束的激光束照射单元，其中，将所述激光束照射单元设置为，使所述激光束在所述基板和所述蒸发源之间发射，并且使所述激光束大致平行于所述基板的所述暴露表面发射。
在前述结构中，所述激光束优选为线性激光束。在采用线性激光束时，能够通过扫描激光束或扫描基板而处理具有大面积的基板。
在前述结构中，成膜室优选具有光入射窗口，并优选将所述激光束照射单元设置为使所述激光束通过所述光入射窗口入射到所述成膜室内。换言之，这样的一种结构是可取的，其中，所述成膜室具有透射激光束的光入射窗口，将所述激光束照射单元设置于所述成膜室之外，并使所述激光束通过所述光入射窗口入射到所述成膜室之内。凭借这样的结构，成膜室的结构不会变得复杂；因此，能够照原样采用常规成膜室，这一点是有利的。
在前述结构中，所述激光束的波长被所述气相淀积材料吸收。就采用多种气相淀积材料的情况而言(即就共气相淀积的情况而言)，只要所述激光束的波长能够被所述多种气相淀积材料中的任何一种吸收就是可以接受的。
可以具体提供下述激光器作为所述激光束照射单元的激光源Ar激光器、Kr激光器、二氧化碳激光器、YAG激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、KGW激光器、KYW激光器、变石激光器、Ti蓝宝石激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、氦-镉激光器、KrF受激准分子激光器、ArF受激准分子激光器、XeCl受激准分子激光器和XeF受激准分子激光器等。
在本发明的上述成膜设备中，就成膜室设有除光入射窗口之外的窗口的情况而言，优选在所述窗口之外提供吸收激光束的光接收板，以提高安全性。
本发明的一个方面是一种成膜设备，其包括成膜室，其具有填充了气相淀积材料的蒸发源和基板紧固单元，所述基板紧固单元固定基板，从而暴露所述基板的至少一部分表面；以及发射灯光的灯光源；其中，提供所述灯光源的目的在于照射所述基板的所述暴露表面。
在前述结构中，所述灯光的波长优选被所述气相淀积材料吸收。具体可以采用水银灯、氙气灯、金属卤化物灯、卤素灯等作为灯光源。
注意，本发明的成膜方法在共气相淀积中尤为有利，在共气相淀积中，同时蒸发多种气相淀积材料，以形成混合了这些气相淀积材料的膜。因此，本发明的成膜设备可以具有多个蒸发源。
可以采用向气相淀积材料照射电子束的方法或对气相淀积材料加热的方法等作为蒸发填充在蒸发源中的气相淀积材料的方法。因此，上述成膜设备优选配有向蒸发源中填充的气相淀积材料发射电子束的电子束发射单元或对蒸发源中填充的气相淀积材料加热的加热单元。
本发明的一个方面是一种成膜方法，其包括将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；采用激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述基板的所述表面上淀积所述气相淀积材料。
本发明的一个方面是一种成膜方法，其包括将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；通过采用所述激光束大致垂直照射所述基板的所述暴露表面而实现以所述激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述基板的所述表面上淀积所述气相淀积材料。
本发明的一个方面是一种成膜方法，其包括将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；在所述基板和所述蒸发源之间，大致平行于所述基板的所述暴露表面发射所述激光束，由此采用所述激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述基板的所述表面上淀积所述气相淀积材料。
在前述结构中，所述激光束的波长优选被所述气相淀积材料吸收。
本发明的一个方面是一种成膜方法，其包括将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；采用灯光照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述基板的所述表面上淀积所述气相淀积材料。
在前述结构中，所述灯光的波长优选被所述气相淀积材料吸收。
注意，本发明的成膜方法在共气相淀积中尤为有利，在共气相淀积中，同时蒸发多种气相淀积材料，以形成混合了这些气相淀积材料的膜。
可以采用向气相淀积材料照射电子束的方法或对气相淀积材料加热的方法等作为蒸发填充在蒸发源中的气相淀积材料的方法。
可以将前述方法用于发光元件的制造。可以通过形成第一电极，采用上述成膜方法形成发光层，以及形成第二电极而制造发光元件。注意，可以在形成第一电极之后增加形成第一绝缘层的步骤。此外，可以在形成所述发光层之后添加形成第二绝缘层的步骤。
本发明的一个方面是一种发光元件的制造方法，其包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成气相淀积膜；以激光束照射所述气相淀积膜；以及在所述气相淀积膜上形成第二电极。
本发明的一个方面是一种发光元件的制造方法，其包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成气相淀积膜；在对所述气相淀积膜加热的同时，采用激光束照射所述气相淀积膜；以及在所述气相淀积膜上形成第二电极。
就本发明的上述任何一个方面而言，均可以在形成第二电极之后，再次向所述第二电极发射激光束。
此外，可以从气相淀积膜的表面一侧以激光束照射所述气相淀积膜。或者，可以从基板一侧以激光束照射所述气相淀积膜。
本发明的一个方面是一种发光元件的制造方法，其包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成气相淀积膜；在所述气相淀积膜上形成第二电极；以及采用激光束照射所述第二电极。
注意，就本发明的上述方面而言，所述气相淀积膜含有发光材料。
本发明的一个方面是一种发光元件的制造方法，其包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成绝缘层；通过气相淀积法在所述绝缘层上形成发光层；以激光束照射所述发光层；以及在所述发光层上形成第二电极。
本发明的一个方面是一种发光元件的制造方法，其包括在基板上形成第一电极；通过气相淀积法在所述第一电极上形成发光层；以激光束照射所述发光层；在所述发光层上形成绝缘层；以及在所述绝缘层上形成第二电极。
本发明的一个方面是一种发光元件的制造方法，其包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成第一绝缘层；通过气相淀积法在所述第一绝缘层上形成发光层；以激光束照射所述发光层；在所述发光层上形成第二绝缘层；以及在所述第二绝缘层上形成第二电极。
注意，可以在对所述发光层加热的同时，采用所述激光束照射所述发光层。
注意，可以在形成第二电极之后以激光束照射所述第二电极。
此外，可以从所述发光层的表面一侧以激光束照射所述发光层。或者，可以从基板一侧以激光束照射所述发光层。
此外，所述激光束的波长优选被所述发光层的所述气相淀积材料吸收。
可以采用以电子束照射所述气相淀积材料使其蒸发进而得到的淀积的方法，或者对所述气相淀积材料加热使其蒸发进而得到淀积的方法作为形成所述发光层和所述气相淀积膜的方法。
就通过气相淀积法形成膜的情况而言，提供了一个用于以某种物质形成膜的单元，其中，以激光束或灯光照射受到蒸发的所述物质，由此使气相淀积材料的悬空键得到重组；因此，能够提供一种用于形成具有减少的应变和缺陷的成膜设备。
就通过气相淀积法形成膜的情况而言，提供了一个用于以激光束或灯光照射基板的膜形成表面的单元，由此能够使气相淀积材料的悬空键得到重组，并且能够减少薄膜形成表面的悬空键；因此，能够提供一种用于形成具有减少的应变和缺陷的成膜设备。
通过实施本发明，能够获得一种成膜设备，所述成膜设备能够形成具有减少的应变和缺陷的膜。此外，能够获得一种用于形成具有均匀质量的膜的成膜设备。
通过采用本发明的成膜方法和成膜设备制造发光元件，能够获得具有低驱动电压的发光元件。此外，还能够获得具有高发光效率的发光元件。
通过以激光束照射第一电极上的气相淀积膜，能够制造具有减少了应变和缺陷的发光层的发光元件。此外，还能够制造出一种具有质量均匀的膜的发光元件。
利用本发明的发光元件的制造方法，能够获得一种具有低驱动电压的发光元件。此外，还能够获得具有高发光效率的发光元件。
图1示出了本发明的成膜设备；图2示出了本发明的成膜设备；图3示出了本发明的成膜设备；图4示出了本发明的成膜设备；图5示出了本发明的成膜设备；图6示出了发光元件；图7示出了发光元件；图8示出了发光装置；图9A和图9B示出了发光装置；图10A到图10D示出了电子用品；图11示出了电子用品；图12A到图12C是示出了本发明的发光元件的制造步骤的截面图；图13A到图13C是示出了本发明的发光元件的制造步骤的截面图；图14是示出了本发明的发光元件的制造步骤的透视图；图15A到图15C是示出了本发明的发光元件的制造步骤的截面图；图16是示出了能够应用于本发明的成膜设备的截面图；图17是示出了能够应用于本发明的激光束照射单元的透视图；以及图18示出了能够应用于本发明的激光束照射系统。
具体实施例方式
在下文中将参考附图详细描述本发明的实施模式。但是，本发明不限于下述说明，本领域技术人员容易理解，在不背离本发明的目的和范围的情况下，可以对所述模式和细节做出各种改变。因此，不应认为本发明局限于下文给出的有关实施模式的说明。
本说明书中的发光装置就其自身类别而言包括图像显示装置、发光装置和光源(包括照明装置)。此外，发光装置还包括下述集合的全部选项其中将诸如FPC(软性印刷电路)、TAB(带式自动接合)带或TCP(带载封装)的连接器附着于其内形成了发光元件的屏板上的模块；其中在TAB带或TCP的末端(tip)上安装了印刷线路板的模块；或者其中通过COG(玻璃上芯片)法将IC(集成电路)直接安装在发光装置上的模块。
(实施模式1)在本实施模式中，将参考图1和图2描述本发明的成膜设备的一种模式。在本实施模式描述的成膜方法和成膜设备中，沿平行于有待形成膜的基板等的表面的方向发射诸如激光的光。图1是示出了成膜设备的结构的截面图，图2是其平面图。在下文中将参考这两幅图进行说明。
通过对本实施模式中采用的成膜设备的构造实现，在成膜过程中不将温度升至高温的情况下，形成减少了应变和缺陷的质量均匀的致密薄膜。因此，所述成膜设备还适于淀积具有低蒸发温度和低热阻温度的有机薄膜。
图1和图2所示的成膜设备设有连接至抽真空系统的成膜室10。成膜室10设有基板台12、蒸发源16以及连接至抽真空系统的排气口18等。固定基板和遮挡掩模的基板台12可以设有用于固定它们的紧固单元。所述紧固单元是指固定基板30的基板夹盘31和固定遮挡掩模32的掩模夹盘33等，其中，所述遮挡掩模32在有待形成膜的区域内具有开口。换言之，将所述紧固单元构造为固定基板30，从而使其表面或至少一部分暴露于蒸发源下。基板夹盘31和掩模夹盘33利用其末端处的突出部通过边缘部分对基板30和遮挡掩模32机械固定。也可以采用这样一种结构作为紧固单元的另一结构，即紧固单元对基板30和遮挡掩模32电磁固定。
由基板台12的紧固单元固定在其上淀积薄膜的基板30，从而使其大致保持平坦，基板30处于面对蒸发源16的位置。成膜室10设有光入射窗口14a，其允许激光束大致平行于基板30入射。换言之，通过设置用于将激光束引入到成膜室10内的光入射窗口14a，使得激光束不会发射至薄膜淀积表面。
采用入射到成膜室10的激光束作用于从蒸发源16蒸发或升华的气相淀积材料。在本实施模式所示的成膜设备中，将蒸发源16和光入射窗口14a布置为，使激光束的发射方向和气相淀积材料的散射方向相互交叉。不必说，要想保持这一关系，未必要明确界定光入射窗口14a的位置，可以针对激光束采用反射板等，由此将光入射窗口14a设于任意位置。
激光束优选具有被气相淀积材料吸收的波长。被蒸发的气相淀积材料吸收激光束，获得能量。这时，由于激光束具有均匀的高密度能量，因此受到激光束照射的气相淀积材料能够获得足够能量。因此，在蒸发的气相淀积材料丧失能量并冻结(结晶)在基板上的步骤中，能够是均匀丧失的；因而形成了具有缩小的缝隙的致密膜。
此外，由于气相淀积材料获得了高能量，因此气相淀积过程中产生的悬空键能够重组；因此，能够形成具有减少的应变和缺陷的质量均匀的膜。
蒸发的气相淀积材料优选在激发态(即处于具有高能量的状态)下抵达基板，因为这样能够形成更为致密的膜。而且，还能够由此形成进一步减少了应变和缺陷的膜。因此，优选缩短基板和激光束之间的距离。优选距离为，例如，0.01到10mm。
为了使引入到成膜室10内的激光束与气相淀积材料的散射方向交叉，如图2所示，激光束的射束形状优选沿平行于基板30的薄膜淀积表面的方向延伸。也就是说，光在蒸发源16和基板台12之间发射，并且大致平行于基板30的一个表面。这一激光束照射单元包括光源22和光学系统23。优选采用激光振荡器作为光源22。此外，设置到成膜室10上的光入射窗口14a也作为附加元件与之结合。因此，优选提供对从光源22发射的光塑形的光学系统23。尽管将光学系统23设置在了光源22和光入射窗口14a之间，但是也可以将其设置到成膜室10内。
例如，可以采用如下结构作为光学系统23的结构，其中，从激光源22一侧依次组合射束扩展器24和射束匀化器26。射束扩展器24包括凹柱镜36(或凹透镜)和凸柱镜38(或凸透镜)，其能够扩展从激光源22发射的激光束的射束宽度。激光束优选为线性激光束。利用线性激光束，能够通过扫描激光束或扫描基板而处理具有大面积的基板。此外，提供射束匀化器26的目的在于使(例如)以TEM00模式发射的具有高斯能量分布的激光束的能量密度分布均匀化。因此，可以采用凸柱镜阵列40和凹柱镜阵列42的组合作为射束匀化器26。因此，能够使处于与基板30的薄膜淀积表面平行的方向的激光束的能量密度分布均匀化。
激光源22优选发射具有被气相淀积材料吸收的波长的激光束。可以采用能够发射紫外线、可见光或红外线的激光振荡器。例如，可以采用YVO4激光器的基波(1.06μm)、二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)，或者二氧化碳激光器的基波(10.6μm)作为激光束。作为气体激光器，可以采用Ar激光器、Kr激光器或CO2激光器等。作为固体激光器，可以采用YAG激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、KGW激光器、KYW激光器、变石激光器、Ti蓝宝石激光器、Y2O3激光器或YVO4激光器等。也可以将YAG激光器、Y2O3激光器、GdVO4激光器、YVO4激光器等称为陶瓷激光器。或者，也可以采用金属蒸汽激光器、氦镉激光器等。或者，也可以采用紫外线激光器。紫外线激光器的典型实例为受激准分子激光器，例如KrF受激准分子激光器(248nm)、ArF受激准分子激光器(193nm)、XeCl受激准分子激光器(308nm)或XeF受激准分子激光器(351nm)。由于受激准分子激光器能够输出高功率，因此能够获得具有高能量的激光束。因此，受激准分子激光器能够有效作用于气相淀积材料。
优选采用连续激光器作为激光源22，因为其能够连续提供能量。或者，可以采用具有10MHz或更高的重复频率的脉冲激光器。如果脉冲周期短于蒸发分子从激发态返回到基态所需的时间，那么就能够向薄膜淀积表面连续提供受激分子流量。
入射到成膜室10内的激光束照射光接收板28。光接收板28不是必需的，可以采用光吸收器防止激光束散射。或者，可以采用光反射器作为光接收板28，从而使激光束再次进入成膜室10。可以提供用于探测激光束的强度的光学传感器，以控制激光源22的输出。
此外，可以在成膜室10中设置多个光入射窗口14a的等价物，从而在向其内引入多个激光束的情况下实施成膜工艺。
蒸发源16可以适用于电阻加热法或电子束加热法等，其中，所述电阻加热法采用由诸如Ti的金属形成的蒸发皿或瓷坩埚等。或者，可以采用努森池(Knudsen cell)控制分子束。
在采用多种气相淀积材料执行共气相淀积的情况下，可以提供多个蒸发源16。可以在蒸发源16和基板台12之间设置遮挡板20，以控制气相淀积材料抵达基板30的时间选择。未必一定要降低成膜室10内的压强，只要将所述压强设置在能够执行汽相淀积的压强范围内就是可以接受的。所述压强优选处于0.01到0.1Pa左右。
此外，为了使薄膜均匀地形成于基板30上，可以以可移动的方式提供基板30或蒸发源16，或者使基板30和蒸发源16二者均可移动，并且以(例如)光栅扫描的方式实施成膜工艺。凭借这样的结构，可以对作为平板显示器的母玻璃(mother glasses)的具有1500mm×1800mm的外部尺寸的第六代玻璃基板、具有1870mm×2200mm的外部尺寸的第七代玻璃基板和具有2160mm×2400mm的外部尺寸的第八代玻璃基板容易地实施成膜工艺。
通过这种方式，凭借本实施模式的成膜设备，通过以激光束照射蒸发分子而执行成膜工艺。如果通过以激光束照射蒸发的气相淀积材料实施成膜工艺，那么蒸发的气相淀积材料能够获得高能量，并且气相淀积材料的悬空键能够得到重组。因此，能够形成减少了其内的悬空键，进而减少了应变和缺陷的膜。而且，能够形成致密膜。蒸发的气相淀积材料优选携带高能量抵达基板，因为这样能够形成具有良好的结晶度的，并且进一步减少了应变和缺陷的，质量均匀的膜。而且，在这种优选条件下还能够形成更为致密的膜。在本实施模式中需注意，尽管主要描述了以激光振荡器作为光源22的情况，但是也可以采用诸如水银灯、氙气灯、金属卤化物灯或卤素灯的灯光源作为光源22。
(实施模式2)在本实施模式中，将参考图3和图4描述一种成膜设备的结构，其中，可以采用诸如激光的光照射将要形成膜的基板的表面。注意，图3示出了所述成膜设备的结构的截面图，图4是其平面图。本实施模式的描述是参考这两幅图进行的。在本实施模式中，采用相同的附图标记表示与实施模式1中相同的部分，因此将省略对其的重复说明。
将本实施模式的成膜设备构造为能够在成膜过程中无需将温度提升至高温的情况下淀积具有良好质量的薄膜。因此，所述成膜设备还适于淀积具有低蒸发温度和低热阻温度有机薄膜。
图3和图4所示的成膜设备设有连接至抽真空系统的成膜室10。成膜室10设有与实施模式1中类似的基板台12、蒸发源16以及连接至抽真空系统的排气口18等。
由基板台12的紧固单元固定在其上淀积薄膜的基板30，从而使其大致保持平坦，基板30处于面对蒸发源16的位置。提供用于向基板30发射激光束的光源22、光学系统23、光入射窗口14和偏转单元。采用偏转单元使激光束的光轴发生偏转。在图3中，示出了作为偏转单元的例子的反射镜44和反射镜46。换言之，采用反射镜44和46调整激光束的光路，从而使激光束照射到基板30上，所述激光束从光源22中发射出来，经光学系统23塑形，并通过光入射窗口14入射到成膜室10中。通过调整反射镜44或46的角度，或者同时调整二者的角度，能够使通过光学系统23被塑造为(例如)矩形的激光束扫描基板30的膜形成表面，从而使整个所述表面受到激光束的照射。激光束优选为线性激光束。利用线性激光束，能够通过扫描激光束或扫描基板而处理具有大面积的基板。
此外，可以在成膜室10中设置多个如图3和图4所示的光入射窗口14的等价物，从而在向其内引入多个激光束的情况下实施成膜工艺。
入射到成膜室10内的激光束照射基板30的膜形成表面，从而促进成膜过程中的表面反应。尽管在图3中通过光学系统23对激光束塑形，但是如有必要可以为基板30提供能量，从而省略光学系统23。此外，可以采用灯光源48替代激光束照射单元。图5是包括灯光源的成膜设备的截面图。在图5所示的成膜设备的结构中，由灯光源48发射的光照射成膜室10内的基板30。可以采用水银灯、氙气灯、金属卤化物灯、卤素灯等作为灯光源48。注意，优选采用所发射的光的波长能够被发光材料吸收的等作为灯光源48。
通过这种方式，凭借本实施模式的成膜设备，通过以激光束照射蒸发的气相淀积材料和基板表面而执行成膜工艺。因此，能够为蒸发的气相淀积材料提供高能量，并且能够使气相淀积材料的悬空键重组。因此，能够形成减少了其内的悬空键，进而减少了应变和缺陷的膜。而且，能够形成致密膜。此外，由于蒸发的气相淀积材料携带高能量抵达基板，因而能够形成具有良好的结晶度的，并且进一步减少了应变和缺陷的，质量均匀的膜。而且，在这种优选条件下还能够形成更为致密的膜。此外，还能够减少薄膜形成表面上的悬空键；因此，能够形成具有减少的应变和缺陷的膜。
在这一实施模式中，与实施模式1所示的结构的不同之处在于，入射到成膜室内的激光束基本大致平行于汽相淀积材料的散射方向。换言之，基本上采用激光束垂直照射基板表面。因此，在所述结构中，激光束还照射形成于基板上的薄膜。
在本实施模式的成膜设备中，可以采用激光束照射形成于基板上的膜；因此，获得了高能量的分子能够携带高能量抵达基板。因此，能够形成更为致密的，进一步减少了应变和缺陷的，质量均匀的膜。此外，还有可能提高所形成的膜的膜质量。注意，只要能够取得类似的效果，激光束的角度可以偏离垂直于基板的方向。
(实施模式3)在本实施模式中，将描述本发明的发光元件中采用的发光材料和所述发光材料的形成方法。作为本发明中采用的发光材料，可以提供一种包括基体材料和至少一种起着发光中心作用的杂质元素的材料。注意，杂质元素不包括基体材料含有的元素。
可以采用硫化物、氧化物或氮化物作为发光材料的基体材料。作为硫化物，例如，可以采用硫化锌(ZnS)、硫化镉(CdS)、硫化钙(CaS)、硫化钇(Y2S3)、硫化镓(Ga2S3)、硫化锶(SrS)、硫化钡(BaS)等。作为氧化物，例如，可以采用氧化锌(ZnO)或氧化钇(Y2O3)等。作为氮化物，例如，可以采用氮化铝(AlN)、氮化镓(GaN)或氮化铟(InN)等。或者，可以采用硒化锌(ZnSe)或碲化锌(ZnTe)等。或者，也可以采用三元混晶，例如硫化钙镓(CaGa2S4)、硫化锶镓(SrGa2S4)或硫化钡镓(BaGa2S4)等。
作为利用金属离子的基(base)电子跃迁的发光中心，可以采用锰(Mn)、铜(Cu)、钐(Sm)、铽(Tb)、铒(Er)、铥(Tm)、铕(Eu)、铈(Ce)或镨(Pr)等。可以添加诸如氟(F)或氯(Cl)等卤素元素作为电荷补偿。
作为利用施主-受主复合的发光中心，可以采用含有第一杂质元素和第二杂质元素的发光材料。
例如，可以采用铜(Cu)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)或硅(Si)等作为第一杂质元素。
例如，可以采用氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、碘(I)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)或铊(Tl)等作为第二杂质元素等。
本发明的发光材料可以利用固相反应获得，即通过这样一种方法，其中，称取一定重量的基体材料和杂质元素，使之在研钵内混合，之后置于电炉内加热，引起反应，从而使基体材料含有杂质元素。例如，分别称取一定重量的基体材料、第一杂质元素或含有第一杂质元素的化合物以及第二元素或含有第二杂质元素的化合物，将其在研钵内混合，之后在电炉内对其加热和烘焙。烘焙温度优选处于700到1500℃的范围内。这是因为，如果温度过低，将无法进行固相反应；如果温度过高，基体材料将分解。注意，尽管可以对粉末状材料进行烘焙，但是优选对丸粒状材料进行烘焙。
就利用固相反应的情况而言，可以包括含有第一杂质元素和第二杂质元素的化合物作为杂质元素。在这种情况下，杂质元素易于扩散，并且易于进行固相反应；因此，能够获得均匀的发光材料。此外，由于没有过多地含有杂质元素，因此能够获得具有高纯度的发光材料。作为含有第一杂质元素和第二杂质元素的化合物，可以采用氟化铜(CuF2)、氯化铜(CuCl)、碘化铜(CuI)、溴化铜(CuBr)、氮化铜(Cu3N)、磷化铜(Cu3P)、氟化银(AgF)、氯化银(AgCl)、碘化银(AgI)、溴化银(AgBr)、氯化金(AuCl3)、溴化金(AuBr3)或氯化铂(PtCl2)等。
或者，可以采用含有替代第二杂质元素的第三杂质元素的发光材料。
可以采用锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)或铋(Bi)等作为第三杂质元素。
可以相对于基体材料将这些杂质元素的浓度设为0.01到10mol％，优选设为0.1到5mol％。
作为具有高导电性的发光材料，可以采用含有上述材料作为基体材料以及含有上述第一杂质元素、第二杂质元素和第三杂质元素的发光材料。可以在基体材料中将这些杂质元素的每一种的浓度设为0.01到10mol％，优选设为0.1到5mol％。
作为含有第二杂质元素和第三杂质元素的化合物，可以采用(例如)诸如氟化锂(LiF)、氯化锂(LiCl)、碘化锂(LiI)、溴化锂(LiBr)或氯化钠(NaCl)的碱金属卤化物；氮化硼(BN)；氮化铝(AlN)；锑化铝(AlSb)；磷化镓(GaP)；砷化镓(GaAs)；磷化铟(InP)；砷化铟(InAs)；或者锑化铟(InSb)等。
采用含有上述材料作为基体材料，并且含有上述第一杂质元素、第二杂质元素和第三杂质元素的发光材料的发光层能够在不需要通过高电场加速的情况下发光。也就是说，无需向发光元件施加高电压；因此，能够获得以低驱动电压工作的发光元件。此外，由于其能够以低驱动电压发光，因此能够获得具有降低的功耗的发光元件。
通过向上述发光材料进一步添加杂质元素，能够控制发光材料的晶系。作为能够控制晶系的杂质，可以提供GaP、GaAs、Ga Sb、InP、InAs、InSb、Si、Ge等作为形成立方晶系的杂质。可以提供GaN和InN等作为形成六方晶系的杂质。或者，可以提供AlP、AlN、AlSb等。可以通过控制发光材料的晶系提高发光效率。
此外，形成发光材料的方法不限于固相反应，可以适当采用基体材料含有杂质元素的方法。
可以通过电阻加热气相淀积法、电子束(EB)气相淀积法等形成由上述发光材料构成的膜，并将其用作发光元件的发光层。在形成由所述发光材料构成的膜时，在采用激光束或灯光照射的同时对所述材料进行气相淀积。具体而言，可以采用实施模式1或2所示的成膜设备和成膜方法采用实施模式1或2所示的成膜设备和成膜方法，能够使气相淀积过程中产生的悬空键重组，因而能够形成具有减少的应变和缺陷的致密膜。具体而言，通过如实施模式2所示沿基本平行于气相淀积方向的方向发射激光束或灯光，能够提高所形成的膜的膜质量，并且能够形成进一步减少了应变和缺陷的具有均匀质量的膜。相应地，抑制了悬空键在发光层内俘获载流子。因此，提高了发光中心的碰撞激发机率，其能够提高发光效率。此外，由于能够抑制悬空键在发光层内俘获载流子，因此能够降低发光元件的驱动电压。
(实施模式4)在本实施模式中，将参考图6描述本发明的发光元件的制造方法的一种模式。
在本实施模式中描述的发光元件的元件结构包括位于基板100之上的第一电极101和第二电极105；分别与第一电极101和第二电极105接触的第一绝缘层102和第二绝缘层104；以及位于第一绝缘层102和第二绝缘层104之间的发光层103。在第一电极101和第二电极105之间施加电压时，本实施模式中描述的发光元件能够发光，并且其能够在直流驱动下工作，也能够在交流驱动下工作。
采用基板100作为发光元件的支撑体。可以适当采用玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板、具有位于其表面上的绝缘层的金属基板等作为基板100。注意，在发光元件的制造步骤中，也可以采用其他起着支撑体的作用的材料。
在基板100之上形成第一电极。可以采用各种金属、合金、导电化合物或其混合物作为第一电极101。具体而言，例如，可以采用氧化铟-氧化锡(ITO氧化铟锡)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO氧化铟锌)、含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)等。通常可以通过溅射形成这些导电金属氧化物膜。例如，可以采用相对于氧化铟含有1到20wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成氧化铟-氧化锌(IZO)。可以采用相对于氧化铟含有0.5到5wt％的氧化钨以及0.1到1wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)。或者，可以采用铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如氮化钛TiN)等。注意，在第一电极101或第二电极105为透光电极的情况下，尽管采用了具有低可见光透射率的材料，但是也可以通过将所述材料形成为具有大约1到50nm，优选具有5到20nm的膜厚度的膜而将其用作透光电极。注意，可以采用真空汽相淀积、CVD或溶胶-凝胶法替代溅射形成所述电极。
之后，在第一电极101上形成第一绝缘层102。第一绝缘层102不受具体限制，但是其优选具有高绝缘电阻和致密的膜质量。此外，其优选具有高介电常数。例如，可以采用氧化硅(SiO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、氮化硅(Si3N4)或氧化锆(ZrO2)等，也可以采用前述化合物的混合膜或者包括这些膜中的两种或多种的叠置膜。可以通过溅射、气相淀积、CVD等形成这些绝缘膜。第一绝缘层102的膜厚度不受具体限制，优选将其设在10到1000nm的范围内。注意，由于这一实施模式的发光元件不一定需要热电子，因此具有能够降低其厚度和驱动电压的优点。所述膜厚度优选为500nm或更低，更优选为100nm或更低。
在第一绝缘层102上形成发光层103。发光层103是含有实施模式3所示的发光材料的层。可以采用实施模式1或2所示的成膜设备和成膜方法形成发光层103。发光层103的膜厚度不受具体限制，但是其优选处于10到1000nm的范围内。
之后，形成第二绝缘膜104。第二绝缘层104不受具体限制，但是其优选具有高绝缘电阻和致密的膜质量。此外，其优选具有高介电常数。例如，可以采用氧化硅(SiO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、氮化硅(Si3N4)或氧化锆(ZrO2)等；前述化合物的混合膜；或者包括这些膜中的两种或多种的叠置膜。可以通过溅射、气相淀积、CVD等形成这些绝缘膜。第二绝缘层104的膜厚度不受具体限制，优选将其设在10到1000nm的范围内。注意，由于这一实施模式的发光元件不一定需要热电子，因此具有能够降低其厚度和驱动电压的优点。所述膜厚度优选为500nm或更低，更优选为100nm或更低。
形成第二电极105。可以采用各种金属、合金、导电化合物或其混合物作为第二电极电极105。具体而言，例如，可以采用氧化铟-氧化锡(ITO氧化铟锡)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO氧化铟锌)、含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)等。通常可以通过溅射形成这些导电金属氧化物膜。例如，可以采用相对于氧化铟含有1到20wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成氧化铟-氧化锌(IZO)。可以采用相对于氧化铟含有0.5到5wt％的氧化钨以及0.1到1wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)。或者，可以采用铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如氮化钛TiN)等。注意，在第一电极101或第二电极105为透光电极的情况下，尽管采用了具有低可见光透射率的材料，但是也可以通过将所述材料形成为具有大约1到50nm，优选具有5到20nm的膜厚度的膜而将其用作透光电极。注意，可以采用真空汽相淀积、CVD或溶胶-凝胶法替代溅射形成所述电极。
注意，由于通过第一电极101或第二电极105向外提取光发射，因此第一电极101和第二电极105中的至少一个必须透射光。
尽管未示出，但是可以在发光层和绝缘层之间设置缓冲层。缓冲层的作用在于促进载流子的注入，以及抑制层的混合。所述缓冲层不受具体限制。例如，可以采用作为发光层中的基体材料的ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS或BaS等；CuS、Cu2S；或者诸如LiF、CaF2、BaF2或MgF2的碱金属卤化物。
本发明的发光元件所具有的发光层具有减少的应变和缺陷。因此，能够获得具有高发光效率和低驱动电压的发光元件。此外，由于提高了发光效率，降低了驱动电压，因而能够获得具有降低的功耗的发光元件。
注意，可以将这一实施模式与其他实施模式做适当结合。
(实施模式5)在本实施模式中，将参考图7描述本发明的发光元件的制造方法的一种模式。
这一实施模式所示的发光元件具有的元件结构包括位于基板200之上的第一电极201、第二电极204、与第二电极204接触的绝缘层203以及位于第一电极201和绝缘层203之间的发光层202。在第一电极201和第二电极204之间施加电压时，本实施模式中描述的发光元件能够发光，并且其能够在直流驱动下工作，也能够在交流驱动下工作。
采用基板200作为发光元件的支撑体。可以适当采用玻璃基板、塑料基板、陶瓷基板、具有位于其表面上的绝缘层的金属基板等作为基板200。注意，在发光元件的制造步骤中，也可以采用其他起着支撑体的作用的材料。
在基板200之上形成第一电极201。可以采用各种金属、合金、导电化合物或其混合物作为第一电极201。具体而言，例如，可以采用氧化铟-氧化锡(ITO氧化铟锡)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO氧化铟锌)、含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)等。通常可以通过溅射形成这些导电金属氧化物膜。例如，可以采用相对于氧化铟含有1到20wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成氧化铟-氧化锌(IZO)，可以采用相对于氧化铟含有0.5到5wt％的氧化钨以及0.1到1wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)。或者，可以采用铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如氮化钛TiN)等。注意，在第一电极201或第二电极204为透光电极的情况下，尽管采用了具有低可见光透射率的材料，但是也可以通过将所述材料形成为具有大约1到50nm，优选具有5到20nm的膜厚度的膜而将其用作透光电极。注意，可以采用真空汽相淀积、CVD或溶胶-凝胶法替代溅射形成所述电极。
之后，形成发光层202。发光层202是含有实施模式3所示的发光材料的层。可以采用实施模式1或2所示的成膜设备和成膜方法形成发光层202。发光层202的膜厚度不受具体限制，但是其优选处于10到1000nm的范围内。
之后，形成绝缘层203。绝缘层203不受具体限制，但是其优选具有高绝缘电阻和致密的膜质量。此外，其优选具有高介电常数。例如，可以采用氧化硅(SiO2)、氧化钇(Y2O3)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、氧化铪(HfO2)、氧化钽(Ta2O5)、钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)、钛酸铅(PbTiO3)、氮化硅(Si3N4)、氧化锆(ZrO2)等；前述化合物的混合膜；或者包括这些膜中的两种或多种的叠置膜。可以通过溅射、气相淀积、CVD等形成这些绝缘膜。绝缘层203的膜厚度不受具体限制，优选将其设在10到1000nm的范围内。注意，由于这一实施模式的发光元件不一定需要热电子，因此具有能够降低其厚度和驱动电压的优点。所述膜厚度优选为500nm或更低，更优选为100nm或更低。
形成第二电极204。可以采用各种金属、合金、导电化合物或其混合物作为第二电极电极204。具体而言，例如，可以采用氧化铟-氧化锡(ITO氧化铟锡)、含有硅或氧化硅的氧化铟-氧化锡、氧化铟-氧化锌(IZO氧化铟锌)或含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)等。通常可以通过溅射形成这些导电金属氧化物膜。例如，可以采用相对于氧化铟含有1到20wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成氧化铟-氧化锌(IZO)。可以采用相对于氧化铟含有0.5到5wt％的氧化钨以及0.1到1wt％的氧化锌的靶材，通过溅射形成含有氧化钨和氧化锌的氧化铟(IWZO)。或者，可以采用铝(Al)、银(Ag)、金(Au)、铂(Pt)、镍(Ni)、钨(W)、铬(Cr)、钼(Mo)、铁(Fe)、钴(Co)、铜(Cu)、钯(Pd)或金属材料的氮化物(例如氮化钛TiN)等。注意，在第一电极201或第二电极204为透光电极的情况下，尽管采用了具有低可见光透射率的材料，但是也可以通过将所述材料形成为具有大约1到50nm，优选具有5到20nm的膜厚度的膜而将其用作透光电极。注意，可以采用真空汽相淀积、CVD或溶胶-凝胶法替代溅射形成所述电极。
注意，由于通过第一电极201或第二电极204向外提取光发射，因此第一电极201和第二电极204中的至少一个透射光。
尽管未示出，但是可以在发光层和绝缘层之间，或者在发光层和电极之间设置缓冲层。缓冲层的作用在于促进载流子的注入，以及抑制层的混合。所述缓冲层不受具体限制。例如，可以采用作为发光层中的基体材料的ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS或BaS等；CuS、Cu2S；或者诸如LiF、CaF2、BaF2或MgF2的碱金属卤化物。
此外，尽管在图7中将绝缘层203设置为与第二电极204接触，但是也可以调换绝缘层和发光层的顺序，从而将绝缘层203设置为与第一电极201接触。
本发明的发光元件所具有的发光层具有减少的应变和缺陷。因此，能够获得具有高发光效率和低驱动电压的发光元件。此外，由于提高了发光效率，降低了驱动电压，因而能够获得具有降低的功耗的发光元件。
注意，可以将这一实施模式与其他实施模式做适当结合。
(实施模式6)在本实施模式中，将参考图12A到图12C、图16和图17描述与实施模式4和5所示的不同的发光元件的制造方法。
如图12A所示，在基板1100上形成第一电极1101，在第一电极1101上形成第一绝缘层1102，在第一绝缘层1102上形成发光层1103。
采用基板1100作为发光元件的支撑体。可以适当采用在实施模式4中列举的作为基板100的任何基板作为基板1100。
在基板1100上形成第一电极1101。可以采用与实施模式4中的第一电极101类似的材料和制造方法形成第一电极1101。
之后，形成第一绝缘层1102。可以采用与实施模式4中的第一绝缘层102类似的材料和制造方法形成第一绝缘层1102。
可以通过诸如电阻加热气相淀积法或电子束气相淀积(EB气相淀积)法的真空蒸发淀积法或者诸如溅射法的物理气相淀积(PVD)法淀积实施模式3中所示的发光材料，由此形成发光层1103。或者，可以采用诸如金属有机CVD法或低压氢化物输运CVD法的化学气相淀积(CVD)法或原子层外延(ALE)法等形成含有上述发光材料的层。或者，还可以采用喷墨法、旋涂法或印刷法等涂覆其内散布了上述发光材料的成分，由此形成发光层1103；之后对所述材料进行烘焙。发光层1103的膜厚度不受具体限制，但是其优选处于10到1000nm的范围内。
尽管未示出，但是可以在发光层和绝缘层之间设置缓冲层。缓冲层的作用在于促进载流子的注入，以及抑制层的混合。所述缓冲层不受具体限制。例如，可以采用作为发光层中的基体材料的ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS或BaS等；CuS、Cu2S；或者诸如LiF、CaF2、BaF2或MgF2的碱金属卤化物。
这里，采用图16所示的成膜设备，在基板1100上形成第一电极1101，在第一电极1101上形成第一绝缘层1102，在第一绝缘层1102上形成发光层1103。
在下文中，将描述图16所示的成膜设备的结构。图16是示出了所述成膜设备的结构的截面图。
图16所示的成膜设备设有连接至抽真空系统的成膜室2010。成膜室2010设有基板台2012、蒸发源2016以及连接至抽真空系统的排气口2018等。固定基板和遮挡掩模的基板台2012可以设有用于固定它们的紧固单元。所述紧固单元是指固定基板1100的基板夹盘2031和固定遮挡掩模2032的掩模夹盘2033等，其中，所述遮挡掩模2032在有待形成膜的区域内具有开口。换言之，将所述紧固单元构造为固定基板1100，从而使其表面或至少一部分暴露于蒸发源下。基板夹盘2031和掩模夹盘2033利用其末端处的突出部通过边缘部分对基板1100和遮挡掩模2032机械固定。也可以采用这样一种结构作为紧固单元的另一结构，即紧固单元对基板1100和遮挡掩模2032电磁固定。
由基板台2012的紧固单元固定在其上形成气相淀积膜的基板1100，从而使其大致保持平坦，基板1100处于面对蒸发源2016的位置。
蒸发源2016可以适用于电阻加热法或电子束加热法等，其中，所述电阻加热法采用由诸如Ti的金属形成的蒸发皿或瓷坩埚等。或者，可以采用努森池(Knudsen cell)控制分子束。或者，还可以采用通过照射激光束蒸发气相淀积材料的蒸发源。或者，还可以采用具有矩形形状的，并且通过线性成形激光束对其照射而加热的蒸发源。
在采用多种气相淀积材料执行共气相淀积的情况下，可以提供多个蒸发源2106。可以在蒸发源2016和基板台2012之间设置遮挡板2020，以控制气相淀积材料抵达基板1100的时间选择。未必一定要降低成膜室2010内的压强，只要将所述压强设置在能够执行汽相淀积的压强范围内就是可以接受的。所述压强优选处于0.01到0.1Pa左右。
此外，为了使薄膜均匀地形成于基板1100上，可以以可移动的方式提供基板1100或蒸发源2016，或者使基板1100和蒸发源2016二者均可移动，并且以(例如)光栅扫描的方式实施成膜工艺。凭借这样的结构，可以对作为平板显示器的母玻璃的具有1500mm×1800mm的外部尺寸的第六代玻璃基板、具有1870mm×2200mm的外部尺寸的第七代玻璃基板和具有2160mm×2400mm的外部尺寸的第八代玻璃基板容易地实施成膜工艺。
将填充了用于形成第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103的气相淀积材料的由金属形成的蒸发皿或坩埚置于上述成膜设备的蒸发源2016中。之后，在基板1100上气相淀积第一电极1101的气相淀积材料。之后，在第一电极1101上气相淀积第一绝缘层1102的气相淀积材料。之后，在第一绝缘层1102上气相淀积发光层1103的气相淀积材料。
接下来，如图12B和图17所示，由激光束照射单元发射的激光束1106照射形成于基板1100上的第一电极、第一绝缘层和发光层。注意，在图17中，区域1124a示出了以激光束照射第一电极、第一绝缘层或发光层中的任何一个的区域。另一方面，区域1124b示出了第一电极、第一绝缘层和发光层不受激光束照射的区域。
将参考图17描述能够应用于本实施模式中的激光束照射单元。所述激光束照射单元设有活动台1201、光源1123、光学系统1125和偏转单元1126。偏转单元1126用于偏转激光束的光轴，在图17中示出了作为例子的反射镜。换言之，可以采用偏转单元1126调整激光束的光路，从而使激光束照射基板1100，所述激光束从光源1123发射出来，通过光学系统1125塑形，并沿基板1100的上方发射。通过调整偏转单元1126的角度，可以在基板1100的表面上扫描被光学系统1125塑造为(例如)矩形形状的激光束，从而使整个表面均受到照射。或者，可以固定偏转单元1126，并朝箭头1131a、1131b、1132a和1132b所示的任一方向移动活动台1201，从而使激光束照射基板1100的膜形成表面。
优选采用激光振荡器作为光源1123。此外，优选提供对光源1123发射的光塑形的光学系统1125。在光源1123和基板1100之间提供光学系统1125。
例如，可以采用如下结构作为光学系统1125的结构，其中，从激光源1123一侧依次组合射束扩展器和射束匀化器。射束扩展器包括凹柱镜(或凹透镜)和凸柱镜(或凸透镜)，其能够扩展从激光源1123发射的激光束的射束宽度。提供射束匀化器的目的在于使(例如)以TEM00模式发射的具有高斯能量分布的激光束的能量密度分布均匀化。因此，可以采用凸柱镜阵列和凹柱镜阵列的组合作为射束匀化器。相应地，能够使处于与基板1100的薄膜淀积表面平行的方向的激光束的能量密度分布均匀化。
被用作光源1123的激光振荡器优选发射波长能够被气相淀积材料吸收的光，也可以采用气体激光器、固体激光器等。例如，可以提供YVO4激光器的基波(1.06μm)、二次谐波(532nm)或三次谐波(355nm)，或者二氧化碳激光器的基波(10.6μm)。作为气体激光器，可以提供Ar激光器、Kr激光器或CO2激光器等。作为固体激光器，可以采用YAG激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、KGW激光器、KYW激光器、变石激光器、Ti蓝宝石激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器等。也可以将YAG激光器、Y2O3激光器、GdVO4激光器、YVO4激光器等称为陶瓷激光器。或者，也可以采用金属蒸汽激光器、氦镉激光器等。或者，也可以采用紫外线激光器。紫外线激光器的典型实例为受激准分子激光器，例如KrF受激准分子激光器(248nm)、ArF受激准分子激光器(193nm)、XeCl受激准分子激光器(308nm)或XeF受激准分子激光器(351nm)。由于受激准分子激光器能够输出高功率，因此能够获得具有高能量的激光束。因此，受激准分子激光能够有效作用于气相淀积材料。
优选采用连续激光器作为激光源1123，因为其能够连续提供能量。或者，可以采用具有10MHz或更高的重复频率的脉冲激光器。如果脉冲周期短于蒸发分子从激发态返回到基态所需的时间，那么就能够向薄膜淀积表面连续提供受激分子流量。
可以在激光束照射单元的任何位置设置用于探测激光束的强度的光学传感器，以控制光源1123的输出。
此外，可以提供多个光源1123、光学系统1125和偏转单元1126的等价物，从而向同一区域同时发射多个激光束。或者，可以分别向同一区域发射多个激光束。
如上所述，通过采用本实施模式的成膜设备和激光束照射单元向发光层发射激光束，能够形成致密的薄膜、具有减少的应变和缺陷的膜质量均匀的薄膜或者具有良好结晶度的薄膜。具体而言，在气相淀积过程中产生的悬空键能够重组，因而能够获得具有减少的应变和缺陷的并且具有致密的膜质量的膜。相应地，抑制了悬空键在发光层内俘获载流子。因此，提高了发光中心的碰撞激发机率，其能够提高发光效率。此外，由于能够抑制悬空键在发光层内俘获载流子，因此能够降低发光元件的驱动电压。
接下来，如图12C所示，在发光层1103上形成第二绝缘层1104和第二电极1105。采用与第一1102类似的材料和形成方法形成第二绝缘层1104。此外，可以采用与第一电极1101的类似的材料和形成方法形成第二电极1105。
这里，再次将基板1100设置到图16所示的成膜设备中。气相淀积第二绝缘层1104的气相淀积材料，从而在发光层1103上形成第二绝缘层1104。之后，气相淀积第二电极1105的气相淀积材料，从而在第二绝缘层1104上形成第二电极1105。注意，由于从第一电极1101或第二电极1105向外提取发光元件的光发射，因此第一电极1101和第二电极1105中的至少一个必须由透光材料形成。
注意，在图12B中，可以在基板1100上依次形成第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103和第二绝缘层1104，之后发射激光束1106。此后，在第二绝缘层1104上形成第二电极1105。
或者，可以在基板1100上依次形成第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103、第二绝缘层1104和第二电极1105，之后发射激光束1106。在这种情况下，第二电极1105优选透光。
此外，在本实施模式中，尽管图12B示出了以激光束照射第二绝缘层1104一侧，但是作为这一步骤的替代，也可以通过基板1100向第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103照射激光束1106。注意，在这种情况下，基板1100和第一电极1101优选透光。在通过基板1100向第一绝缘层1102和发光层1103照射激光束1106的情况下，出于激光束的能量的作用，能够防止这些层中的任何一个剥落。
此外，激光束可以不止一次照射第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103、第二绝缘层1104或第二电极1105中的任何一个，优选不止一次照射发光层1103。通过不止一次照射激光束，能够形成更为致密的薄膜、具有进一步减少的应变和缺陷的质量均匀的薄膜或具有更好的结晶度的薄膜。
通过执行前述步骤，能够制造包括致密薄膜、具有减少的应变和缺陷的质量均匀的薄膜或具有良好结晶度的薄膜的发光元件。而且，能够制造具有高发光效率的发光元件。
(实施模式7)在本实施模式中，将参考图13、图3和图4描述采用具有激光束照射单元的成膜设备制造发光元件的步骤。注意，图3示出了所述成膜设备的结构的截面图，图4是其平面图。本实施模式的描述是参考这两幅图进行的。
在本实施模式的发光元件的制造步骤中，将采用实施模式3所示的成膜设备。实施模式3所示的成膜设备包括实施模式6所示的成膜设备和激光束照射单元。
如图3和图4所示，提供光源22、光学系统23、光入射窗口14和偏转单元作为激光束照射单元。这里，提供反射镜44和46作为偏转单元的例子。换言之，采用反射镜44和46调整激光束的光路，从而使激光束照射基板30，所述激光束从光源22中发射出来，经光学系统23塑形，并通过光入射窗口14入射到淀积室10中。通过调整反射镜44或46的角度，或者同时调整二者的角度，能够在基板30的膜形成表面上扫描通过光学系统23被塑造为(例如)矩形的激光束，从而使整个所述表面受到照射。
可以适当采用与实施模式6中的光源1123类似的结构作为被用作光源22的激光振荡器。
此外，可以在成膜室10中设置多个如图3和图4所示的光入射窗口14的等价物，从而向基板照射多个激光束。
采用与实施模式6类似的图3和图4所示的成膜设备形成本实施模式的发光元件，如图13A所示，在基板1100上气相淀积第一电极1101的气相淀积材料，在第一电极1101上气相淀积第一绝缘层1102的气相淀积材料，在第一绝缘层1102上气相淀积发光层1103的气相淀积材料。
接下来，在关闭成膜设备的遮挡板2020之后，如图13B所示，采用激光束照射单元，由激光振荡器发射的激光束1106照射形成于基板上的第一电极1101、第一绝缘层1102或发光层1103中的任何一个，优选照射发光层1103。
之后，如图13C所示，在停止发射激光束之后，打开成膜设备的遮挡板2020，在发光层1103上依次气相淀积第二绝缘层1104和第二电极1105的气相淀积材料。
尽管在图3中通过光学系统23对激光束塑形，但是如有必要可以为基板30提供能量，从而省略光学系统23。此外，可以采用灯光源48替代激光束照射单元。例如，可以采用图5所示的成膜设备。在图5所示的成膜设备的结构中，由灯光源48发射的光照射成膜室10内的基板30。
注意，可以在基板1100上依次形成第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103和第二绝缘层1104，之后发射激光束1106，这与13B不同。此后，在第二绝缘层1104上形成第二电极1105。
或者，可以在基板1100上依次形成第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103、第二绝缘层1104和第二电极1105，之后发射激光束1106。在这种情况下，第二电极1105优选透光。
或者，改变偏转单元的布局，并为基板台12提供暴露基板30的一部分的开口，由此使激光束从基板30一侧照射第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103、第二绝缘层1104和第二电极1105。
通过执行前述步骤，能够制造包括致密薄膜、具有减少的应变和缺陷的质量均匀的薄膜或具有良好结晶度的薄膜的发光元件。此外，能够制造具有高发光效率的发光元件。
(实施模式8)在本实施模式中，将参考图14和图18描述一实例，其中，由激光振荡器发射的激光束1106照射形成于基板上的第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103。在该实例中，采用能够有选择地向预定区域照射激光束的设备(下文称为激光束照射系统)作为实施模式6所示的激光束照射单元。
将参考图18描述激光束照射系统。
激光束照射系统1001包括在发射激光时执行各种控制的计算机1002；输出激光束的激光振荡器1003；电源1004；使激光束衰减的光学系统1005；调制激光束的强度的声-光调制器1006；具有用于降低激光束的截面尺寸的透镜以及用于改变光路的反射镜等的光学系统1007；具有X轴台和Y轴台的运动机构1009；转换从计算机1002输出的控制数据的D/A转换器1010；根据从D/A转换器输出的模拟电压控制声-光调制器1006的驱动器1011；输出用于驱动运动机构1009的信号的驱动器1012；以及用于将激光束会聚到将要照射的物体上的自动聚焦机构1013(图18)。可以适当采用图17所示的激光束照射单元的被示作光源1123的振荡器作为激光振荡器1003。
接下来，将描述具有上述结构的激光束照射系统1001的操作。在运动机构1009上安装基板1014之后，计算机1002采用未示出的照相机探测将要照射激光束的发光元件的位置。之后，计算机1002基于所探测的位置数据产生用于移动运动机构1009的移动数据。此后，计算机1002通过驱动器1011控制从声-光调制器1006输出的光的量；相应地，通过光学系统1005衰减由激光振荡器1003发射的激光束，之后采用声-光调制器1006控制其光量，从而获得预定量的光。另一方面，由光学系统1007改变从声-光调制器1006发射的激光束的光路和束斑形状，并由透镜会聚所述激光束，之后使其作为激光束1016照射基板1014。这时，根据计算机1002产生的移动数据控制运动机构1009沿X方向和Y方向移动。因此，激光束照射到了预定位置。注意，尽管在上文中描述了通过移动运动机构1009执行激光束照射的例子，但是也可以通过调整光学系统1007使激光束沿X方向和Y方向移动。
利用上述激光束照射系统，可以有选择地向基板上的像素部分以及设置于像素部分的每一像素内的发光元件上照射激光束。
这里，将参考图14描述一实例，其中，采用激光束照射系统有选择地向配有多个发光屏板的基板的像素部分照射激光束。
将基板301设置于运动机构1009上。在基板301之上形成多个发光屏板302。所述发光屏板包括驱动电路303和304以及像素部分305。
驱动电路303和304是控制形成于像素部分内的发光元件的驱动的电路。驱动电路303和304包括诸如薄膜晶体管、二极管和电阻器的半导体元件。注意，形成于驱动电路303和304内的每一薄膜晶体管优选包括由晶态半导体膜形成的半导体层。此外，连接至薄膜晶体管中的半导体层的线路优选由诸如铝或钛的低阻材料形成。由于这样的薄膜晶体管具有高场效应迁移率，因此其能够高速运行。此外，具有包括这样的薄膜晶体管的驱动电路的发光屏板能够执行高清晰度显示。
在驱动电路内形成半导体元件之后，形成位于像素部分305内的发光元件。因此，如果在制造发光元件的过程中，以激光束照射整个表面，那么薄膜晶体管的线路也受到激光束的照射。由于诸如铝或钛的低电阻材料具有相对较低的熔点，因此如果照射激光束将引起线路熔化。由此引起发光屏板的成品率降低的问题。
但是，通过采用激光束照射系统，变得有可能向形成于像素部分内的发光元件有选择地照射激光束，并且能够发光元件内的发光层照射激光束。相应地，能够提高成品率。
注意，在图14中，区域306表示对其有选择地照射激光束的像素部分的区域，在所述区域内形成发光元件，所述发光元件包括致密薄膜、具有减少的应变和缺陷的质量均匀的薄膜或具有良好的结晶度的薄膜。另一方面，区域307表示不受激光束照射的区域。
如上所述，在形成发光元件的过程中，在以激光束照射包含在发光元件中的第一电极、第一绝缘层、发光层、第二绝缘层和第二电极中的任何一个，以及优选照射发光层时，采用激光束照射系统有选择地发射激光束。因此，能够提高发光屏板的成品率，所述发光屏板具有包括薄膜晶体管的驱动电路以及包括具有高发光效率的发光元件的像素部分。
(实施模式9)下面，将参考图15A到图15C描述一实例，其中，在采用加热单元加热的同时向在实施模式6到8内形成于基板上的第一电极1101、第一绝缘层1102、发光层1103、第二绝缘层1104和第二电极1105中的任何一个，并且优选向发光层1103照射由激光振荡器发射的激光束1106。
与实施模式6类似，如图15A所示，在基板上依次形成第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103。
之后，如图15B所示，在加热基板的同时，采用激光束1106照射形成于基板上的第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103中的任何一个，优选照射发光层1103。这时，加热温度优选处于50到600℃的范围内。通过在采用加热单元加热的同时以激光束照射第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103，能够形成更为致密的薄膜、具有进一步减少的应变和缺陷的薄膜或具有良好的结晶度的薄膜。这里，采用灯光源1107作为加热单元。可以采用实施模式7所示的灯光源48作为灯光源1107。
此后，与实施模式6类似，如图15C所示，在发光层1103上依次形成第二绝缘层1104和第二电极1105。
注意，可以采用额外设置了灯的实施模式7所示的成膜设备。在采用这样的成膜设备的情况下，在采用灯光源1107加热基板的同时，以激光束1106照射形成于基板上的第一电极1101、第一绝缘层1102和发光层1103。
注意，在图15B中示出了在形成发光层1103的一侧设置灯，并照射激光束的例子，但是本发明不限于此。例如，可以将所述灯设置在基板一侧，并且可以在从基板一侧加热的同时向发光层一侧照射激光束。或者，可以将灯设置于发光层一侧，并在从发光层一侧加热的同时采用激光束照射基板一侧。在这种情况下，基板优选透光。或者，也可以将灯设置于基板一侧，同时向基板一侧照射激光束。
可以采用加热器替代灯光源作为加热单元。或者，也可以将基板1100设置于电炉内，并在通过电炉加热基板1100的同时照射激光束。
通过执行前述步骤，能够制造包括致密薄膜、具有减少的应变和缺陷的质量均匀的薄膜或具有良好结晶度的薄膜的发光元件。而且，能够制造具有高发光效率的发光元件。
(实施模式10)在本实施模式中，将参考图7描述结构与实施模式6到9中不同的发光元件的制造方法的模式。能够将本发明的发光元件的制造方法应用于图7所示的发光元件。
在基板200上形成第一电极201。可以通过与实施模式4中的第一电极101的制造方法类似的制造方法形成第一电极201。
之后，形成发光层202。可以采用与实施模式3和6中示出的类似的材料和制造方法形成发光层202。其膜厚度不受具体限制，但是优选处于10到1000nm的范围内。
在形成发光层202之后，按照实施模式6到8所示，向发光层202照射激光束。或者，按照实施模式9所示，在加热的同时向发光层202照射激光束。
形成绝缘层203。可以采用与实施模式4中列举的第二绝缘层104的材料和制造方法类似的材料和制造方法形成绝缘层203。
形成第二电极204。可以采用与实施模式4中列举的第二电极105的材料和制造方法类似的材料和制造方法形成第二电极204。
在本实施模式中，也通过第一电极201或第二电极204向外提取光发射，因此第一电极201和第二电极204中的至少一个透射光。
注意，在图7中，可以在基板200上依次形成第一电极201、发光层202和绝缘层203，之后发射激光束。此后，在绝缘层203上形成第二电极204。
或者，可以在基板200上依次形成第一电极201、发光层202、绝缘层203和第二电极204，之后发射激光束。在这种情况下，第二电极204优选透光。
尽管未示出，但是可以在发光层和绝缘层之间，或者在发光层和电极之间设置缓冲层。缓冲层的作用在于促进载流子的注入，以及抑制层的混合。所述缓冲层不受具体限制。例如，可以采用作为发光层中的基体材料的ZnS、ZnSe、ZnTe、CdS、SrS或BaS等；CuS、Cu2S；或者诸如LiF、CaF2、BaF2或MgF2的碱金属卤化物。
此外，尽管在图7中将绝缘层203设置为与第二电极204接触，但是也可以调换绝缘层和发光层的顺序，从而将绝缘层203设置为与第一电极201接触。
本发明的发光元件所具有的发光层具有减少的应变和缺陷。因此，能够获得具有高发光效率和低驱动电压的发光元件。此外，由于提高了发光效率，降低了驱动电压，因而能够获得具有降低的功耗的发光元件。
(实施模式11)在本实施模式中，将参考图8描述包括利用本发明制造的发光元件的发光装置。
本实施模式中示出的发光装置为无源矩阵发光装置，其中，不会特别设置晶体管等驱动元件来驱动发光元件。图8示出了利用本发明制造的无源矩阵发光装置的透视图。
在图8中，在基板951上的电极952和电极956之间设置含有发光材料的层955。含有发光材料的层955包括实施模式3所示的发光层。
以绝缘层953覆盖电极952的边缘部分。在绝缘层953上设置分隔层954。使分隔层954的侧壁倾斜，从而使一个侧壁与另一个侧壁之间的距离朝向基板表面变窄。换言之，分隔层954沿窄边方向的截面为梯形，其底边(面对与绝缘层953的平面方向相同的方向并且与绝缘层953接触的边)短于顶边(面对与绝缘层953的平面方向相同的方向，但不与绝缘层953接触的边)。通过以这种方式设置分隔层945，能够防止发光元件在静电等的作用下产生故障。在包括利用本发明制造的，在低驱动电压下工作的发光元件时，还能够以低功耗驱动所述无源矩阵发光装置。
此外，本实施模式所示的发光装置不需要承受高压的驱动电路；因此，能够降低发光装置的制造成本。此外，还有可能降低发光装置的重量和驱动电路部分的尺寸。
注意，本实施模式所示的发光装置可以采用实施模式4所示的发光元件的结构，或者实施模式5所示的发光元件的结构。也就是说，可以采用根据实施模式1到10制造的发光元件。此外，有可能制造通过直流驱动而工作的发光装置，也有可能制造通过交流驱动而工作的发光装置。
(实施模式12)在本实施模式中，将描述包括利用本发明制造的发光元件的发光装置。
在本实施模式中，将描述有源矩阵发光装置，其中，通过晶体管控制发光元件的驱动。在本实施模式中，将参考图9A和图9B描述包括像素部分的发光装置，所述像素部分具有利用本发明制造的发光元件。图9A是示出了所述发光装置的顶视图，图9B是沿A-A′线和B-B′线截取的图9A的截面图。附图标记601表示驱动电路部分(源极侧驱动电路)；602表示像素部分；603表示驱动电路部分(栅极侧驱动电路)；这些部分均采用虚线表示。附图标记604表示密封基板，605表示密封剂。附图标记607表示围绕密封剂605的空间。
注意，引线608是用于传输将要被输入到源极侧驱动电路601和栅极侧驱动电路603的信号的线路。引线608从起着外部输入端子作用的FPC(柔性印制电路)609接收视频信号、时钟信号、起始信号、复位信号等。尽管这里仅示出了FPC，但是这一FPC可以设有印刷线路板(PWB)。本说明书中的发光装置既指发光显示装置的主体，又指配有FPC或PWB的发光显示装置。
将参考图9B描述截面结构。在元件基板610上形成驱动电路部分和像素部分。这里，示出了作为驱动电路部分的源极侧驱动电路601和像素部分602中的一个像素。
注意，形成其中组合了n沟道TFT 623和p沟道TFT 624的CMOS电路作为源极侧驱动电路601。可以采用已知的CMOS电路、PMOS电路或NMOS电路形成驱动电路。尽管在本实施模式中描述了在基板上形成驱动电路的驱动器集成类型，但这不一定是必须的。可以将驱动电路形成于基板之外，而不是形成于基板上。注意，TFT的结构不受具体限制。可以采用交错(staggered)TFT或逆交错(inversed staggered)TFT。而且，所述TFT中采用的半导体膜的结晶度不受具体限制。可以采用无定形半导体膜或晶态半导体膜。此外，半导体材料不受具体限制。可以采用无机化合物或有机化合物。
像素部分602包括多个像素，每一像素均具有开关TFT 611、电流控制TFT 612和电连接到电流控制TFT 612的第一电极613。注意，形成覆盖第一电极613的边缘部分的绝缘体614。这里，采用正光敏丙烯酸树脂膜形成绝缘体614。
将绝缘体614形成为在上端和下端具有弯曲表面，从而实现良好的覆盖。在采用正光敏丙烯酸树脂作为绝缘体614的材料时，优选将绝缘体614形成为仅在上端具有带有曲率半径(0.2到3μm)的弯曲表面。可以采用经过光照后不能被蚀刻剂溶解的负型，也可以采用经过光照后能够被蚀刻剂溶解的正型作为绝缘体614。
在第一电极613上形成含有发光材料的层616和第二电极617。第一电极613和第二电极617中的至少一个透射光，由此向外提取由含有发光材料的层616发射的光。
含有发光材料的层616包括实施模式3所示的发光层。
适当采用实施模式1到10形成发光元件618。
可以采用各种方法作为形成第一电极613、含有发光材料的层616和第二电极617的方法。具体而言，可以采用诸如电阻加热气相淀积法或电子束气相淀积(EB气相淀积)法的真空蒸发淀积法、诸如溅射法的物理气相淀积(PVD)法、诸如金属有机CVD法或低压氢化物输运CVD法的化学气相淀积(CVD)法或原子层外延(ALE)法等。或者，可以采用喷墨法或旋涂法等。此外，成膜方法可能根据电极和层而不同。注意，可以通过实施模式1和2所示的成膜设备和成膜方法形成含有发光材料的层616包括的发光层。
采用密封剂605使密封基板604和元件基板610相互附着。相应地，形成这样一种结构，即发光元件618位于由元件基板610、密封基板604和密封剂605包围的空间607内。注意，以填充剂填充空间607。既存在由密封剂605填充空间607的情况，也存在以惰性气体(例如氮气或氩气)填充空间607的情况。
注意，优选采用基于环氧树脂的树脂作为密封剂605。所述材料能够尽可能避免水分和氧气的渗透，这是我们所希望的。除了玻璃基板或石英基板以外，也可以采用由FRP(玻璃纤维增强塑料)、PVF(聚氟乙烯)、聚脂薄膜(Mylar)、聚酯(polyester)或丙烯酸等形成的塑料基板作为密封基板604。
通过前述方式，能够获得包括利用本发明制造的发光元件的发光装置。
本实施模式所示的发光装置包括实施模式4或5所示的发光元件。实施模式4或5所示的发光元件能够以低驱动电压工作，并实现高发光效率。因此，能够获得具有降低的功耗的发光装置。
本实施模式所示的发光装置包括通过实施模式1到10所示的制造方法中的任何一种制造的发光元件。通过实施模式1到10所示的制造方法制造的发光元件能够以低驱动电压工作，并实现高发光效率。因此，能够获得具有降低的功耗的发光装置。
此外，本实施模式所示的发光装置不需要承受高压的驱动电路；因此，能够降低发光装置的制造成本。此外，还有可能降低发光装置的重量和驱动电路部分的尺寸。
(实施模式13)在本实施模式中，将描述在其某一部分内包括实施模式11或12所示的发光装置的电子用品。本实施模式所示的电子用品具有实施模式4或5所示的发光元件。也就是说，本实施模式所示的电子用品具有通过实施模式1到10描述的制造方法形成的发光元件。由于所包括的发光元件具有降低的驱动电压，因此能够提供具有降低的功耗的电子用品。
作为利用本发明制造的电子用品，可以提供摄像机、数字照相机、护目镜(goggle)型显示器、导航系统、音频复制装置(汽车音频、音频部件等)、计算机、游戏机、便携式信息终端(便携式计算机、移动电话、便携式游戏机、电子图书等)以及配有记录媒质的图像复制装置(具体是指用于复制诸如数字通用盘(DVD)的记录媒质，并且配有用于显示图像的显示装置的装置)等。图10A到图10D示出了这些电子用品的具体例子。
图10A示出了利用本发明的电视机，其包括机壳9101、底座9102、显示部分9103、扬声器部分9104以及视频输入端子9105等。在所述电视机中，显示部分9103具有按矩阵排列的与实施模式4和5中描述的类似的发光元件。所述发光元件具有高发光效率和低驱动电压。此外，还能够防止由外部的撞击引发短路等。包括所述发光元件的显示部分9103具有类似的特征。因此，在所述电视机中，图像质量几乎不会劣化，并且能够实现低能耗。凭借这样的特征，能够显著简化劣化补偿电路和电源电路或使其尺寸降低，由此有可能降低机壳9101和底座9102的尺寸和重量。由于利用本发明的电视机能够实现低功耗、高图像质量以及尺寸和重量的降低，因此能够获得适于生活环境的产品。
图10B示出了利用本发明的计算机，其包括主体9201、机壳9202、显示部分9203、键盘9204、外部连接端口9205以及指动鼠标9206等。在所述计算机中，显示部分9203具有按矩阵排列的与实施模式4和5中描述的类似的发光元件。所述发光元件具有高发光效率和低驱动电压。此外，还能够防止由外部的撞击引发短路等。包括所述发光元件的显示部分9203具有类似的特征。因此，在所述计算机中，图像质量几乎不会劣化，并且能够实现低能耗。凭借这样的特征，能够显著简化劣化补偿电路和电源电路或使其尺寸降低，由此有可能降低主体9201和机壳9202的尺寸和重量。由于利用本发明的计算机能够实现低功耗、高图像质量以及尺寸和重量的降低，因此能够获得适应环境的产品。此外，能够提供一种便携式计算机，其显示部分能够承受携带过程中来自外部的冲击。
图10C示出了一种利用本发明的移动电话，其包括主体9401、机壳9402、显示部分9403、音频输入部分9404、音频输出部分9405、操作键9406、外部连接端口9407以及天线9408等。在所述移动电话中，显示部分9403具有按矩阵排列的与实施模式4和5中描述的类似的发光元件。所述发光元件具有高发光效率和低驱动电压。此外，还能够防止由外部的撞击引发短路等。包括所述发光元件的显示部分9403具有类似的特征。因此，在所述移动电话中，图像质量几乎不会劣化，并且能够实现低能耗。凭借这样的特征，能够显著简化劣化补偿电路和电源电路或使其尺寸降低，由此有可能降低主体9401和机壳9402的尺寸和重量。由于利用本发明的移动电话能够实现低功耗、高图像质量以及尺寸和重量的降低，因此能够获得便于携带的产品。此外，能够提供一种产品，其显示部分能够承受携带过程中来自外部的冲击。
图10D示出了一种照相机，其包括主体9501、显示部分9502、机壳9503、外部连接端口9504、遥控接收部分9505、图像接收部分9506、电池9507、音频输入部分9508、操作键9509以及目镜部分9510等。在所述照相机中，显示部分9502具有按矩阵排列的与实施模式4和5中描述的类似的发光元件。所述发光元件具有高发光效率和低驱动电压。此外，还能够防止由外部的撞击引发短路等。包括所述发光元件的显示部分9502具有类似的特征。因此，在所述照相机中，图像质量几乎不会劣化，并且能够实现低能耗。凭借这样的特征，能够显著简化所述照相机中的劣化补偿电路和电源电路或使其尺寸降低，由此有可能降低主体9501的尺寸和重量。由于利用本发明的照相机能够实现低功耗、高图像质量以及尺寸和重量的降低，因此能够获得便于携带的产品。此外，能够提供一种产品，其显示部分能够承受携带过程中来自外部的冲击。
如上所述，利用本发明的发光装置能够得到广泛应用，并且能够应用于各领域的电子用品当中。利用本发明，能够制造出其显示部分具有低功耗和高可靠性的电子用品。
此外，应用了本发明的发光装置所具有的发光元件具有高发光效率，可以将所述发光装置用作照明装置。将参考图11描述一种模式，其中，将应用了本发明的发光元件用作照明装置。
图11示出了一种液晶显示装置，其采用应用了本发明的发光装置作为背光。图11所示的液晶显示装置包括机壳901、液晶层902、背光903和机壳904。液晶层902连接至驱动器IC 905。此外，在背光903中采用本发明的发光装置，并通过端子906向其提供电流。
采用将应用了本发明的发光装置用作背光的液晶显示装置能够获得具有降低的功耗的背光。此外，应用了本发明的发光装置是执行面发光的，具有扩大的面积的照明装置；因此还能够扩大液晶显示装置。此外，由于所述发光装置具有纤薄外形和降低的功耗，因此所述显示装置还具有降低的厚度和功耗。
本申请基于2006年2月10日在日本专利局提交的日本专利申请No.2006-034510以及2006年2月10日在日本专利局提交的日本专利申请No.2006-034514，在此将其全文引入作为参考。
权利要求
1.一种成膜设备，包括成膜室，其包括填充了气相淀积材料的蒸发源和基板紧固单元，所述基板紧固单元固定基板，从而暴露所述基板的至少一部分表面；以及发射激光束的激光束照射单元，其中，提供所述激光束照射单元，用于采用所述激光束照射所述基板的所述暴露表面。
2.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，将所述激光束照射单元设置为，使所述激光束大致垂直照射所述基板的所述暴露表面。
3.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，将所述激光束照射单元设置为，使所述激光束在所述基板和所述蒸发源之间发射，并且使所述激光束大致平行于所述基板的所述暴露表面发射。
4.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，所述成膜室具有光入射窗口，并且其中，将所述激光束照射单元设置为，使所述激光束通过所述光入射窗口入射到所述成膜室内。
5.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，所述激光束的波长被所述气相淀积材料吸收。
6.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，采用从下述集合中选出的激光振荡器作为所述激光束照射单元的激光源Ar激光器、Kr激光器、二氧化碳激光器、YAG激光器、YLF激光器、YAlO3激光器、GdVO4激光器、KGW激光器、KYW激光器、变石激光器、Ti蓝宝石激光器、Y2O3激光器、YVO4激光器、氦-镉激光器、KrF受激准分子激光器、ArF受激准分子激光器、XeCl受激准分子激光器和XeF受激准分子激光器。
7.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，提供吸收所述激光束的光接收板。
8.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，提供多个蒸发源。
9.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，提供电子束发射单元，其以电子束照射所述蒸发源中填充的所述气相淀积材料。
10.根据权利要求1所述的成膜设备，其中，提供加热单元，其对所述蒸发源中填充的所述气相淀积材料加热。
11.一种发光元件的制造方法，包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成发光层，所述发光层由包括下述步骤的方法形成将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；采用激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述第一电极上淀积所述气相淀积材料，并形成第二电极，其中，所述气相淀积材料包括从下述集合中选出的至少一种材料硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钙镓、硫化锶镓和硫化钡镓。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，通过采用所述激光束大致垂直照射所述基板的所述暴露表面而实现以所述激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料。
13.根据权利要求11所述的方法，其中，在所述基板和所述蒸发源之间，大致平行于所述基板的所述暴露表面发射所述激光束，由此采用所述激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料。
14.根据权利要求11所述的方法，其中，所述激光束的波长被所述气相淀积材料吸收。
15.一种发光元件的制造方法，包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成发光层，所述发光层由包括下述步骤的方法形成将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；采用灯光照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述第一电极上淀积所述气相淀积材料，并形成第二电极，其中，所述气相淀积材料包括从下述集合中选出的至少一种材料硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钙镓、硫化锶镓和硫化钡镓。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述灯光的波长被所述气相淀积材料吸收。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，通过以电子束照射所述蒸发源中填充的所述气相淀积材料使所述气相淀积材料蒸发。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，通过对所述蒸发源中填充的所述气相淀积材料加热使所述气相淀积材料蒸发。
19.根据权利要求15所述的方法，其中，通过以电子束照射所述蒸发源中填充的所述气相淀积材料使所述气相淀积材料蒸发。
20.根据权利要求15所述的方法，其中，通过对所述蒸发源中填充的所述气相淀积材料加热使所述气相淀积材料蒸发。
21.根据权利要求11所述的方法，还包括在形成所述第一电极之后形成第一绝缘层。
22.根据权利要求11所述的方法，还包括在形成所述发光层之后形成第二绝缘层。
23.根据权利要求15所述的方法，还包括在形成所述第一电极之后形成第一绝缘层。
24.根据权利要求15所述的方法，还包括在形成所述发光层之后形成第二绝缘层。
25.一种发光元件的制造方法，包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成气相淀积膜；在对所述气相淀积膜加热的同时，采用激光束照射所述气相淀积膜；以及在所述气相淀积膜上形成第二电极。
26.根据权利要求25所述的发光元件的制造方法，还包括在形成所述第二电极之后，采用第二激光束照射所述第二电极。
27.根据权利要求25所述的发光元件的制造方法，其中，采用所述激光束从所述气相淀积膜的表面一侧照射所述气相淀积膜。
28.根据权利要求25所述的发光元件的制造方法，其中，采用所述激光束从基板一侧照射所述气相淀积膜。
29.根据权利要求25所述的发光元件的制造方法，其中，在激光照射的过程中，在处于50℃到600℃的范围内的温度下对所述气相淀积膜加热。
30.一种发光元件的制造方法，包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成气相淀积膜；在所述气相淀积膜上形成第二电极；以及采用激光束照射所述第二电极。
31.根据权利要求25所述的发光元件的制造方法，其中，所述气相淀积膜含有发光材料。
32.根据权利要求30所述的发光元件的制造方法，其中，所述气相淀积膜含有发光材料。
33.一种发光元件的制造方法，包括在基板上形成第一电极；在所述第一电极上形成绝缘层；通过气相淀积法在所述绝缘层上形成发光层；以激光束照射所述发光层；以及在所述发光层上形成第二电极。
34.一种发光元件的制造方法，包括在基板上形成第一电极；通过气相淀积法在所述第一电极上形成发光层；以激光束照射所述发光层；在所述发光层上形成绝缘层；以及在所述绝缘层上形成第二电极。
35.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，还包括在采用所述激光束照射所述发光层之后，并且在形成所述第二电极之前，在所述发光层上形成第二绝缘层。
36.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，其中，在对所述发光层加热的同时，采用所述激光束照射所述发光层。
37.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，其中，在形成所述第二电极之后，以第二激光束照射所述第二电极。
38.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，其中，采用所述激光束从所述发光层的表面一侧照射所述发光层。
39.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，其中，采用所述激光束从基板一侧照射所述发光层。
40.根据权利要求34所述的发光元件的制造方法，其中，在对所述发光层加热的同时，采用所述激光束照射所述发光层。
41.根据权利要求34所述的发光元件的制造方法，其中，在形成所述第二电极之后，以第二激光束照射所述第二电极。
42.根据权利要求34所述的发光元件的制造方法，其中，采用所述激光束从所述发光层的表面一侧照射所述发光层。
43.根据权利要求34所述的发光元件的制造方法，其中，采用所述激光束从基板一侧照射所述发光层。
44.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，其中，所述发光层包括从下述集合中选出的至少一种材料硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钙镓、硫化锶镓和硫化钡镓。
45.根据权利要求33所述的发光元件的制造方法，其中，所述绝缘层包括从下述集合中选出的至少一种材料硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钙镓、硫化锶镓和硫化钡镓。
46.根据权利要求34所述的发光元件的制造方法，其中，所述发光层包括从下述集合中选出的至少一种材料硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钙镓、硫化锶镓和硫化钡镓。
47.根据权利要求34所述的发光元件的制造方法，其中，所述绝缘层包括从下述集合中选出的至少一种材料硫化锌、硫化镉、硫化钙、硫化钇、硫化镓、硫化锶、硫化钡、氧化锌、氧化钇、氮化铝、氮化镓、氮化铟、硒化锌、碲化锌、硫化钙镓、硫化锶镓和硫化钡镓。
全文摘要
本发明的目的在于提供一种用于形成具有减少的缺陷的膜的成膜方法，以及提供一种用于形成具有均匀质量的膜的成膜方法。此外，另一目的在于提供一种能够以低压驱动的发光元件的制造方法。此外，另一目的在于提供一种具有高发光效率的发光元件的制造方法。可以通过下述步骤形成具有减少的缺陷以及具有均匀的质量的膜将基板固定至基板紧固单元，以暴露所述基板的至少一部分表面；使气相淀积材料从填充了所述气相淀积材料的蒸发源中蒸发；采用激光束照射所述的蒸发的气相淀积材料；以及在所述基板的所述表面上淀积所述气相淀积材料。
文档编号C23C14/06GK101016618SQ200710005220
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月12日 优先权日2006年2月10日
发明者山崎舜平, 坂田淳一郎, 山本孔明, 片山视喜, 横山浩平, 松原里枝, 川上贵洋 申请人:株式会社半导体能源研究所