发光装置的制造方法

专利名称：发光装置的制造方法
技术领域：
本发明所属的技术领域是，一种显示装置(以下称为“发光元件”)的相关技术领域，其基板上具备由阳极、阴极、以及在上述阳极和阴极之间包夹的利用所谓的电致发光(以下称为“EL”)现象发光的薄膜所构成的元件；以及一种电子设备的相关技术领域，其影像显示部具备该发光元件。
背景技术：
用于影像显示的显示器是近代生活中不可或缺的发光元件之一，从所谓的电视监视器、到近年来快速发展的液晶显示器，以及今后将大有发展的有机EL显示器等，因用途不同而形态各异。特别是液晶显示器或有机EL显示器，属于以低电压驱动的发光元件，从节省能源的观点看，也是重要的影像显示器。
其中，有机EL显示器作为下一代平板显示器元件，最为引人瞩目。
有机EL显示器的发光机制是，在电极之间设置由发光体组成物构成的薄膜(以下称为“有机薄膜”)并通上电流，由此，从阴极注入的电子和从阳极注入的空穴在发光体膜中的发光中心再次结合形成分子激励子，利用该分子激励子返回基底状态时释放出来的光子发光。
此外，发光体组成物形成的分子激励子的种类可以是单重激发态和三重激发态，但在本说明书中包含任意一种激发态参与发光的情况。
在这种有机EL显示器元件(以下称为“有机EL元件”)中，通常以小于1μm的薄膜形成有机薄膜。另外，有机EL元件是发光体膜本身发光的自发光型元件，因此，不需要现有的液晶显示器所使用的背光。因此，有机EL元件可以做得非常薄而轻，这是一个很大的优点。
另外，在例如100～200nm左右的有机薄膜中，如果考虑发光体组成物膜的载流子移动性的话，从开始注入载流子直到再结合这段时间大约是数十纳秒，即使包含从载流子的再结合直到发光这个过程，也是在微秒以内的数量级内开始发光。因此，响应速度非常快也是其特长之一。
进一步，有机EL元件是载流子注入型的发光元件，因此，可以直流电压驱动，不易产生噪音。另外，通过形成100nm左右的均匀超薄膜的有机薄膜并使用适当的有机材料，能够以数伏电压驱动。即，有机EL元件是自发光型元件而且视野角度大，因此，不仅视觉辨认度好，而且具有体积薄重量轻、响应速度快、直流低压驱动等特性，可用作下一代发光元件。
为了制造这种有机EL元件，由发光体组成物构成的薄膜的形成技术是必不可少的。例如，在液晶显示器中，为了显示全彩色，必须在玻璃基板上规律地形成具有彩色滤波器功能的有机薄膜。另一方面，在有机EL元件中，用来输送从电极注入的空穴和电子的电荷输送材料、参与发光的发光材料是发光体组成物，必须在电极之间以薄膜状形成这些化合物。
形成这种有机薄膜的技术有Langmuir-Blrogett法(LB法)、单分子层叠膜法、浸渍涂层法、旋涂法、喷墨法、印刷法、或者蒸镀法等各种各样的方法已被开发出来。这其中，尤其是喷墨法具有能够高效利用有机材料、因装置结构简单而有可能小型化等优点，技术上也已经接近于实用水平。在专利文献1等之中公开了有关喷墨法的基础技术。
专利文献1特开平10-12377号公报所谓的喷墨法是将现有的打印机所使用的喷墨方式转用于形成薄膜的技术，使用包含有机薄膜的材料—发光体组成物的溶液来代替墨水，或者使用分散液以像素为单位喷涂液滴。液滴中包含的溶媒蒸发，由此在各个像素上形成了薄膜。通过控制液滴在基板上的附着位置，能够形成任意的细微模式。
但是，由于附着在像素(实际上是设置于各像素的像素电极)上的液滴包含大量的溶媒成分，为了将它们去除，需要有使溶媒成分挥发的工序(以下称为“焙烧工序”)。即，在利用喷墨法喷涂液滴后，将像素整体加热使溶媒成分挥发，使残存的溶质(有机薄膜的材料)形成薄膜。因此，在包含发光体组成物的溶液的溶媒的蒸气压力低的情况下，不仅焙烧工序需要时间，相邻像素上附着的液滴也容易掺混在一起，不利于形成细微的薄膜模式。另外，薄膜中一旦残存下溶媒成分，溶媒随着时间而挥发，引起去气(degasification)现象，成为引起有机薄膜退化、进而导致发光元件退化的主要原因。进一步，为了将溶媒成分完全去除而提高加热温度的话，会破坏耐热性低的有机薄膜的构成。
这样，利用喷墨法的有机薄膜的形成方法虽然具有低成本和简便的优点，但其焙烧工序存在问题，是一种尚待改进的技术。

发明内容
本发明借鉴了上述问题点，目的在于提供一种在利用溶液喷涂形成有机薄膜的方法中省略焙烧工序的技术。此外，通过将该技术应用于发光装置的制造，提供一种以低成本并且简便的方法实现高生产能力的发光装置的制造方法。
本发明的发光装置制造方法的特征在于，在减压下，具体为1×102～1×105Pa、最好是10～2×104Pa的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向像素电极(阳极或阴极)喷射，使上述发光体组成物在上述像素电极上堆积，形成至少一层薄膜。这时，可以在上述溶液到达上述像素电极的时间内，使该溶液中的溶媒挥发，同时，使残存的上述发光体组成物在上述像素电极上堆积，形成至少一层有机薄膜；进一步，也可以通过将上述像素电极加热(考虑发光体组成物的耐热性，可以是室温(典型的是20℃)～300℃、进一步，最好是50～200℃)，由此在上述溶液到达该像素电极的同时使该溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述像素电极上堆积，形成至少一层有机薄膜。无论怎样，本发明的特征在于，在形成至少一层有机薄膜的同时使溶媒成分挥发，以去除或缩短以往所必须的焙烧工序。
在上述本发明中，所谓的发光体是指，载流子注入材料(空穴注入材料或电子注入材料)、载流子输送材料(空穴输送材料或电子输送材料)、载流子阻止材料(空穴阻止材料或电子阻止材料)、发光材料之外的其他参与载流子再结合的有机化合物或无机化合物或其层叠体。另外，所谓的发光体组成物是指构成这些发光体材料的组成物，无论是有机化合物还是无机化合物。发光体组成物大致可划分为发光材料和载流子(空穴或电子)输送材料。
所谓发光性材料是指通过注入空穴及电子产生利用EL的发光现象的材料。这种发光性材料既有无机化合物也有有机化合物，在喷涂类似本发明的溶液的方法中，最好是使用有机化合物。另外，发光性材料既可以使用通过单重激发态发出荧光的材料，也可以使用通过三重激发态发出磷光的材料。另外，所谓的空穴输送性材料是指便于空穴移动的材料，所谓的电子输送性材料是指便于电子移动的材料。
所谓的低于大气压的压力，在利用氮气、稀有气体及其他惰性气体填充的气体环境(以下称为惰性气体环境)中可以置为1×103～1×105Pa，在减压下可以置为1×102～1×105Pa。通过将其置于减压下(也称为真空中)，喷射到气体环境中的液滴在到达像素电极为止的时间内，溶媒一直在从液滴中挥发，其体积不断减少。然后，当到达像素电极时，溶媒几乎全部挥发，在到达的同时成膜结束。即，当溶液喷涂后，在不需要焙烧工序等加热工序这一点上优于现有技术。
另外，为了使溶媒在到达像素电极之前充分挥发，最好使用高挥发性溶媒(即蒸气压力高的溶媒)。原因在于，挥发性低的话，需要将像素电极与溶液喷射口(喷头的前端部位)之间的距离加长以增加挥发所需时间，但该距离变长的话，液滴的弹道误差就会变大。挥发性高的溶媒包括甲醇、乙醇等酒精类溶媒。
另外，如果不使用高挥发性的溶媒而使用沸点高的溶媒，就能够防止液滴在喷射口由于干燥而堵塞喷嘴前端等问题。此时，通过将像素电极加热(考虑发光体的耐热性，可以是室温(典型的是20℃)～300℃、进一步，最好是50～200℃)，使液滴在到达像素电极的同时开始挥发，可以在向其他像素喷射液滴的同时完成焙烧工序。当然，利用上述方法，在液滴到达像素电极为止，使溶媒不停地从液滴挥发，并进一步将像素电极加热，由此能够进一步提高薄膜质量。
上述高沸点溶媒可以使用NMP(N-甲基吡咯烷酮，N-methylpyrrolidone)、DMF(二甲基甲酰胺，dimethyl formamide)、DMSO(二甲亚砜，dimethyl sulfoxide)、HMPA(六甲基磷酰三胺，hexamethyl phosphoramide)及其他的极性溶媒。另外，在低极性溶媒中，也可以使用二甲苯等苯烷基(特别是十二烷基苯这样的长链烷基最好)等芳香族系溶媒。例如，可以使用由萘满(tetralin)和十二烷基苯以1∶1比例混合的溶媒。
此外，本发明既可以用于制造无源矩阵型发光装置，也可以用于制造有源矩阵型发光装置，并不限于特定的发光装置形态。另外，发光性材料不限于有机化合物，也可以使用无机化合物。另外，被处理基体没有限制，可以使用纸、高分子膜、含有玻璃的无机氧化物板、氧化铟锡(ITO)膜等。特别是，在应用了本发明的情况下，在喷涂溶液后不特别需要焙烧工序，因此，有利于层叠有机化合物彼此。


图1是实施本发明时所使用的溶液喷涂装置的剖视图。
图2是实施本发明时所使用的溶液喷涂装置的剖视图。
图3是实施本发明时所使用的溶液喷涂装置的剖视图。
图4是在实施本发明时所使用的溶液喷涂装置中用来装备含有发光体组成物的溶液的容器的剖视图。
图5是表示本发明的发光装置的制造方法的图。
图6是表示本发明的发光装置的制造方法的图。
图7是表示实施本发明后所得的发光装置的像素结构的顶视图和剖视图。
图8是表示实施本发明后所得到的发光装置的像素结构的顶视图和剖视图。
图9是实施本发明时所使用的制造装置的顶视图。
图10是实施本发明时所使用的制造装置的顶视图和侧面图。
图11是实施本发明时所使用的制造装置的顶视图和侧面图。
图12是表示本发明的发光装置的制造方法的图。
图13是实施本发明时所使用的溶液喷涂装置的剖视图。
图14是实施本发明时所使用的制造装置的顶视图。
图15是表示实施本发明后所得到的发光装置的外观的图。
图16是表示具备实施本发明后所得到的发光装置的电子设备的一个实例的图。
具体实施例方式
第1实施方式使用图1说明本发明的实施方式。图1(A)表示含有发光性材料的溶液刚刚喷射后的状态，图1(B)表示发光性材料到达阳极或阴极形成了薄膜(发光层)后的状态。此外，在该图中表示的是，平行于水平面设置基板，发光体从基板下面喷射出来的状况。
在图1(A)中，101是阳极或阴极，102是划定各个像素的绝缘体，103是载流子注入层。载流子注入层103在101是阳极时为空穴注入层，在101是阴极时为电子注入层。另外，104是用来喷涂溶液的装置(以下称为溶液喷涂装置)的头部的放大表示，一部分表示了内部结构。头部104具备具有喷射含有发光性材料的溶液的功能的多个喷射部105a～105c，其上分别设置有压电式元件(Piezo元件)106a～106c。另外，喷射部105a～105c中分别填充有含有发光性材料的溶液107a～107c。
这里，含有发光性材料的溶液107a含有发红光的发光性材料，含有发光性材料的溶液107b含有发绿光的发光性材料，含有发光性材料的溶液107c含有发蓝光的发光性材料。这三种发光性材料分别构成了发红光的像素、发绿光的像素和发蓝光的像素，这样的3个像素构成1个像素单元(像素单位)。
此外，图1(A)中只说明了分别对应1个R(红)、G(绿)、B(蓝)的喷射部，也可以并排多个喷射部(喷嘴)，如果考虑生产能力的话，最好是只排列与像素部的一行或一列像素数(Pixel数)相当的数量。
另外，本发明的最大特征在于，头部104和阳极或阴极101之间的空间108保持为减压，即低于大气压的压力。具体说来，是1×103～1×105Pa的惰性气体环境。含有喷射部105a～105c中填充的发光性材料的溶液107a～107c随着压电式元件106a～106c的体积变化被加压而挤出来，朝向像素电极101喷射。然后，被喷射的液滴109在减压下一边挥发溶媒一边前进，残存的发光性材料堆积到像素电极101。其结果是，发光性材料间歇式堆积起来。
这样堆积而成的薄膜即使不特意利用加热等方式使溶媒挥发也能够以充分去除了溶媒成分的状态形成薄膜，因此，能够获得较少由于去气而随着时间退化等问题的发光层。利用如上所述结构喷涂溶液后也不需要焙烧工序等，既能够大幅度提高生产能力，又能够防止由于加热导致的发光性材料自身的退化。此外，本发明的特征焙烧工序不是必须的，但本发明的下述技术效果也不会被损害，即使同时使用在减压下进行加热处理等焙烧工序，也能够获得充分去除了溶媒成分的较少去气的发光层。
这样，如图1(B)所示，形成了发红光的发光层110a、发绿光的发光层110b、发蓝光的发光层110c。这之后，在必要时形成载流子输送层、载流子注入层等之后，设置对置电极(对于阳极是阴极，对于阴极是阳极)即可完成发光元件。
第2实施方式本实施方式不是通过液滴喷射进行溶液喷涂，而是喷涂具有一定粘性的凝胶体状溶液的实例。图2(A)表示正在喷射含有发光性材料的溶液时的状态，图2(B)表示停止喷射含有发光性材料的溶液时的状态。此外，在该图中表示的是，平行于水平面设置基板，发光体从基板下面喷射出来的状况。另外，对于与图1中所用的相同符号，可以参照第1实施方式的说明。
在本实施方式中，如图2(A)所示，溶液喷涂装置的头部204具有分别具备喷射发光性材料的功能的多个喷射部205a～205c，分别设置了压电式元件(Piezo元件)206a～206c。另外，喷射部205a～205c中分别填充有含有发光性材料的溶液207a～207c。这时，与图1(A)相同，含有发光性材料的溶液207a含有发红光的发光性材料，含有发光性材料的溶液207b含有发绿光的发光性材料，含有发光性材料的溶液207c含有发蓝光的发光性材料。
不过，在本实施方式中，含有发光性材料的溶液207a～207c的粘性被调整为高于含有实施方式1的发光性材料的溶液107a～107c的粘性。这是为了使含有发光性材料的溶液被连续喷涂，其结果是，发光性材料被连续堆积。另外，如图2(A)所示，在喷涂含有发光性材料的溶液207a～207c时，在将压电式元件206a～206c向下方按压的状态下，利用氮气等惰性气体将含有发光性材料的溶液207a～207c加压挤出，进行喷涂。
此外，含有发光性材料的溶液207a～207c从喷射口喷出后溶媒开始挥发，体积逐渐减少，最终到达像素电极101。当到达像素电极101时，大部分溶媒已经挥发，残存的发光性材料堆积形成发光层。当然，空间108的气体环境与第1实施方式一样保持为减压。
另外，如图2(B)所示，在停止喷涂含有发光性材料的溶液207a～207c时，停止利用惰性气体进行加压，同时，将压电式元件206a～206c置为向上方(箭头方向)按压的状态。这样的话，含有发光性材料的溶液稍微进入喷射口深处，能够防止溶液干燥。
进一步，此时，通过将空间108置为溶媒气体环境，能够防止含有发光性材料的溶液207a～207c在喷射口变干燥。另外，在本实施方式中表示了使用压电式元件206a～206c将溶液向喷射口内引导的实例，也可以将空间108置为加压状态，进行同样的工作。
这样，如图2(B)所示，形成了发红光的发光层210a、发绿光的发光层210b和发蓝光的发光层210c。这样形成的发光层即使不特意利用加热等方式使溶媒挥发也能够以充分去除了溶媒成分的状态形成薄膜，因此，能够获得较少由于去气而随着时间退化等问题的发光层。利用如上所述结构喷涂溶液后也不需要焙烧工序等，既能够大幅度提高生产能力，又能够防止由于加热导致的发光性材料自身的退化。
此外，本发明的特征是焙烧工序不是必须的，但本发明的下述技术效果也不会被损害，即使同时使用在减压下进行加热处理等焙烧工序，也能够获得充分去除了溶媒成分的较少去气的发光层。另外，这之后，在必要时形成载流子输送层、载流子注入层等之后，设置对置电极(对于阳极是阴极，对于阴极是阳极)即可完成发光元件。
另外，本发明既可以用于制造无源矩阵型发光装置，也可以用于制造有源矩阵型发光装置，并不限于特定的发光装置形态。另外，发光性材料不限于有机化合物，也可以使用无机化合物。特别是，在实施了本发明的情况下，在喷涂溶液后不特别需要焙烧工序，因此，有利于层叠有机化合物彼此。
第3实施方式使用图3说明本发明的实施方式。图3(A)表示含有发光性材料的溶液喷射后其液滴刚刚到达阳极或阴极后的状态，图3(B)表示发光性材料在阳极或阴极被焙烧而形成了薄膜(发光层)的状态。在该图中表示的是，平行于水平面设置基板，发光体从基板下面喷射出来的状况。此外，图3的溶液喷涂装置与图1所说明的相同，对于使用了图1中所使用的相同符号的部分，可以参照第1实施方式的说明。
在图3(A)中，具有压电式元件(Piezo元件)106a～106c的各个喷射部105a～105c中填充了含有发光性材料的溶液307a～307c。含有发光性材料的溶液307a～307c使用发出红色、绿色或蓝色光的发光性材料作为溶质，溶媒则使用高沸点的溶媒(最好是能在室温(典型的是20℃)～300℃、进一步，最好是能在50～200℃的温度下挥发)。因此，含有发光性材料的溶液307a～307c是非常不容易干燥的溶液。
利用压电式元件106a～106c将这种含有发光性材料的溶液307a～307c挤出，从多个喷射部105a～105c喷射出来，刚刚到达阳极或阴极101之后的状态的液滴表示为309。当然，头部104和阳极或阴极101之间的空间108保持为减压，即低于大气压的压力。具体说来，是1×103～1×105Pa的惰性气体环境。
这时，阳极或阴极101被以室温(典型的是20℃)～300℃、进一步，最好是50～200℃的温度加热，刚刚到达阳极或阴极101之后的状态的液滴309从到达的时刻开始其溶媒开始挥发。此外，在图3(A)中，只说明了1条线的像素，但在实际的像素部有多条线的像素并列，含有发光性材料的溶液307a～307c被依次喷射到各个像素。因此，喷涂全部像素需要一定的时间，本实施方式充分利用这段时间来完成焙烧工序。
这样堆积起来的薄膜在像素部整体喷涂完毕时其焙烧工序基本完成，与需要执行焙烧工序本身的现有的方法相比，能够大幅度缩短工序时间。这样，如图3(B)所示，形成了发红光的发光层310a、发绿光的发光层310b和发蓝光的发光层310c。这之后，在必要时形成载流子输送层、载流子注入层等之后，设置对置电极(对于阳极是阴极，对于阴极是阳极)即可完成发光元件。
此外，使用含有使用了高沸点溶媒的发光性材料的溶液通过喷墨方式喷涂溶液时，将成为被形成部的像素部整体加热这样的本实施方式的结构不仅适用于第1实施方式，即使适用于第2实施方式的结构的溶液喷涂装置，也能够获得与本实施方式同样的效果。
第4实施方式在本实施方式中说明在将含有第1实施方式和第2实施方式所示的发光体组成物的溶液填充到头部时不使发光体组成物暴露到大气中进行填充的技术。
图4所示的是用来将含有发光体组成物的溶液装备(存放)到溶液喷涂装置之中所需的容器(罐筒)的剖视图。容器351最好使用具有机密性、特别是对于氧气和水分的透过具有充分耐受性的材质，可以使用不锈钢或铝等。另外，最好事先将内表面进行镜面加工。进一步，必要时，也可以在内表面和/或外表面设置氮化硅膜、类金刚石炭膜及其他透氧率低的绝缘膜。这是为了防止设置在容器351内部的含有发光体组成物的溶液352的退化。
另外，353是用来向容器351内注入氮气、稀有气体及其他惰性气体所需的导入口，从这里导入惰性气体将容器内部压力加压。另外，354是将通过加压送出的含有发光体组成物的溶液352发送到溶液喷涂装置(未图示)的头部所需的导出口。导入口353和导出口354既可以使用不同于容器351的材质形成，也可以一体化形成。
此外，356是与导入口353连接的导入管，在实际导入惰性气体时，将导入管356的顶端连接到导入口353，导入惰性气体。同样地，导出管357的顶端连接到导出口354，用来导出含有发光体组成物的溶液352。在图中，由于其可以拆卸，因此用虚线表示。
第1实施方式及第2实施方式所示的各头部安装到导出管357的延长的顶端。此外，在第1实施方式的情况下，在以惰性气体将容器351内部加压的状态下使压电式元件106a～106c振动，由此，可以间歇性地喷出含有发光体组成物的溶液352。另外，在第2实施方式的情况下，在以惰性气体将容器351内部加压期间，可以进行连续喷涂，停止加压时，含有发光体组成物的溶液352的喷出也停止。
进一步，在本实施方式中，其特征在于，从含有发光体组成物的溶液352注入容器351直到安装到溶液喷涂装置之间的这段时间内，一直以与大气隔绝的状态进行输送。即，含有发光体组成物的溶液352的制造厂家将含有发光体组成物的溶液352注入容器351内，不向大气开放而保持气闭性进行输送，可以直接安装到溶液喷涂装置。这是针对发光体组成物对氧气和水分的耐受性弱、容易退化的特点所作的考虑，在精炼发光体组成物后，能够保持精炼后的纯度直到喷涂，因此，有助于抑制发光体组成物的退化，进而提高发光装置的可靠性。
此外，在本实施方式中，图4所示容器是用来保持含有发光体组成物的溶液的纯度进行输送的一个恰当的实例，并没有限定本发明可以使用的容器。
第5实施方式本实施方式的特征在于，对第3实施方式的像素部整体进行加热时，使用长波长范围的光。使用图5(A)～(C)说明本发明的实施方式的结构。图5(A)是在本实施方式中对基板进行加热时从基板下方看到的图，图5(B)是其A-A’位置的剖视图，图5(C)是其B-B’位置的剖视图。
在图5(A)中，601是使波长至少大于可见光的光(有代表性的是波长大于300nm的光)透过的基板，其上设置了薄膜晶体管和像素电极等。该基板601由未图示的输送机构朝向箭头602方向输送。
另外，基板601的被处理面的下方设置了溶液喷涂装置的头部603，以第1～3实施方式中说明的形式进行含有发光体组成物的溶液的喷涂。被喷涂的发光体组成物604被设置在基板601的背面一侧上方的灯605所发出的光(以下称为灯光)加热，溶媒挥发(被焙烧)后成为发光体606。即，被喷涂的发光体组成物604在喷涂后依次利用灯光进行焙烧，进行薄膜化。
即，借助于基板601的移动，头部603和灯605相对于基板601的移动方向逆向扫描。当然，也可以固定基板601使头部603和灯605进行扫描。此外，此时的结构是，总是头部603率先进行扫描。其结果是，头部603的溶液喷涂和其后由灯光进行的焙烧工序几乎同时执行，能够获得实质上等同于削减了焙烧工序的效果。
此外，可用作灯光的光只能是具有不会破坏发光体606的组成而进行加热的波长的光，具体说来，可以是波长大于400nm的光，即红外线或以上的长波长光。例如，可以使用从远红外线直到微波的1μm～10cm的波长范围的电磁波。特别是，为了便于处理起见，最好是使用远红外线(代表性的波长是4～25μm)。
另外，这里只表示了由头部603的一次扫描即可完成全面喷涂的实例，也可以在使基板601往返数次移动进行多次重复喷涂后，再执行灯605的扫描。这时，也可以使灯605在头部603最初的数次扫描时先熄灭，与头部603最后扫描同步执行灯605的扫描和发光。
如上所述，利用灯等光源作为焙烧工序的加热手段，照射大于红外线波长的光，由此，可以大致同时执行发光体组成物的喷涂和焙烧，构成了实质上去除了焙烧工序的过程。由此，能够提高发光装置的制造工序的生产能力。
第6实施方式本实施方式以在第5实施方式中采用Roll-to-Roll方式为特征。即，如图6(A)所示，预先将聚合物薄膜等柔性基板带状成型并卷成圆柱状。在图6(A)中，在卷好的柔性基板21上面预先设置了薄膜晶体管和像素电极等。基板21被从顶端部分向箭头22方向拉出，再次缠绕到圆柱状的芯上，形成基板20。图6(B)是从下方观察本装置的图，卷好的基板21被向箭头22的方向拉出，再次缠绕形成滚筒状的基板20。
通过将基板21从顶端拉出使基板显露出来。显露出来的基板23的下方设置了溶液喷涂装置的头部603，以第1～3实施方式中说明的形式进行含有发光体组成物的溶液的喷涂。此外，也可以设置多个溶液喷涂装置的头部。被喷涂的发光体组成物604被设置在基板的露出部23上方的灯605所发出的灯光加热，溶媒挥发(被焙烧)后成为发光体606。其结果是，头部603的溶液喷涂和其后由灯光进行的焙烧工序几乎可以同时执行。
另外，由于几乎能够连续进行含有发光体组成物的溶液的喷涂，易于防止喷嘴部分的干燥。进一步，能够提供缠绕成滚筒状的基板，并且，由于能够使溶液喷涂和焙烧工序几乎同时完成，可使基板的露出部23面积减少。焙烧完成后的基板立即能够再次卷成滚筒状，因此，不仅能够提高发光装置的制造工序的生产能力，而且同时也能够实现发光装置的小型化并节省空间。
第7实施方式如第1～5实施方式所示的发光体有发光层、空穴注入层、空穴输送层、空穴阻塞层、电子注入层、电子输送层或电子阻塞层，以及它们的层叠体；它们既可以仅以有机化合物构成，也可以是将有机化合物和无机化合物层叠的复合体(composite)。
因此，在本实施方式中，针对本发明的发光装置的发光体使用有机化合物和无机化合物复合后的复合体的实例加以说明。此外，具有以有机化合物和无机化合物层叠的混合结构为特征的专利有美国专利第5,895,932号，该专利是用由无机化合物构成的二极管所发出的紫外线(波长380nm)照射有机化合物Alq3(8-羟基喹啉铝化合物)，提取由所谓的光致发光现象所产生的光的技术，在本实施方式中说明的发光体、即复合体是在根本上不同的技术思想。
在有机化合物中，高分子有机化合物(以下称为有机聚合体)耐热性高，易于处理，因此，在利用溶液喷涂的成膜方法中被用作溶质。在本实施方式中，说明将这些有机聚合体和无机化合物的复合体用作发光体的实例。
将有机聚合体和无机化合物层叠形成发光体的实例，典型的是以下4种模式。
(a)由无机化合物构成的空穴注入层(或空穴输送层)和由有机聚合体构成的发光层的组合；(b)由无机化合物构成的电子注入层(或电子输送层)和由有机聚合体构成的发光层的组合；(c)由无机化合物构成的发光层和由有机聚合体构成的空穴注入层(或空穴输送层)的组合；(d)由无机化合物构成的发光层和由有机聚合体构成的电子注入层(或电子输送层)的组合；另外，将有机聚合体和无机化合物混合形成发光体的实例，典型的是以下3种模式。
(e)将具有载流子输送性的有机聚合体作为发光层，在该有机聚合体中混合无机化合物的组合；(f)将具有同极性(n型或p型)载流子输送性的有机聚合体和无机化合物作为发光层混合的组合；(g)在具有载流子输送性的有机聚合体中混合具有载流子相容性的无机化合物的组合；上述(g)的结构可以是例如在具有空穴输送性的有机聚合体中混合具有电子相容性的无机化合物的组合。这种情况下，具有电子相容性的无机化合物的结构是，从有机聚合体接收电子，结果在有机聚合体中产生空穴，该空穴进而被输送，获得输送性。
在上述(a)～(g)的结构中，由无机化合物构成的空穴注入层或空穴输送层可以使用NiO(氧化镍)等p型半导体材料；由无机化合物构成的电子注入层或电子输送层可以使用ZnO(氧化亚铅)、TiO2(二氧化钛)等n型半导体材料；由无机化合物构成的发光层可以使用ZnS(硫化亚铅)、CdS(硫化镉)等。
例如，以上述(b)的结构为例，可以使用PPV(polyparaphenylenevinylene)作为有机聚合体，使用CdS作为无机化合物，通过溶液喷涂制造它们。这种情况下，在形成CdS时，可以将CdS的纳米微粒(数nm～数十nm的微粒，下同)分散到溶媒中进行喷涂，可以在该喷涂工序中使用本发明的喷涂工序。此外，也可以使用ZnO、TiO2等n型半导体材料或NiO等p型半导体材料取代CdS。另外，也可以使用聚乙炔衍生物、聚噻吩(polythiophene)衍生物、聚苯伸乙炔基(polyphenylene ethynylene)衍生物、聚乙烯咔唑衍生物、聚芴高分子(polyfluorene)衍生物、聚硅烷(polysilanes)等共轭聚合物作为有机聚合体。
另外，以上述(e)的结构为例，可以使用PVK(聚乙烯咔唑)作为有机聚合体，使用CdS作为无机化合物，通过溶液喷涂制造它们。这种情况下，CdS成为发光中心而发光。在形成CdS时，可以将CdS的微粒分散到溶媒中进行喷涂，可以在该喷涂工序中使用本发明的喷涂工序。此外，可以使用ZnS等无机化合物取代CdS。这些CdS或ZnS是易于产生纳米微粒的无机化合物，因此，在本发明这样的以溶液喷涂为前提的情况下，是非常合适的材料。
另外，上述(g)的结构实例可以是，使用PC(聚碳酸酯)作为有机聚合体，在该PC上将空穴输送性无机化合物——TPD(三苯二胺)和Ti醇盐混合进行溶液喷涂后，通过加水分解及在减压下加热，形成PC、TPD以及TiO2混合的发光体。这种情况下，在形成CdS时，可以将CdS的微粒分散到溶媒中进行喷涂，可以在该喷涂工序中使用本发明的喷涂工序。
如上所述，通过使用各种各样的有机化合物和无机化合物，能够制造出复合化的发光体(复合体)，另外，在其形成时，可以使用本发明的制造方法。
此外，本实施方式中所示的发光体(复合体)的结构可以利用实施方式1～3、5的任意一个方法制造，也可以保存在第4实施方式所示的容器中。
第8实施方式本实施方式通过可以使用本发明制造出来的发光装置的一个实例使用图7加以说明。在图7(A)所示的像素结构中，401是数据信号线，402是栅极信号线，403是电源线，404是用作开关的薄膜晶体管(称为开关TFT。下同。)，405是用来保持电荷的电容，406是向发光元件供给电流的驱动用薄膜晶体管(称为驱动TFT。下同。)，407是连接到驱动TFT的漏极的像素电极，像素电极407作为发光元件的阳极发挥作用。另外，412是对置电极，对置电极412作为发光元件的阴极发挥作用。
图7(B)表示此时的A-A’位置的剖面图。在图7(B)中，410是基体，可以使用玻璃基体、石英基体、塑料基体以及其他透光性基体。基体410上方使用半导体过程形成驱动TFT 406。另外，设置格子状图案的绝缘体408，以遮盖为了连接到驱动TFT 406而形成的像素电极407的顶端、以及至少驱动TFT和开关TFT。
这些像素电极407的上方，设置发光体411a～411c、发挥阴极作用的对置电极412以及钝化膜413。发光体411a～411c指的是载流子注入层、载流子输送层、载流子阻塞层、发光层以及其他有助于载流子再结合的有机化合物或无机化合物或它们的层叠体。该发光体411a～411c的层叠结构和材料可以使用公知的结构和材料。
例如，如特开2000-268967号公报、特开2000-294375号公报等所记载，发光体的至少1层可以含有高阻抗(阻抗率为1～1×1011Ω·cm)的无机空穴注入层(或者也可以称为无机空穴输送层)。该无机空穴注入层含有从Li、Na、K、Rb、Cs及Fr选出来的碱性金属元素或从Mg、Ca及Sr选出来的碱性土类金属元素、或从La及Ce选出来的镧系元素作为第1成分；含有从Zn、Sn、V、Ru、Sm及In选出来的元素作为第2成分。另外，发光体的至少1层可以含有高阻抗(阻抗率为1～1×1011Ω·cm)的无机电子输送层。该无机空穴注入层含有从Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd及Co选出来的金属元素或它们的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物或硼化物。另外，该无机空穴注入层的主成分也可以是硅、锗或硅锗氧化物。依照此种方式，通过使用稳定的无机绝缘膜材料作为发光体的一部分，能够提高发光元件的可靠性。
另外，对置电极412可以使用含有属于周期表的1族或2族元素的铝膜或银薄膜等，但在本实施方式的情况下，由于需要使发光体411a～411c发出的光透过，最好使薄膜厚度在50nm或以下。另外，钝化膜413可以使用氮化硅膜、氮化铝膜、类金刚石炭膜及其他对水分或氧气呈高阻塞性的绝缘膜。
在制造以上结构的发光装置时，通过实施本发明，能够以低成本并且简便的方法生产高生产能力的发光装置，进而，也能够提高该发光装置的可靠性。
第9实施方式关于可以使用本发明制造出来的发光装置的一个实例，使用图8对本实施方式加以说明。在图8(A)所示的像素结构中，501是数据信号线，502是栅极信号线，503是电源线，504是开关TFT，505是用来保持电荷的电容，506是驱动TFT，507是驱动TFT的漏极，508是连接到驱动TFT的漏极的像素电极，像素电极508作为发光元件的阳极发挥作用。该像素电极508最好是使用对于可见光透明的导电膜，以使发光体发出的光透过；最好是使用ITO(氧化铟与氧化锡的化合物)或氧化铟与氧化亚铅的化合物等氧化物导电膜。另外，512是对置电极，对置电极512作为发光元件的阴极发挥作用。
图8(B)表示此时的A-A’位置的剖面图。在图8(B)中，510是基体，可以使用玻璃基体、石英基体、塑料基体以及其他透光性基体。基体510上方使用半导体过程形成驱动TFT 506。另外，设置格子状图案的绝缘体509，以遮盖为了连接到驱动TFT 506而形成的像素电极508的顶端、以及至少驱动TFT和开关TFT。
这些像素电极508的上方，设置发光体511a～511c、发挥阴极作用的对置电极512以及钝化膜513。发光体511a～511c指的是载流子注入层、载流子输送层、载流子阻塞层、发光层以及其他有助于载流子再结合的有机化合物或无机化合物以及它们的层叠体。该发光体511a～511c的层叠结构和材料可以使用公知的结构和材料。
例如，如特开2000-268967号公报、特开2000-294375号公报等所记载，发光体的至少1层可以含有高阻抗(阻抗率为1～1×1011Ω·cm)的无机空穴注入层(或者也可以称为无机空穴输送层)。该无机空穴注入层含有从Li、Na、K、Rb、Cs及Fr选出来的碱性金属元素或从Mg、Ca及Sr选出来的碱性土类金属元素、或从La及Ce选出来的镧系元素作为第1成分；含有从Zn、Sn、V、Ru、Sm及In选出来的元素作为第2成分。另外，发光体的至少1层可以含有高阻抗(阻抗率为1～1×1011Ω·cm)的无机电子输送层。该无机空穴注入层含有从Au、Cu、Fe、Ni、Ru、Sn、Cr、Ir、Nb、Pt、W、Mo、Ta、Pd及Co选出来的金属元素或它们的氧化物、碳化物、氮化物、硅化物或硼化物。另外，该无机空穴注入层的主成分也可以是硅、锗或硅锗氧化物。依照此种方式，通过使用稳定的无机绝缘膜材料作为发光体的一部分，能够提高发光元件的可靠性。
另外，对置电极512可以使用含有周期表的1族或2族元素的铝膜或银薄膜等。另外，钝化膜513可以使用氮化硅膜、氮化铝膜、类金刚石炭膜及其他对水分或氧气呈高阻塞性的绝缘膜。
在制造以上结构的发光装置时，通过使用本发明，能够以低成本并且简便的方法生产高生产能力的发光装置，进而，也能够提高该发光装置的可靠性。
第10实施方式在本实施方式中，在图9中表示将自发光体形成直到发光元件的封装的工序自动化了的多室(multi-chamber)方式制造装置的实例。在图9中，11是接收基板的下料室，12、14a、18、24是向各室(chamber)输送被处理基板的输送室(也称为公共室)，15、17、21是在各输送室之间进行基板交接的交接室，29是处理已完成的基板的取出室。另外，13是前处理室，在形成发光体之前预先进行电极表面的清洁或工作函数的调整。
另外，16R、16G、16B是分别对应红色、蓝色、绿色的发光层的成膜室，16H是空穴注入层(HIL)或空穴输送层(HTL)的成膜室，16E是电子注入层(EIL)或电子输送层(ETL)的成膜室。这些成膜室的任意一个或多个之中，具有本发明的特征的溶液喷涂装置，即可使用本发明。此外，在为了成膜空穴注入层、空穴输送层、电子注入层或电子输送层而需要使用旋涂法的情况下，可以另行设置旋涂用的成膜室。
另外，19是氧化物导电膜的成膜室，20是成为阴极的金属膜成膜所需的成膜室，23是用作钝化膜的绝缘膜成膜所需的成膜室。成膜室20可以是使用蒸镀法的成膜室，但在蒸镀的情况下，由于X光、电子线等放射线会导致TFT和发光性材料退化，最好是使用溅射法成膜室。
另外，27是用来储备封装用的封装基板的封装基板装载室，25是形成密封材料所需的分配室，26是用来将被处理基板和封装基板贴合在一起而封装发光元件的封装室。由于具有这些封装室，本实施方式所示的制造装置能够封装发光元件而不使其暴露在大气中，是一种有利于形成高可靠性的发光装置的结构。
在图8的制造装置中，各室分别以阀门隔离，能够与其他室密闭隔断。进一步，各室分别连接了真空排气泵，既能够保持真空，也能够导入惰性气体形成减压气体环境。真空排气泵可以使用磁悬浮型涡轮分子泵、低温泵或干式泵。另外，导入的惰性气体最好是预先通过精炼机等充分提高纯度。
此外，图9所示的制造装置的结构只不过是一个实例，并不对本发明构成任何限定。本实施方式表示，用来实施本发明的发光装置的制造方法所需的溶液喷涂装置能够与多室方式的制造装置组合，也可以应用于与第1～8实施方式的任意一个进行组合制造发光装置的场合。
第11实施方式在本实施方式中，在图10中表示在执行从形成发光体直到形成阴极的工序的在线式(in-line)制造装置中组合用于本发明的实施的溶液喷涂装置的实例。此外，图10(A)是顶视图，图10(B)是侧面图。
在图10(A)、(B)中，41是进行基板搬入的装载室，42是进行基板搬出的卸载室，43是用来成膜空穴注入层的成膜室，44是用来成膜空穴输送层的成膜室，45是用来成膜发光层的成膜室，46是用来成膜电子注入层的成膜室，47是用来成膜成为阴极的金属膜的成膜室。图中箭头50是基板40的输送方向，处理已经结束的基板表示为虚线。这时，基板40以被处理面在下面的状态，设置为相对于水平面0°到30°的范围，被输送到各个成膜室。
各个成膜室43～46是用来实施本发明的溶液喷涂装置，其内部的基板下设置了头部43a、44a、45a、46a。这些头部都具有第1实施方式或第2实施方式所说明的结构，在减压下进行含有有机化合物或无机化合物的溶液的喷涂和薄膜形成。当然，也可以具备将基板40以室温(典型的是20℃)～300℃、进一步，最好是50～200℃加热的机制。箭头51表示头部45a的移动方向，从基板40的一端朝向另一端，与基板表面平行移动，进行溶液喷涂和薄膜形成。此外，基板40和头部45a的顶端部(喷射口)之间的距离(L)为2～20mm。含有有机化合物或无机化合物的溶液的喷射为，从位于基板下方的头部逆着重力方向喷射，在基板上喷涂溶质。
另外，在图10(B)中，成膜室(发光层)45的侧面图相当于从侧面观察沿着基板表面移动的头部所看到的样子。这时，各成膜室43～46内，氮气、稀有气体及其他氟化气体朝向箭头52的方向流动，在基板40和头部43a～46a之间，由惰性气体形成了层流(laminarflow)。这时，可以取代基板加热或与其并用，对流动的惰性气体进行加热。当然，也可以不导入惰性气体而在减压下执行。
成膜室47是用来利用溅射法成膜成为阴极的金属膜的室。在基板40通过长方形的靶47a的旁边时进行成膜。例如，可以形成铝与锂的合金膜等含有周期表的1族或2族元素金属膜。此外，靶47a的形状并不限于此。
此外，本发明的特征在于不需要在溶液喷涂的同时执行薄膜形成所需的焙烧工序，但在各成膜室43～47之间，可以设置在减压下加热等焙烧工序。可以认为，只要从发光层等薄膜中去除溶媒成分，就能够相应地提高可靠性。
第12实施方式在本实施方式中，在图11中表示在执行从形成发光体直到封装发光元件的工序的在线式制造装置中组合用于本发明的实施的溶液喷涂装置的实例。此外，图11(A)是制造装置的顶视图，图11(B)是制造装置的侧面图。
在图11(A)、(B)中，61是进行基板搬入的装载室，62是进行基板搬出的卸载室，63是用来成膜空穴注入层的成膜室，64是用来成膜发光层的成膜室，65是用来成膜电子注入层的成膜室，66是用来成膜成为阴极的金属膜的成膜室，67是用来成膜具有钝化效果的保护膜的成膜室。图中箭头70是基板60的输送方向，处理已经结束的基板表示为虚线。这时，基板60置为水平，并以基板下侧为被处理面进行输送。
各个成膜室63～65是用来实施本发明的溶液喷涂装置，其内部设置了头部63a、64a、65a。这些头部都具有第1实施方式或第2实施方式所说明的结构，设置在基板下面，在减压下进行含有有机化合物或无机化合物的溶液的喷涂和薄膜形成。当然，也可以具备将基板60以室温(典型的是20℃)～300℃、进一步，最好是50～200℃加热的机制。
另外，在图11(B)中，成膜室(发光层)64的侧面图相当于从上方观察沿着基板表面移动的头部所看到的样子。箭头71表示头部64a的移动方向，从基板60的一端朝向另一端，与基板表面平行移动，进行溶液喷涂和薄膜形成。此外，基板60和头部64a的顶端部(喷射口)之间的距离(L)为2～20mm。
进一步，这时，各成膜室63～65内，氮气、稀有气体及其他氟化气体朝向箭头72的方向流动，在基板60和头部63a～65a之间，由惰性气体形成了层流(laminar flow)。这时，可以取代基板加热或与其并用，对流动的惰性气体进行加热。当然，也可以不导入惰性气体而在减压下执行。
另外，成膜室66是用来利用溅射法成膜成为阴极的金属膜的室，在基板60通过长方形的靶66a的旁边时进行成膜。例如，可以形成铝与锂的合金膜含有周期表的1族或2族元素金属膜。靶66a的形状并不限于此。
另外，成膜室67是具有利用溅射法(最好是高频溅射法)的钝化效果的绝缘膜成膜室，与第7实施方式一样，在基板60通过长方形的靶67a的旁边时进行成膜。例如，可以形成氮化硅膜、氮氧化硅膜这样的高细密性的硅化合物膜。此外，靶67a的形状并不限于此。
此外，本发明的特征在于不需要在溶液喷涂的同时执行薄膜形成所需的焙烧工序等，但在各成膜室63～66之间，可以设置在减压下加热等焙烧工序。可以认为，只要从发光层等薄膜中去除溶媒成分，就能够相应地提高可靠性。
第13实施方式喷墨方式的缺点是，在溶液喷射停止时，溶媒从喷射口挥发而变得干燥，由此造成喷射口头部的阻塞。防止这个问题的一个现有方法是，一直连续喷射溶液来防止干燥。因此，由于溶液无用地喷出，发光体组成物的利用效率低下。使用图12说明本实施方式中防止喷射口头部干燥的方法。
图12(A)、(B)是分别从基板下方和横向观察本实施方式中发光体的制造工序所得的图。位于基板800下方的溶液喷涂装置的头部801朝向箭头方向扫描。从该头部801以第1～3实施方式中所示的形式喷射出含有发光体组成物的溶液，无需特别设置焙烧工序即可形成发光体802。这时，本实施方式的特征在于，在基板800旁边设置用来容纳扫描结束后的头部801的容纳部803，在其内部填充使溶媒挥发后的气体。使溶媒挥发后的气体(含有溶媒成分的气体)从导入口804被导入后，通过设置在容纳部803的下部的多个开口部805填充到容纳部803内部。
此外，所谓的“使溶媒挥发后的气体”是指能溶解要形成的发光体的溶媒，最好是与经头部801喷射的含有发光体组成物的溶液的溶媒相同。当然，并不需要限定为相同，可以根据要形成的发光体的种类适当改变。
在图12(C)、(D)中表示在发光体形成工序结束时头部801的状态。如图12(C)、(D)所示，头部801被容纳完全隐藏在容纳部803内部，暴露在溶媒气体的气体环境中。这时，在容纳部803设置盖子，在容纳好头部801后盖上盖子，有利于抑制溶媒成分向外部扩散。当然，头部是通过图中没有表示出来的支撑材料固定进行扫描的，需要避开这些支撑材料设置盖子。
如上所述，本实施方式的特征在于，在发光体形成工序结束后，头部被暴露到充满了能溶解成为其形成对象的发光体的溶媒的气体环境中，由此，在头部801的喷射口，发光体组成物被溶媒溶解，因而不会出现干燥等引起的堵塞。即，其所处的环境即使停止喷射发光体组成物也不会干燥，因此，不需要象现有的喷墨方式那样不停地连续喷射溶液来防止干燥，减少了无用喷射排出的比例，能够提高发光体组成物的利用效率。
此外，在喷涂后将头部暴露到以上述溶媒成分填满的气体环境中来防止干燥的技术思想当然也适用于将被处理面置于基板上侧的场合以及纵向设置基板的场合。
另外，本实施方式也可以与含有第4、5、10～12实施方式的任意一个的结构的制造装置组合，另外，也可以用于含有第7～9实施方式的任意一个的结构的发光装置的制造方法。
第14实施方式使用图13说明本实施方式中本发明相关的发光装置的制造方法所用的溶液喷涂装置的头部结构。此外，在本实施方式中采取了将被处理面置于下侧喷涂水平设置的基板的形式(对应第10、11实施方式)，但当然也适用于将被处理面置于基板上侧的场合、纵向设置基板的场合。
在图13(A)中，基板901由磁体构成的接受器(suscepter)902支撑，将被处理面置于下侧，水平设置。此外，靠近基板901的表面一侧设置了溶液喷涂装置的头部903。这时，喷嘴(喷射口)904的顶端部的放大部分以虚线部分905表示。喷嘴内部为中空结构，其进一步具有固定在内部的芯906、芯906上通过弹性体(在本实施方式中是弹簧)907连接的由磁体构成的罩(以下称为磁体罩)908。此外，中空结构的外侧以含有发光体组成物的溶液909填充。
磁体罩908选择在由磁体构成的接受器902之间斥力工作的材质。在图13(A)的情况下，基板901和磁体罩908之间的距离(X1)为在接受器902和磁体罩908之间斥力无法有效工作的距离，是由磁体材质和基板的厚度等决定的距离。当在接受器902和磁体罩908之间斥力不起作用的情况下，磁体罩908被压到弹性体907，挤在喷嘴904的顶端部，使含有发光体组成物的溶液909无法喷射。
另一方面，在开始溶液喷涂后，如图13(B)所示，基板901与磁体罩908之间的距离缩至X2。该距离X2是在接受器902与磁体罩908之间斥力充分有效的距离，利用该斥力，磁体罩908将弹性体907压缩，挤压到中空结构的内部。由此，在喷嘴904的顶端部位确保了空间，含有发光体组成物的溶液909被喷射出去。由此，含有发光体组成物的溶液909被喷涂到基板901的表面，溶媒在减压下挥发，或通过加热基板901使溶媒挥发，形成发光体910。
如上所述，通过使用相互排斥的斥力关系的磁体作为接受器与喷嘴顶端部位的罩，可以采取在接近到一定距离时喷涂内部的溶液的结构，能够确保基板与头部(严格说是喷嘴)的距离的一律相同性。另外，也可以通过控制基板与头部之间的距离来控制喷射的ON-OFF。该技术尤其适用于在有凹凸的基板上喷涂溶液的场合。
此外，本实施方式也可以与含有第4、5、10～13实施方式的任意一个的结构的制造装置组合，另外，也可以用于含有第7～9实施方式的任意一个的结构的发光装置的制造方法。
第15实施方式本实施方式中，使用图14来说明如第13、14实施方式所示，在进行基板输送和成膜的发光装置的制造装置中，使用多室方式的制造装置的实例。此外，各室相互以阀门连接，能够保持密封状态。
在图14中，存放室701中设置了用来输送基板的搬运器702。存放室701通过阀门连接到输送室703，装备到搬运器702上的基板借助于输送臂704输送，设置到基板安装台705。这时，基板首先被放置到推动针706上，其后，将推动针706降低，设置到基板安装台705。基板安装台705在基板固定后移动到装载/卸载室707内部，将基板交给接受器700。此外，在图14中，以虚线表示接受器700的部分在基板处理时位于此处，随着处理的进行，基板与接受器成为一体而移动，这意味着此时已经不在那里了。
在装载/卸载室707交付的基板与接受器700成为一体，沿着轨道移动，被输送到以阀门连接的公共室708。输送室708内设置了转盘709，转盘709上放置接受器700后，转盘709就会旋转，选择通过阀门连接到公共室的进行下一应该处理的室。
作为进行处理的室，本实施方式的制造装置设置了用来成膜空穴输送层(HTL)的成膜室(HTL成膜室)710、用来成膜发光层的成膜室(发光层成膜室)711、用来成膜电子输送层(ETL)的成膜室(ETL成膜室)712、以及利用溅射法成膜导电膜的成膜室(溅射法成膜室)713。用来形成发光体的成膜室710～712都设置了如第1～3实施方式所说明的溶液喷涂装置，是用来在减压下利用喷墨等溶液喷涂进行发光体组成物成膜的室。此外，各室中分别在基板下方设置了溶液喷涂装置的头部710a～712a，这些头部一边向基板方向喷射溶液，一边平行于基板扫描，进行被膜形成。
另外，利用溅射法成膜阴极的成膜室713设置了进行溅射所需的电极714、715和靶716，它们均呈柱状或长椭圆状。安装到接受器700上的基板被输送到箭头方向，在通过靶716旁边时进行成膜。这时，溅射法可以使用DC(直流)溅射法或RF(交流)溅射法的任意一种。
此外，在各室结束了处理的基板(接受器)返回到装载/卸载室707，经过基板安装台705等，存放到搬运器702。以上，到发光元件的阴极形成为止的工序即告完成。此外，本实施方式中针对执行直到阴极形成为止的工序的制造装置进行了说明，也可以增加室数，来完成直到钝化膜(保护膜)形成、利用密封罐等进行的封装为止的工序。另外，发光体的结构并不限于本实施方式，也适用于如第6实施方式所示的复合体的形成，此时，也可以进行室数的改变、成膜室的处理内容的改变及其他的改变。
此外，本实施方式既可以具备第4、5实施方式的结构，也可以用于第8、9实施方式所述的发光装置的制造。进一步，也可以用作为成膜室的第13、14实施方式的结构。
第16实施方式使用图15对本实施方式中通过实施本发明制造出来的发光装置的整体结构加以说明。图15是通过将形成有薄膜晶体管的元件基板利用密封材料封装而形成的发光装置的顶视图，图15(B)是图15(A)的B-B’位置处的剖视图，图15(C)是图15(A)的A-A’位置处的剖视图。
在基板81上配置了像素部(显示部)82、围绕着该像素部82设置的数据线驱动电路83、栅极线驱动电路84a、84b以及保护电路85，围绕着这些部件设置了密封材料86。像素部82具备实施本发明制造的发光元件。密封材料86可以使用紫外线硬化树脂、环氧树脂及其他树脂，但最好是尽量使用低吸湿性的材料。此外，密封材料86可以重叠设置在数据线驱动电路83、栅极线驱动电路84a、84b以及保护电路85的一部分上，也可以避开这些电路设置。
此外，使用密封材料86粘合密封材料87，利用基板81、密封材料86以及密封材料87形成密闭空间88。密封材料87可以使用玻璃材料、金属材料(代表性的是不锈钢材料)、陶瓷材料、塑料材料(也包含塑料薄膜)。另外，如第8实施方式所示，也可以只以绝缘膜封装。
此外，当使用不同于基板81的材料作为密封材料87时，由于热膨胀系数不同，有可能破坏密封材料86的密闭性。因此，最好是使用与形成有晶体管的基板81相同的材料作为密封材料87。换句话说，最好是使用与基板81具有相同热膨胀系数的基体。在本实施方式中，使用玻璃作为基板81和密封材料87的材料，进一步，通过将密封材料87经受与基板81在薄膜晶体管的制造过程中同样的加热过程，使它们的热膨胀系数一致。
在密封材料87的凹部预先设置吸湿剂(氧化钡或氧化钙等)89，在上述密闭空间88内部吸收水分和氧气等以保持清洁的气体环境，起到抑制EL层退化的作用。该凹部以细格网状的覆盖材料90覆盖，该覆盖材料90允许空气和水分通过，吸湿剂89无法通过。此外，密闭空间88使用氮气或氩等稀有气体填充即可，如果是惰性的，也可以使用树脂或液体填充。
另外，基板81上设置了用来向数据线驱动电路83及栅极线驱动电路84a、84b传达信号所需的端子部91，通过FPC(弹性印刷电路)92向该端子部91传达视频信号等数据信号。端子部91的截面如图15(B)所示，在与栅极布线或数据布线同时形成的布线93上，使用将导电体96分散的树脂97，电路连接层叠了氧化物导电膜94的结构的布线和设置在FPC92一侧的布线95。此外，导电体96可以使用在球状高分子化合物中施加金或银这样的电镀处理后的材料。
在本实施方式中，保护电路85设置在端子部91和数据线驱动电路83之间，当突发性的脉冲信号等静电进入两者之间时，起到将该脉冲信号释放到外部的作用。此时，首先，可以通过电容将瞬间进入的高电压信号钝化，将其他高电压通过使用薄膜晶体管或薄膜二极管构成的电路释放到外部。当然，保护电路也可以设置在其他场所，例如像素部82和数据线驱动电路83之间、像素部82和栅极线驱动电路84a、84b之间等。
第17实施方式第8、9实施方式所示的薄膜晶体管的结构都是上栅极结构(具体说来是平面结构)，在各实施方式中，也可以采用下栅极结构(具体说来是逆错列结构(an invert staggered structure))。
另外，当然不限于薄膜晶体管，也可以应用于使用硅井形成的MOS结构的晶体管。进一步，也可以应用于使用MIM(Metal-Insulator-Metal二端子二极管型)元件等所代表的二极管元件(也称为二端子元件)而不是薄膜晶体管的场合。
无论哪一种，本发明在应用于有源式矩阵型发光装置的制造时，利用晶体管结构等开关元件的结构，也不会破坏其原有效果。
第18实施方式可以将应用本发明所得的发光装置装配到显示部来制造电子设备。电子设备可以是摄像机、数字相机、泳镜型显示器(头盔显示器)、导引系统、音响播放装置(汽车音响、组合音响等)、笔记本电脑、游戏机、移动信息终端(移动电脑、移动电话、移动游戏机或电子书籍等)、具备记录介质的图像播放装置(具体是具备能够播放Digital Versatile Disc(DVD数字多功能光盘)等记录介质，显示其图像的显示器的装置)等。这些电子设备的具体实例如图16所示。
图16(A)是电视机，包含机匣2001、支撑台2002、显示部2003、扬声器部2004、视频输入端子2005等。本发明能够应用于显示部2003。此外，包含用于个人电脑、TV广播接收、广告显示等所有用于信息显示的电视机。
图16(B)是数字相机，包含主机2101、显示部2102、受像部2103、操作键2104、外部连接端口2105、快门2106。本发明能够应用于显示部2102。
图16(C)是笔记本电脑，包含主机2201、机匣2202、显示部2203、键盘2204、外部连接端口2205、指点鼠标2206等。本发明能够应用于显示部2203。
图16(D)是掌上电脑，包含主机2301、显示部2302、开关2303、操作键2304、红外线端口2305等。本发明能够应用于显示部2302。
图16(E)是具备记录介质的便携式图像播放装置(具体是DVD播放装置)，包含主机2401、机匣2402、显示部A2403、显示部B2404、记录介质(DVD等)读入部2405、操作键2406、扬声器部2407等。显示部A2403主要显示图像信息，显示部B2404主要显示文字信息，本发明能够应用于显示部A2403、B2404。此外，具备记录介质的图像播放装置也包含家用游戏机等。
图16(F)是泳镜型显示器(头盔显示器)，包含主机2501、显示部2502、臂部2503。本发明能够应用于显示部2502。
图16(G)是摄像机，包含主机2601、显示部2602、机匣2603、外部连接端口2604、遥控接收部2605、受像部2606、电池2607、声音输入部2608、操作键2609、目镜部2610等。本发明能够应用于显示部2602。
图16(H)是移动电话，包含主机2701、机匣2702、显示部2703、声音输入部2704、声音输出部2705、操作键2706、外部连接端口2707、天线2708等。本发明能够应用于显示部2703。此外，显示部2703能够通过在黑色背景上显示白色文字来控制移动电话的电力消耗。
如上所述，应用本发明所得的显示装置也可以用作各种电子设备的显示部。此外，本实施方式的电子设备中，也可以使用利用第1～3、6～8实施方式的任意一个结构所制造的发光装置。
工业适用性利用本发明，可以无需焙烧工序，在喷涂含有有机化合物或无机化合物等发光体组成物的溶液的近乎同时形成薄膜，能够大幅度提高发光装置的制造工序的生产能力。
另外，形成的薄膜中的溶媒成分在成膜的同时被充分去除，因此，能够在发光元件完成后避免由于去气导致的发光层自身的退化等问题，提高发光装置的可靠性。
权利要求
1.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向阳极或阴极从下方喷射，使上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
2.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在1×102～1×105Pa的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向阳极或阴极从下方喷射，使上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
3.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向阳极或阴极从下方喷射，在上述溶液到达上述阳极或阴极期间，使上述溶液中的溶媒挥发，同时使残存的发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
4.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向阳极或阴极从下方喷射，通过将上述阳极或阴极加热，在上述溶液到达上述阳极或阴极的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
5.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向阳极或阴极从下方喷射，通过将上述阳极或阴极从室温加热至200℃，在上述溶液到达上述阳极或阴极的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
6.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在相对于水平面0°到30°的范围内设置阳极或阴极，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液从下方喷射，使上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
7.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在相对于水平面0°到30°的范围内设置阳极或阴极，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液从下方喷射，在上述溶液到达上述基板期间，使上述溶液中的溶媒挥发，同时使残存的发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
8.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在相对于水平面0°到30°的范围内设置阳极或阴极，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液从下方喷射，通过将上述阳极或阴极加热，在上述溶液到达上述阳极或阴极的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
9.一种发光装置的制造方法，其特征在于，在相对于水平面0°到30°的范围内设置阳极或阴极，在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液从下方喷射，通过将上述阳极或阴极从室温加热至200℃，在上述溶液到达上述阳极或阴极的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阳极或阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜。
10.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阳极喷射，使上述发光体组成物在上述阳极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阴极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有上述发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
11.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阳极喷射，在上述溶液到达上述基板期间，使上述溶液中的溶媒挥发，同时使残存的上述发光体组成物在上述阳极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阴极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
12.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阳极喷射，通过将上述基板加热，在上述溶液到达上述基板的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阳极上堆积，形成至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阴极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
13.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阳极喷射，通过将上述阳极从室温加热至200℃，在上述溶液到达上述基板的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阳极上堆积，形成至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阴极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
14.如权利要求10至权利要求13的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜和阴极的形成是在多室方式的成膜装置中不暴露于大气而进行的。
15.如权利要求10至权利要求13的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜和阴极的形成是在在线方式的成膜装置中不暴露于大气而进行的。
16.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阴极喷射，使上述发光体组成物在上述阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阳极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
17.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阴极喷射，在上述溶液到达上述基板期间，使上述溶液中的溶媒挥发，同时使残存的上述发光体组成物在上述阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阳极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
18.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阴极喷射，通过将上述基板加热，在上述溶液到达上述基板的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阳极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
19.一种发光装置的制造方法，其在低于大气压的压力下，将含有发光体组成物的溶液朝向设置在基板上的阴极喷射，通过将上述阴极从室温加热至200℃，在上述溶液到达上述基板的同时使上述溶液中的溶媒开始挥发，使残存的上述发光体组成物在上述阴极上堆积，形成构成发光体的至少一层薄膜，在形成上述发光体组成物薄膜后，在上述发光体上利用溅射法或蒸镀法形成阳极，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是通过将上述基板设置在基板面相对于水平面0°到30°的范围内，并将含有发光体组成物的溶液从基板面下方喷射而进行的。
20.如权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是在多室方式的成膜装置中不暴露于大气而进行的。
21.如权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜的形成是在顺列方式的成膜装置中不暴露于大气而进行的。
22.如权利要求1、权利要求3至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，低于大气压的压力是指在1×103～1×105Pa的惰性气体的气体环境中。
23.如权利要求1、权利要求3至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，低于大气压的压力是1×102～1×105Pa。
24.如权利要求1至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，间歇式堆积上述发光体组成物来形成薄膜。
25.如权利要求1至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，连续堆积上述发光体组成物来形成薄膜。
26.如权利要求1至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，含有上述发光体组成物的溶液从单个或多个喷头喷射出来。
27.如权利要求1至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，上述发光体组成物是空穴注入材料、空穴输送材料、发光性材料、电子输送材料、电子注入材料、空穴阻塞材料、或电子阻塞材料。
28.如权利要求1至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的发光装置的制造方法，其特征在于，构成上述发光体的至少一层薄膜是作为从发光层、空穴注入层、空穴输送层、空穴阻塞层、电子注入层、电子输送层、或电子阻塞层之中选择的层发挥作用的薄膜。
29.一种发光装置，其特征在于，使用权利要求1至权利要求13及权利要求16至权利要求19的任意一项所述的方法制造。
全文摘要
本发明是一种发光装置的制造方法，其特征在于，在减压下将含有发光性材料的溶液朝向阳极或阴极喷射，在上述溶液到达上述阳极或阴极期间，使上述溶液中的溶媒挥发，同时使残存的上述发光性材料在上述阳极或阴极上堆积，形成发光层。利用本发明，在喷涂溶液后不需要用于形成薄膜的焙烧工序，因此，能够提供一种以低成本并且简便的方法实现高生产能力的制造方法。
文档编号B41J2/01GK1736130SQ200380108578
公开日2006年2月15日 申请日期2003年11月5日 优先权日2002年11月11日
发明者山崎舜平, 村上雅一, 野村亮二, 濑尾哲史 申请人:株式会社半导体能源研究所