KR101006938B1 - 제조 시스템 및 발광장치 제작방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 EL 재료의 이용 효율을 높이고, 또한, EL 층 성막의 균일성이나 스루풋이 우수한 성막 시스템의 하나인 증착 시스템 및 증착방법을 제공한다. 본 발명에 의하면, 증착실 내에서, 증착 재료가 봉입된 용기를 복수개 설치한 가늘고 긴 직사각형 형상의 증착원 홀더가 기판에 대하여 어느 피치로 이동하면서 기판상에 증착 재료를 증착한다. 또한, 직사각형 형상의 증착원 홀더의 길이방향을 기판의 한변에 대하여 비스듬하게 한 채 증착원 홀더를 이동시켜도 좋다. 또한, 증착 시의 증착원 홀더의 이동방향을 TFT 제작 시의 레이저광의 주사 방향과 다르게 하는 것이 바람직하다.

유기 EL 표시장치, 발광장치, 증착원 홀더, 증착 시스템

Description

제조 시스템 및 발광장치 제작방법{Fabrication system and manufacturing method of light emitting device}

본 발명은 증착에 의해 성막 가능한 재료(이하, 증착 재료라 칭함)의 성막에 사용되는 성막 시스템을 구비한 제조 시스템과, 이 제조 시스템이 사용되는, 유기 화합물을 함유하는 층을 발광층으로 하는 발광장치 및 그의 제작방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 기판에 대향하여 마련된 복수의 증착원으로부터 증착 재료를 증발시켜 성막을 행하는 성막방법(증착방법), 및 제조 시스템에 관한 것이다.

근년, 자기발광형의 발광소자로서 EL 소자를 가진 발광장치에 관한 연구가 활발화되고 있다. 이 발광장치는 유기 EL 디스플레이 또는 유기 발광 다이오드라고도 불리고 있다. 이들 발광장치는 동영상 표시에 적당한 빠른 응답 속도, 저전압, 저소비전력 구동 등의 특징을 가지고 있기 때문에, 신세대의 휴대 전화기나 휴대 정보 단말기(PDA)를 비롯하여 차세대 디스플레이로서 크게 주목 받고 있다.

EL 소자는 유기 화합물을 함유하는 층을 발광층으로 한다. 이 EL 소자는 유기 화합물을 함유하는 층(이하, EL 층이라 칭함)이 양극과 음극 사이에 끼워진 구조를 가지고 있고, 양극과 음극에 전계를 인가함으로써 EL 층에서 전계 발광(Electro Luminescence)이 발생한다. EL 소자로부터 얻어지는 발광으로는, 일중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(형광)과, 삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(인광)이 있다.

EL 층은 "정공 수송층/발광층/전자 수송층"으로 대표되는 적층 구조를 가지고 있다. 또한, EL 층을 형성하는 EL 재료는 저분자계(모노머계) 재료와 고분자계(폴리머계) 재료로 크게 구분되고, 저분자계 재료가 증착 시스템을 사용하여 성막된다.

종래의 증착 시스템은 기판을 설치하는 기판 홀더, EL 재료, 즉, 증착 재료를 봉입하는 도가니(crucible), 승화하는 EL 재료의 상승을 방지하는 셔터, 및 도가니 내의 EL 재료를 가열하는 히터를 가지고 있다. 그리고, 히터에 의해 가열된 EL 재료가 승화하고, 회전하는 기판에 성막된다. 이 때, 균일하게 성막을 행하기 위해, 기판과 도가니 사이의 거리는 1 m 이상 떨어뜨릴 필요가 있다.

종래의 증착 시스템이나 증착방법에서는, 증착에 의해 EL 층을 형성하는 경우, 승화한 EL 재료의 대부분이 증착 시스템의 성막실 내부의 내벽, 셔터 또는 방착(防着) 실드(shield)(증착 재료가 성막실의 내벽에 부착하는 것을 방지하기 위한 보호판)에 부착된다. 따라서, EL 층의 성막 시에, 고가의 EL 재료의 이용 효울이 대략 1% 이하로 극히 낮고, 발광장치의 제조 비용이 매우 고가로 되었다.

또한, 종래의 증착 시스템에서는, 균일한 막을 얻기 위해, 기판과 증착원과의 간격을 1 m 이상 떨어뜨릴 필요가 있었다. 따라서, 증착 시스템 자체가 대형화되고, 증착 시스템의 각 성막실의 배기에 필요한 시간도 장시간이 되기 때문에 성막 속도가 늦어지거나 작업 효율이 저하되었다. 또한, 대면적 기판의 경우, 기판 의 중앙부와 주변부에서 막 두께가 불균일하게 되기 쉽다는 문제가 발생한다. 더욱이, 증착 시스템은 기판을 회전시키는 구조이므로, 대면적 기판을 목적으로 하는 증착 시스템에는 한계가 있었다.

상기한 문제들을 감안하여, 본 발명자들은 증착 시스템(문헌 1: 일본국 공개특허공고 2001-247959호; 문헌 1: 일본국 공개특허공고 2002-60926호)을 제안하였다.

본 발명은 EL 재료의 이용 효율을 높임으로써 제조 비용을 삭감하고, 또한, EL 층 성막의 균일성이나 처리량(스루풋)이 우수한 제조 시스템의 하나인 증착 시스템 및 증착방법을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 본 발명의 증착 시스템 및 증착방법에 의해 제작되는 발광장치 및 그의 제작방법을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 기판 사이즈가, 예를 들어, 320 mm ×400 mm, 370 mm ×470 mm, 550 mm ×650 mm, 600 mm ×720 mm, 680 mm ×880 mm, 1000 mm ×1200 mm, 1100 mm ×1250 mm, 1150 mm ×1300 mm와 같은 대면적 기판에 대하여 효율 좋게 EL 재료를 증착하는 제조 시스템을 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 대면적 기판에 대해서도 기판 전면(全面)에서 균일한 막 두께를 얻을 수 있는 증착 시스템을 제공하는 것이다.

상기에 비추어, 본 발명의 목적은 기판과 증착원이 상대적으로 이동하는 것을 특징으로 하는 증착 시스템을 제공하는데 있다. 특히, 본 발명의 목적은 증착 재료가 봉입된 용기(도가니)를 설치한 증착원 홀더가 성막실 내에서 기판에 대하여 어느 피치(pitch)로 이동하는 것을 특징으로 하는 증착 시스템을 제공하는데 있다. 본 명세서에서, 이동하는 증착원 홀더를 구비한 증착 시스템을 가지는 제조 시스템을 이동 셀 클러스터(cell cluster) 방식이라 부른다.

본 발명에서, 하나의 증착원 홀더의 상면 형상은 직사각형이고, 그 증착원 홀더의 길이방향으로 도가니를 4개 이상, 바람직하게는 6개나 8개 나란히 설치한다. "직사각형"이란, 길고 가느다란 장방형, 가늘고 긴 타원형 혹은 선형을 포함하는 것으로 한다. 증착원 홀더의 길이방향의 길이는 사용하는 기판 사이즈에 맞추어 300 mm∼1300 mm의 범위 내에서 적절히 설정하고, 도가니를 등간격으로 배치한다. 또한, 증착원 홀더의 길이방향의 길이가 사용하는 기판의 한변보다도 짧은 경우에는, 수 회의 주사(스케닝)를 반복하여 기판 상에 성막한다. 또한, 증착원 홀더를 일 경로에서 반복적으로 이동시킴으로써 한가지 타입의 박막을 여러 번 적층할 수도 있다.

또한, 증착 중심을 교차시킨 4개 이상의 도가니를 설치하고, 동시에 가열하여, 복수의 방향으로부터 증착 재료를 서로 부딪히도록 함으로써 미립자화하여도 좋다. 이 경우, 증착 중심이 교차하는 지점은 마스크(및 기판)과 용기 사이의 공간에 위치한다.

또한, 증착원 홀더에 보유되는 유기 화합물은 반드시 하나이거나 또는 한 종류일 필요는 없고, 복수 종류의 것이어도 좋다.

또한, 증착원 홀더에 발광성 유기 화합물로서 제공되는 한 종류의 재료에 추가하여, 도펀트로서 작용할 수 있는 다른 유기 화합물(도펀트 재료)도 함께 제공될 수 있다. 유기 화합물 층이 호스트(host) 재료의 증착에 의해 형성되고, 발광 재료(도펀트 재료)는 호스트 재료보다 낮은 여기 에너지를 가지는 것이 바람직하다. 또한, 도펀트의 여기 에너지가 정공 수송 영역 및 전자 수송 층의 여기 에너지 보다 낮은 것이 바람직하다. 이것에 의해, 도펀트의 분자 여기자의 확산을 방지하면서, 효과적으로 도펀트를 발광시킬 수 있다. 또한, 도펀트가 캐리어 트랩형 재료라면, 캐리어 재결합 효율도 높일 수 있다. 또한, 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환할 수 있는 재료를 도펀트로서 혼합 영역에 첨가한 경우도 본 발명의 범위 내에 포함된다.

또한, 상이한 재료들을 복수의 도가니에 나누어 충전하고, 동시에 증착을 행함으로써, 적층 구조를 가지는 EL 층에 있어서의 각 막의 계면에 증착 재료가 혼합된 영역(혼합 영역)을 형성할 수 있다. 또한, 혼합 영역의 형성에 있어서는 혼합 영역에 농도 구배를 가지도록 하여도 좋다.

또한, 하나의 증착원 홀더에 제공되는 유기 화합물 재료의 종류를 복수로 하는 경우, 유기 화합물 재료들이 기판의 위치에서 교차하고 서로 섞일 수 있도록 유기 화합물 재료들의 증발 방향을 비스듬하게 하는 것이 바람직하다. 기울기 조절 나사로 용기(도가니)를 기울임으로써 증착 방향을 적절히 설정하면 좋다.

또한, 증착원 홀더에는, 증착원 홀더가 수평을 유지한 채 성막실 내에서 X방향 또는 Y방향으로 이동할 수 있는 기구(대표적으로는 2축 스테이지)가 마련되어 있다. 여기에서는, 증착원 홀더를 2차원 평면에서 X방향 및 Y방향으로 이동시킨다. 또한, 증착원 홀더의 이동 피치도 마스크의 개구부 사이즈에 적절히 맞추면 좋다. 또한, 막 두께 모니터도 증착원 홀더와 함께 이동된다. 막 두께 모니터로 측정된 값에 따라 증착원 홀더의 이동 속도를 조절함으로써 막 두께를 균일하게 한다. 증착원 홀더의 길이방향과 증착원 홀더의 이동방향 사이의 각도는 90°이다.

또한, 본 발명에 따른 증착 시스템에서는, 증착 시의 기판과 증착원 홀더 사이의 간격 거리 d를 대표적으로는 30 cm 이하, 바람직하게는 20 cm 이하, 더욱 바람직하게는 5 cm∼15 cm로 좁혀, 증착 재료의 이용 효율 및 스루풋을 현격하게 향상시키고 있다.

기판과 증착원 홀더 사이의 간격 거리 d를 대표적으로는 30 cm 이하로 좁히기 때문에, 증착 마스크도 가열될 우려가 있다. 따라서, 증착 마스크는 열에 의해 변형되기 어려운 낮은 열팽창률을 가지는 금속 재료, 예를 들어, 텅스텐, 탄탈, 크롬, 니켈, 몰리브덴과 같은 고융점 금속 혹은 이들 원소를 함유하는 합금, 스테인리스, 인코넬(Inconel), 하스텔로이(Hastelloy)와 같은 재료를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 니켈 42%, 철 58%를 함유하는 저 열팽창 합금도 사용될 수 있다. 또한, 가열되는 증착 마스크를 냉각하기 위해, 증착 마스크에 냉각 매체, 예를 들어, 냉각수, 냉각 가스를 순환시키는 기구를 구비하여도 좋다. 본 발명에 의하면, 증착원 홀더가 이동하기 때문에, 증착 마스크의 이동 속도가 빠르면, 열에 의한 마스크의 변형에 의해 야기되는 성막 불량이 최소화될 수 있다.

또한, 대면적 기판을 이용하여 다면 절삭(1장의 기판으로부터 복수의 패널을 형성)을 행할 때, 후에 스크라이브(scribe) 선이 되는 부분이 접하도록 기판을 지지하는 기판 보유 수단(프레임)이 마련되어 있다. 즉, 기판 보유 수단 위에 마스크와 기판을 탑재하고, 기판 보유 수단의 하측에 마련된 증착원 홀더로부터 증착 재료를 승화시켜, 기판 보유 수단에 접하지 않고 마스크로 덮이지 않는 영역에 증착을 행한다. 이렇게 함으로써, 자중(自重)에 의한 마스크 및 대면적 기판의 휨을 1 mm 이하로 억제할 수 있다. 또한, 마스크나 체임버 내벽을 세정하는 경우에는 기판 보유 수단을 도전성 재료로 형성하고, 기판 보유 수단에 접속된 고주파 전원에 의해 플라즈마를 발생시켜 마스크나 체임버 내벽에 부착한 증착 재료를 제거하면 좋다.

또한, 마스크에 부착한 증착물을 세정하기 위해, 도 4(A)에 나타내는 바와 같이 플라즈마 발생 수단에 의해 성막실 내에 플라즈마를 발생시켜, 마스크에 부착한 증착물을 기화시켜 성막실 외로 배기하는 것이 바람직하다. 따라서, 성막실은 Ar, H, F, NF₃, 또는 O로 이루어진 군에서 선택된 일 종류 또는 복수 종류의 가스를 도입하는 가스 도입 수단과, 기화된 증착물을 배기하는 수단을 구비하고 있다. 또한, 마스크에 별도로 전극을 마련하고, 어느 한 쪽에 고주파 전원이 접속되어 있다. 따라서, 마스크는 도전성 재료로 형성되는 것이 바람직하다. 상기 구성을 채택함으로써, 메인터넌스 시에 성막실 내를 대기에 노출시키지 않고 성막실을 세정하는 것이 가능하게 된다. 또한, 성막실에는, 마스크만을 간편하게 플라즈마 세정하는 수단과, 체임버 전체를 강력하게 플라즈마 세정하는 수단을 모두 구비하여 두는 것이 바람직하다.

상기 증착 시스템에서, 증착원 홀더는, 도 9에 일례가 도시된 바와 같이, 용기(대표적으로는 도가니)(801)와, 이 용기의 외측에 균열(均熱) 부재를 사이에 두고 배치된 히터와, 이 히터의 외측에 마련된 단열층과, 이들을 수납하는 외통(외틀(802))과, 이 외통의 외측 또는 내측에 감긴 냉각 파이프(냉각수(810)를 위한 파이프)와, 도가니의 개구부를 포함하여 외통의 개구부를 개폐하는 증착 셔터와, 막 두께 센서를 포함한다. 용기(801)와 외틀(802) 사이에 공간이 생기지 않도록 용기(801)와 외틀(802) 사이에 실리콘 수지(803)를 충전하여도 좋다. 또한, 필터가 마련되어 있기 때문에, 어느 일정 이상의 크기를 가지는 증착 재료는 용기 내에 제공된 필터의 망목(메시)을 통과할 수 없다. 용기(801) 내부에 필터를 마련함으로써, 그러한 증착 재료는 용기 내로 복귀하여 재차 승화될 수 있다. 이와 같이 필터를 구비하는 구성의 용기에 의해, 크기가 같은 증착 재료를 증착하기 때문에, 성막 속도를 제어할 수 있고, 균일한 막 두께를 얻을 수 있고, 표면 요철 없이 균일하게 증착하는 것이 가능하게 된다. 물론, 필터 없이 균일하고 고른 증착이 가능한 경우에는, 반드시 필터를 마련할 필요는 없다. 또한, 용기의 구조는 도 9에 도시된 것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 용기는 내열성 금속(Ti 등), 질화붕소(BN) 소결체, 질화붕소(BN)와 질화알루미늄(AlN)의 복합 소결체, 석영, 또는 그래파이트 등의 재료로 형성되어, 고온, 고압, 감압에 견딜 수 있는 것으로 되어 있다.

또한, 하나의 성막실에 복수의 증착원 홀더를 마련하여도 좋다. 본 발명에 의하면, 반입실, 이 반입실에 연결된 반송실, 이 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 이들 성막실에 연결된 설치실을 포함하는 제조 시스템으로서, 상기 복수의 성막실 각각은, 각 성막실 내를 진공으로 하는 진공 배기 처리실과 연결되어 있고, 마스크와 기판의 위치 맞춤하는 정렬(얼라인먼트) 수단(CCD 카메라와 스톱퍼)과, 기판 보유 수단과, 직사각형인 복수의 증착원 홀더와, 그 증착원 홀더를 각각 이동시키는 수단을 포함하고, 상기 증착원 홀더는 길이방향으로 배치되고 증착 재료가 봉입되는 용기와, 이 용기를 가열하는 수단를 가지며, 상기 설치실은 그 설치실 내를 진공으로 하는 진공 배기 처리실과 연결되어 있고, 상기 용기를 미리 가열하는 수단과, 상기 성막실 내의 상기 증착원 홀더에 상기 용기를 반송하는 수단을 가지고 있는 것을 특징으로 하는 제조 시스템이 제공된다.

상기 구성에서, 상기 기판 보유 수단은 마스크를 사이에 두고, 단자부가 되는 영역, 절단 영역, 또는 기판 단부와 중첩되어 있다.

상기 구성에서, 상기 기판 보유 수단과 상기 마스크는 서로 접착 또는 용착되어 있다.

상기 구성에서, 상기 증착원 홀더를 이동시키는 수단은 상기 증착원 홀더를 소정의 피치로 X축 방향으로 이동시키고, 또한, 다른 소정의 피치로 Y축 방향으로 이동시키는 기구를 가지고 있다.

상기 구성에서, 직사각형인 증착원 홀더에는 등간격으로 복수의 용기가 배치되어 있다.

또한, 복수의 용기를 배열하는 것이 아니라, 증착원 홀더의 직사각형 형상에 맞추어 용기 자체를 가늘고 긴 형상으로 하여도 좋다.

도 1에서는 도가니를 1열로 배열한 예(1×7)를 나타내고 있으나, 예를 들어, 2열로 복수의 도가니를 배열하여도 좋다. 또한, 복수의 증착원 홀더가 이동을 개시하는 타이밍은 앞의 증착원 홀더가 정지한 후라도 좋고, 정지하기 전이라도 좋다. 예를 들어, 하기의 과정에 따라 상이한 재료를 동일 체임버 내에서 기판 상에 연속적으로 적층하여 생산성을 향상시킬 수 있다. 즉, 4개의 증착원 홀더를 사용하는 경우, 제1 증착원 홀더에 정공 수송성 유기 재료가 채워진 도가니를 세트하고, 제2 증착원 홀더에 발광 유기 재료가 채워진 도가니를 세트하고, 제3 증착원 홀더에 전자 수송성 유기 재료가 채워진 도가니를 세트하고, 제4 증착원 홀더에 음극 버퍼 재료가 채워진 도가니를 세트한다. 또한, 증착된 막이 고화되기 전에 다음의 증착원 홀더의 이동을 개시하는 경우, 적층 구조를 가지는 EL 층에 있어서의 각 막의 계면에 증착 재료가 혼합된 영역(혼합 영역)을 형성할 수 있다.

또한, 기판과 증착원 홀더가 서로 상대적으로 이동함으로써, 기판과 증착원 홀더와의 거리를 길게 할 필요가 없어 시스템의 소형화를 달성할 수 있다. 또한, 증착 시스템이 소형으로 되기 때문에, 승화한 증착 재료가 성막실 내의 내벽 또는 방착 실드에 부착하는 것이 저감되고, 증착 재료를 낭비하지 않고 이용할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 증착방법에서 기판을 회전시킬 필요가 없기 때문에, 대면적 기판에 대응 가능한 증착 시스템이 제공될 수 있다. 또한, 증착원 홀더가 기판에 대하여 X축 방향 및 Y축 방향으로 이동하기 때문에, 증착막을 균일하게 성막하는 것이 가능하게 된다. 또한, 본 발명에 따르면, 증착 마스크가 이동하기 때문에, 열에 의한 마스크의 변형에 기인하는 성막 불량 등도 억제할 수 있다.

또한, 도 5(A) 및 도 5(B)에 나타내는 바와 같이, 직사각형의 증착원 홀더의 길이방향이 기판의 한변에 대하여(X방향 또는 Y방향으로) 비스듬히 설정되고, 증착원 홀더가 X방향 또는 Y방향으로 이동된다. 또한, 본 발명에 의하면, 반입실, 이 반입실에 연결된 반송실, 이 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 이 성막실에 연결된 설치실을 포함하는 제조 시스템으로서, 상기 복수의 성막실 각각은 이 성막실 내를 진공으로 하는 진공 배기 처리실과 연결되어 있고, 마스크와 기판의 위치 맞춤을 행하는 정렬 수단과, 직사각형인 증착원 홀더와, 이 증착원 홀더를 이동시키는 수단을 포함하고, 상기 증착원 홀더는 길이방향으로 배열되고 증착 재료가 봉입되는 용기와, 이 용기를 가열하는 수단을 가지고, 증착원 홀더를 이동시키는 상기 수단은 직사각형의 증착원 홀더를 그의 길이방향을 기판의 한변에 대하여 비스듬하게 한 채 기판의 X방향 또는 Y방향으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 제조 시스템이 제공된다.

상기 구성에서, 증착원 홀더의 길이방향과 증착원 홀더의 이동방향 사이의 각도는 어느 각도 Z(0°＜ Z ＜ 90°)를 이룬다.

또한, 기판은 직사각형의 증착원 홀더의 길이방향에 대하여 비스듬하게 세트되고, 그 증착원 홀더가 X방향 또는 Y방향으로 이동된다. 또한, 본 발명에 따르면, 반입실, 이 반입실에 연결된 반송실, 이 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 이 성막실에 연결된 설치실을 포함하는는 제조 시스템으로서, 상기 복수의 성막실 각각은 이 성막실 내를 진공으로 하는 진공 배기 처리실과 연결되어 있고, 마스크와 기판의 위치 맞춤을 행하는 정렬 수단과, 직사각형인 증착원 홀더와, 이 증착원 홀더를 이동시키는 수단을 포함하고, 상기 증착원 홀더는 길이방향으로 배치되고 증착 재료가 봉입되는 용기와, 이 용기를 가열하는 수단을 가지고, 상기 기판의 한변이 상기 직사각형의 증착원 홀더의 이동방향에 대하여 비스듬하게 설정되는 것을 특징으로 하는 제조 시스템이 제공된다.

상기 구성에서, 마스크와 증착원 홀더는 기판뿐만 아니라 증착원 홀더의 길이방향에 대하여 비스듬하게 설치된다. 또한, 증착원 홀더의 길이방향과 증착원 홀더의 이동방향 사이의 각도는 90°이다.

또한, 액티브 매트릭스형 발광장치를 제작하는 공정에서, TFT를 제작하는데 사용되는 레이저광의 주사 방향을 증착원 홀더의 이동방향과 다르게 하는 것이 바람직하다. 발광장치 제작방법에 관한 본 발명의 구성은 다음과 같다. TFT가 마련된 기판에 대향하여 배치된 증착원으로부터 유기 화합물을 함유하는 재료를 증착시켜, 상기 기판 위에 마련된 제1 전극 위에 유기 화합물을 함유하는 막을 형성하고, 이 유기 화합물을 함유하는 막 위에 제2 전극을 형성하는 발광장치 제작방법은, 절연 표면을 가진 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정, 상기 반도체막에 레이저광을 주사하여 조사하는 공정, 상기 반도체막을 활성층으로 하는 TFT를 형성하는 공정, 상기 TFT에 접속되는 제1 전극을 형성하는 공정, 직사각형의 증착원 홀더를 상기 레이저광의 주사 방향과는 다른 방향으로 이동시켜 상기 제1 전극 위에 유기 화합물을 함유하는 막을 형성하는 공정, 및 이 유기 화합물을 함유하는 막 위에 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 레이저광의 주사 방향에 대하여 수직인 방향을 증착원 홀더의 이동방향과 다르게 하는 것이 바람직하다. 본 발명의 다른 구성은 다음과 같다. TFT와 제1 전극이 마련된 기판에 대향하여 배치된 증착원으로부터 유기 화합물을 함유하는 재료를 증착시켜, 상기 제1 전극 위에 유기 화합물을 함유하는 막을 형성하고, 이 유기 화합물을 함유하는 막 위에 제2 전극을 형성하는 발광장치 제작방법은, 절연 표면을 가진 기판 위에 반도체막을 형성하는 공정, 상기 반도체막에 레이저광을 주사하여 조사하는 공정, 상기 반도체막을 활성층으로 하는 TFT를 형성하는 공정, 상기 TFT에 접속되는 제1 전극을 형성하는 공정, 직사각형의 증착원 홀더를 상기 레이저광의 주사방향에 대하여 수직인 방향과는 다른 방향으로 이동시켜 상기 제1 전극 위에 유기 화합물을 함유하는 막을 형성하는 공정, 및 이 유기 화합물을 함유하는 막 위에 제2 전극을 형성하는 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 구성에서, 상기 레이저광은 연속 발진 레이저와 펄스 발진 레이저 중에서 선택된 일 종류 또는 복수 종류의 레이저로부터 방출되는 레이저광이다. 상기 연속 발진 레이저 또는 상기 펄스 발진 레이저는 YAG 레이저, YVO₄ 레이저, YLF 레이저, YAlO₃ 레이저, 유리 레이저, 루비 레이저, 알렉산드라이트 레이저, 또는 Ti:사파이어 레이저이고, 또는 레이저광은 연속 발진 레이저와 펄스 발진 레이저 중에서 선택된 일 종류 또는 복수 종류로부터 방출되는 레이저광이며, 상기 연속 발진 레이저 또는 상기 펄스 발진 레이저는 엑시머 레이저, Ar 레이저, 또는 Kr 레이저이다.

증착시키는 EL 재료나 금속 재료에 산소나 물 등의 불순물이 혼입될 우려가 있는 주된 과정으로서는, 증착 전에 성막실에 EL 재료를 세트하는 과정이나, 증착 과정 등을 고려해 볼 수 있다.

또한, 통상, EL 재료를 보존하는 용기는 갈색 유리병에 넣어져, 플라스틱제 뚜껑(캡)으로 닫혀져 있다. 이 EL 재료를 보존하는 용기의 밀폐도가 불충분하다는 것도 고려해 볼 수 있다.

종래, 증착법에 의해 성막을 행할 때에는, 용기(유리병)에 넣어진 증착 재료를 소정 양 꺼내어, 증착 시스템 내에서 기판에 대향시킨 위치에 설치된 용기(대표적으로는 도가니, 증착 보트(boat))로 옮기고 있지만, 이 이동 작업에서 불순물이 혼입될 우려가 있다. 즉, EL 소자의 열화 원인의 하나인 산소나 수분 및 다른 불순물이 혼입될 가능성이 있다.

유리병으로부터 용기로 옮길 때에는, 예를 들어, 증착 시스템에 글로브 등이 구비된 전처리실 내에서 사람의 손으로 행하는 것을 생각해 볼 수 있다. 그러나, 전처리실에 글로브를 구비한 경우, 그 전처리실을 진공으로 할 수 없고, 이 때문에 대기압에서 작업을 행하게 되어, 설령 질소 분위기에서 행한다고 하더라도 전처리실 내의 수분이나 산소를 극력 저감하는 것은 어려웠다. 로봇을 이용하는 것도 생각해 볼 수 있지만, 증발 재료는 분말 형상이므로, 이를 옮기는 로봇을 제조하는 것은 어렵다. 따라서, 하부 전극 위에 EL 층을 형성하는 공정으로부터 상부 전극 형성 공정까지의 공정을 전자동화하여 EL 재료에의 불순물 혼입을 피하는 것이 가능한 제조 시스템(연속적인 클로즈드(closed) 시스템)으로 하는 것은 어려웠다.

따라서, 본 발명은, EL 재료를 보존하는 용기로서 종래의 용기, 대표적으로는 갈색 유리병 등을 사용하지 않고, 증착 시스템에 설치될 예정인 용기에 EL 재료나 금속 재료를 직접 수납하고 진공 봉지하여, 반송 후에 증착을 행함으로써, 고순도의 증착 재료에의 불순물 혼입을 방지하는 제조 시스템을 제공한다. 또한, EL 증착 재료를 용기에 직접 수납할 때, 얻어지는 EL 재료를 별도의 용기들에 나누어 수납하는 것이 아니라, 증착 시스템에 설치될 예정인 용기(도가니) 내에 직접 EL 증착 재료의 승화 정제를 행하여도 좋다. 본 발명에 의하면, 앞으로 한층 더 증착 재료의 고순도화가 가능하게 된다. 또한, 증착 시스템에 설치될 예정인 용기에 금속 재료를 직접 수납하고, 저항 가열에 의해 증착을 행하여도 좋다.

용기의 형태에 대하여 도 8(A)를 이용하여 설명한다. 반송에 사용하는 상부 용기(721a)와 하부 용기(721b)의 2부분으로 나누어지는 제2 용기는, 이 제2 용기의 상부에 제1 용기를 고정하기 위한 고정 수단(706)과, 이 고정 수단에 압력을 가하기 위한 스프링(705)과, 제2 용기 내의 감압을 유지하기 위한 가스 경로로 작용하도록 제2 용기의 하부에 마련된 가스 도입구(708)와, 상부 용기(721a)와 하부 용기(721b)를 고정하는 O링과, 체결구(fastener)(702)를 포함한다. 이 제2 용기 내에는 정제된 증착 재료가 봉입된 제1 용기(701)가 세트된다. 또한, 제2 용기는 스테인리스를 함유하는 재료로 형성되는 것이 바람직하고, 제1 용기(701)는 티탄을 함유하는 재료로 형성되는 것이 바람직하다.

재료 제조업체에서 제1 용기(701)에 정제한 증착 재료가 봉입된다. 그리고 O링을 사용하여 상부 용기(721a)와 하부 용기(721b)를 서로 맞추고, 체결구(702)로 고정한다. 그리고, 제1 용기(701)를 제2 용기 내에 밀폐한 다음, 가스 도입구(708)를 통하여 제2 용기 내를 감압하고 또한 질화물 분위기로 치환한 다음, 스프링(705)을 조절하여 고정 수단(706)으로 제1 용기(701)를 고정한다. 또한, 제2 용기 내에 건조제를 배치하여도 좋다. 이와 같이 제2 용기 내를 진공이나 감압, 질화물 분위기로 유지하면, 증착 재료에 약간의 산소나 수분이 부착하는 것조차도 방지할 수 있다.

이 상태로 용기들이 발광장치 제조업체로 반송되어 제1 용기(701)를 성막실에 직접 설치한다. 그 후, 가열에 의해 증착 재료가 승화되어 기판에 성막된다.

또한, 그 외의 부품, 예를 들어, 막 두께 모니터(수정 진동자 등), 셔터 등도 대기에 노출되지 않게 증착 시스템 내로 반송되는 것이 바람직하다.

상기 증착 시스템에 설치하는 용기에 증착 재료를 직접 수납하는 작업은 발광장치 제조업체가 증착 재료를 제조 또는 판매하고 있는 재료 제조업체에 의뢰하는 것이 바람직하다. 발광장치 제조업체와 재료 제조업체가 연합하여 불순물 혼입의 저감을 도모함으로써, 재료 제조업체에서 얻을 수 있는 극히 높은 순도의 EL 재료를 유지하고, 그대로 순도를 떨어뜨리지 않고 발광장치 제조업체에서 증착을 행할 수 있다.

또한, 아무리 고순도 EL 재료를 재료 제조업체에서 제공하더라도, 발광장치 제조업체에서 종래의 방식으로 이동 작업을 하는 한 불순물 혼입의 우려가 존재하고, 따라서, EL 재료의 순도를 유지할 수 없고, 순도에 한계가 있었다.

상기 과제에 입각하여, 본 발명에서는 대기에 노출되지 않도록 용기 내에 진공 봉지된 도가니(증착재료가 밀봉 충전되어 있음)를 용기로부터 꺼내어, 대기에 노출되지 않게 도가니를 설치하는 설치실에 연결된 성막실로 반송한다. 그 다음, 도가니를 반송 로봇을 사용하여 설치실로부터 반송한다. 설치실에도 진공 배기 수단과 도가니를 가열하는 수단을 설치하는 것이 바람직하다.

도 8(A) 및 도 8(B)를 이용하여 제2 용기(721a, 721b)에 밀봉되어 반송되는 제1 용기(701)를 성막실에 설치하는 기구에 대하여 설명한다.

도 8(A)는 제1 용기가 수납된 제2 용기(721a, 721b)를 탑재시킨 회전대(턴테이블)(707)와, 제1 용기를 반송하기 위한 반송 기구와, 견인 기구(711)를 가지는 설치실(705)의 단면을 나타낸다.

분위기를 제어하는 수단에 의해 가스 도입구를 통하여 성막실에 인접하여 있는 설치실의 분위기를 제어하는 것이 가능하다. 본 발명에 따른 반송 기구는 도 8(B)에 도시된 바와 같이 제1 용기의 상부를 끼워(잡고) 반송하는 구조에 한정되는 것은 아니고, 제1 용기의 측면을 끼워(잡고) 반송하는 구조로 하여도 상관없다.

이와 같은 설치실에서 체결구(702)를 푼 상태로 설치실 내의 회전대(713) 위에 제2 용기를 배치한다. 설치실의 내부는 진공 상태이므로, 체결구(702)를 풀어도 용기가 떨어지지 않는다. 이어서, 분위기를 제어하는 수단에 의해 설치실 내를 감압 상태로 한다. 설치실 내의 압력과 제2 용기 내의 압력이 같아질 때, 제2 용기가 용이하게 개봉될 수 있다. 그 다음, 견인 기구(711)에 의해 제2 용기의 상부(721a)를 떼어내고, 회전축(712)을 중심으로 하여 회전대(713)를 회전시킴으로써 제2 용기의 하부 및 제1 용기를 이동시킨다. 그 다음, 제1 용기(701)를 반송 기구에 의해 성막실로 반송하여 증착원 홀더(도시되지 않음)에 설치한다.

그 후, 증착원 홀더에 마련된 히터에 의해 증착 재료를 승화시키고 성막을 개시한다. 이 성막 시에 증착원 홀더에 마련된 셔터(도시되지 않음)가 열리면, 승화한 증착 재료가 기판 쪽으로 비산하여 기판에 증착되어, 발광층(정공 수송층, 정공 주입층, 전자 수송층, 전자 주입층을 포함)을 형성한다.

그리고, 증착이 완료된 후, 증착원 홀더로부터 제1 용기를 견인하고, 설치실로 반송하여, 회전대에 설치된 제2 용기의 하부 용기(도시되지 않음)상에 탑재한 다음, 상부 용기(721a)에 의해 밀봉한다. 이 때, 제1 용기와, 상부 용기(721a)와, 하부 용기는 반송된 조합으로 제2 용기 내에 밀봉되는 것이 바람직하다. 이 상태에서, 설치실을 대기압으로 하고, 제2 용기를 설치실로부터 꺼내어, 체결구(702)를 고정한 채 재료 제조업체로 반송한다.

또한, 성막실에 연결한 전처리실(설치실)에 로봇을 마련하고, 증착원마다 성막실로부터 전처리실로 이동시켜, 전처리실에서 증착원에 증착 재료를 세트하여도 좋다. 즉, 증착원이 전처리실까지 이동하는 구조를 가지는 제조 시스템으로서 하여도 좋다. 이렇게 함으로써, 성막실의 세정도를 유지한 채, 증착원을 세트할 수 있다.

또한, 본 발명은 기판 1장당 처리시간을 단축할 수 있다. 도 10에 도시된 바와 같이, 멀티체임버(multi-chamber)형 제조 시스템은 제1 기판에 증착하는 제1 성막실과 제2 기판에 증착하는 제2 성막실을 포함하는 복수의 성막실을 가지고 있다. 각각을 성막실에서 복수의 유기 화합물 층이 병행하여(병렬로) 적층됨으로써, 기판 1장당 처리시간이 단축된다. 즉, 반송실로부터 제1 기판을 꺼내어 제1 성막실로 반입한 후, 제1 기판 위에 증착을 행한다. 이 동안에, 반송실로부터 제2 기판을 꺼내어 제2 성막실에 반입하여 제2 기판 위에 증착을 행한다.

도 10에 도시된 바와 같은 반송실(1004a)에 성막실이 6개 마련되어 있기 때문에, 6장의 기판을 각각의 성막실로 반입하고 순차적으로 병행하여 증착을 행하는 것이 가능하다. 또한, 하나 이상의 성막실의 메인터넌스 중에도, 제조 라인을 일시 정지시키지 않고 다른 성막실을 사용하여 증착을 행할 수도 있다.

또한, 본 발명에 따라 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하는 증착 과정의 일례는 다음과 같다. 즉, 먼저, 도가니를 진공 봉지하고 있는 용기를 설치실에 세트하고, 설치실 내를 진공 배기한 후, 용기로부터 도가니를 꺼낸다. 이어서, 도가니를 온도 T까지 가열하지만, 설치실 내의 진공도를 증착 시의 진공도보다도 낮게 제어하여 설치실에서 증착이 개시되지 않도록 주의할 필요가 있다. 이어서, 가열된 도가니를 설치실로부터 성막실로 반송한다. 성막실에 있는 미리 가열된 증착원 홀더에 도가니를 세트하고, 진공도를 더욱 높임으로써 증착을 개시한다. 증착원 홀더는 X방향 또는 Y방향으로 이동될 수 있어, 고정되어 있는 기판에 대하여 균일하게 성막할 수 있다. 도가니를 미리 가열하여 둠으로써 가열 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에 의하면, 기판을 회전시킬 필요가 없으므로, 대면적 기판에 대응 가능한 증착 시스템이 제공될 수 있다. 또한, 대면적 기판을 사용하여도 균일한 막 두께를 얻을 수 있는 증착 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 본 발명에 의해, 기판과 증착원 홀더와의 거리를 짧게 할 수 있고, 증착 시스템의 소형화를 달성할 수 있다. 증착 시스템이 소형으로 되기 때문에, 승화한 증착 재료가 성막실 내의 내벽 또는 방착 실드에 부착하는 양이 저감되어, 증착 재료를 효율적으로 이용할 수 있다.

또한, 본 발명은 증착 처리를 행하는 복수의 성막실이 연속하여 배치된 제조 시스템을 제공할 수 있다. 이와 같이 복수의 성막실에서 병렬 처리를 행하면, 발광장치의 스루풋이 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 증착 시스템의 상면도(실시형태 1).

도 2는 기판 부근을 확대한 단면도(실시형태 1).

도 3(A)∼도 3(H)는 기판 보유 수단의 구성을 나타내는 도면(실시형태 2).

도 4(A) 및 도 4(B)는 본 발명에 따른 증착 시스템의 단면도 및 상면도(실시형태 3).

도 5(A) 및 도 5(B)는 증착원 홀더의 이동방향을 나타내는 도면(실시형태 4).

도 6(A)∼도 6(D)는 증착 마스크를 나타내는 도면(실시형태 1).

도 7(A)∼도 7(C)는 증착 마스크를 나타내는 도면(실시형태 1).

도 8(A) 및 도 8(B)는 반송되는 용기의 형태를 나타내는 도면.

도 9는 증착원 홀더를 나타내는 도면.

도 10은 제조 시스템을 나타내는 도면(실시예 1).

도 11(A)∼도 11(D)는 소자의 구조를 설명하는 도면(실시예 2).

도 12(A) 및 도 12(B)는 발광장치를 나타내는 도면(실시예 3).

도 13(A) 및 도 13(B)는 발광장치를 나타내는 도면(실시예 3).

도 14(A)∼도 14(F)는 TFT와 제1 전극과의 접속, 및 격벽 형상을 나타내는 도면(실시예 4).

도 15(A)∼도 15(E)는 전자 기기의 예를 나타내는 도면(실시예 5).

도 16(A)∼도 16(C)는 전자 기기의 예를 나타내는 도면(실시예 5).

도 17(A) 및 도 17(B)는 모듈을 나타내는 도면(실시예 6).

도 18은 블록도를 나타내는 도면(실시예 6).

도 19(A) 및 도 19(B)는 증착원 홀더의 이동방향을 나타내는 도면(실시예 7).

도 20(A) 및 도 20(B)는 화소의 회로도 및 발광장치의 단면도(실시예 8).

[실시형태 1]

도 1은 본 발명에 따른 증착 시스템을 나타내는 상면도이다. 또한, 도 1은 증착 도중의 증착 시스템을 나타낸다.

도 1에서, 성막실(11)은 기판 보유 수단(12)과, 증착 셔터가 설치된 증착원 홀더(17)와, 증착원 홀더를 이동시키는 기구(도시되지 않음)와, 감압 분위기로 하는 수단(진공 배기 수단)을 포함한다. 그리고, 성막실(11)에는 대형 기판(13)과 증착 마스크(도시되지 않음)가 설치된다.

또한, 기판 보유 수단(12)은 금속으로 된 증착 마스크를 중력으로 고정하고 있어, 증착 마스크 위에 배치되는 기판(13)을 고정한다. 기판 보유 수단(12)에 진공 흡착 기구를 마련하여 마스크를 진공 흡착하여 고정하여도 좋다. 여기에서는 증착 마스크가 기판 보유 수단(12)에 접착 또는 용착하고 있는 예를 나타내지만, 증착 마스크와 기판 보유 수단이 서로 고착되는 것을 방지하기 위해, 증착 마스크와 기판 보유 수단의 교차부에 절연물을 제공하거나, 또는 증착 마스크와 점 접촉이 되도록 기판 보유 수단의 형상을 적절히 변경하여도 좋다. 또한, 여기에서는 기판 보유 수단(12)으로 기판과 증착 마스크 모두를 탑재하는 구성으로 한 예를 나타내지만, 기판 보유 수단과 증착 마스크 보유 수단을 서로 다르게 마련하여도 좋다. 또한, 기판 보유 수단은 성막실에 고정되어 있다.

또한, 기판 보유 수단(12)과 중첩하는 영역에는 증착을 행할 수 없기 때문에, 기판 보유 수단(12)은 다면 절삭할 때에 절단 영역(스크라이브 선이 되는 영역)에 마련하는 것이 바람직하다. 혹은, 기판 보유 수단(12)은 패널 단자부가 되는 영역과 중첩되도록 마련하여도 좋다. 도 1에 도시된 바와 같이, 기판 보유 수단(12)은 상방에서 보면, 1장의 기판(13)에 점선으로 나타낸 4개의 패널을 형성한 예를 나타내고 있기 때문에, 십자 형상으로 되어 있지만, 기판 보유 수단(12)의 형상은 이것에 특별히 한정되지 않고, 비대칭 형상으로 하여도 좋다. 또한, 도시되지 않았지만, 기판 보유 수단(12)은 성막실에 고정되어 있다. 또한, 도 1에서는 간략화를 위해 마스크를 도시하지 않았다.

또한, CCD 카메라(도시되지 않음)를 이용하여 증착 마스크와 기판의 정렬(얼라인먼트)을 확인할 수 있다. 기판과 증착 마스크에 각각 정렬 마커(marker)를 마련해 두고 정렬 제어를 행하면 좋다. 증착원 홀더(17)에는 증착 재료(18)가 봉입된 용기가 설치되어 있다. 이 성막실(11)은 감압 분위기로 하는 수단에 의해 5 × 10 ^-3 Torr(0.665 Pa) 이하, 바람직하게는 10^-4∼10^-6 Pa의 진공도로 배기된다.

또한, 증착 재료는 설치실(33b)에서 저항 가열에 의해 미리 승화(기화)되고, 증착 속도가 안정되면, 셔터(30)를 열고, 증착원 홀더(17)를 성막실(11) 내부로 이동시키고, 또한, 기판의 하방을 통과시킨다. 증발한 증착 재료는 상방으로 비산하고, 증착 마스크에 마련된 개구부를 통하여 기판(13)상에 선택적으로 증착된다. 또한, 성막 속도, 증착원 홀더의 이동 속도, 및 셔터의 개폐를 마이크로컴퓨터에 의해 제어할 수 있도록 해 두면 좋다. 이 증착원 홀더의 이동 속도에 의해 증착 속도를 제어하는 것이 가능하게 된다. 또한, 증착원 홀더에 성막을 제어하기 위한 셔터를 별도로 마련하여도 좋다.

또한, 도 1에서는 복수의 증착원 홀더(17)가 설치실(33b, 33c)에 대기할 수 있도록 되어 있고, 증착원 홀더(17)를 순차적으로 이동시켜, 복수 종류의 막을 적층할 수 있다.

또한, 도시되지 않았지만, 증착원 홀더에 마련된 막 두께 모니터, 예를 들어, 수정 진동자에 의해 증착막의 막 두께를 측정하면서 증착할 수 있다. 이 수정 진동자를 이용하여 증착막의 막 두께를 측정하는 경우, 수정 진동자에 증착된 막의 질량 변화를 공진 주파수의 변화로서 측정할 수 있다.

도 1에 나타낸 증착 시스템에서는, 증착 중에 기판(13)과 증착원 홀더(17) 사이의 간격 d를 대표적으로는 30 cm 이하, 바람직하게는 20 cm 이하, 더욱 바람직하게는 5 cm∼15 cm로 좁혀, 증착 재료의 이용 효율 및 스루풋을 현격히 향상시키 고 있다.

도 2는 기판 부근을 확대한 단면 모식도를 나타낸다. 도 2에는, 6개의 용기(도가니)(202)를 구비한 직사각형 형상의 증착원 홀더(204)를 나타내고 있다. 6개의 용기(202)에는 적절히 막 두께 모니터(201)를 마련한다. 기울기 조절 나사(205)도 막 두께 모니터(201)와 마찬가지로 적절히 마련하고, 이 기울기 조절 나사(205)는 히터(203)를 기판(200)에 대하여 기울도록 할 수 있다. 여기에서는 가열 수단으로서 히터(203)를 이용하여, 저항 가열에 의해 증착을 행한다.

또한, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 발광이 얻어지는 유기 화합물을 함유하는 층들을 선택적으로 적층하여 풀 컬러의 발광소자를 얻는 경우, 3장의 증착 마스크를 이용하여 선택적으로 성막을 행한다. 도 6(A)∼도 6(D)는 발광 효율이 다른 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자의 각각의 발광 면적을 바꾼 예를 나타낸다. 또한, 발광색에 따라 정공 수송층 또는 정공 주입층, 전자 수송층 또는 전자 주입층의 막 두께를 각각 바꾸어 적절히 조절하는 것이 바람직하다. 여기에서는 적색 발광 면적 ＞ 청색 발광 면적 ＞ 녹색 발광 면적으로 한 예를 나타내지만, 본 발명이 이것에 특별히 한정되는 것은 아니다.

도 6(A)는 R용의 증착 마스크, 도 6(B)는 B용의 증착 마스크, 도 6(C)는 G용의 증착 마스크를 나타낸다.

제1 성막실에서, R용의 증착 마스크(도 6(A))를 이용하여 정공 수송층 또는 정공 주입층, 발광층(R), 전자 수송층 또는 전자 주입층을 순차적으로 적층하고, 제2 성막실에서, G용의 증착 마스크(도 6(C))를 이용하여 정공 수송층 또는 정공 주입층, 발광층(G), 전자 수송층 또는 전자 주입층을 순차적으로 적층하고, 제3 성막실에서, B용의 증착 마스크(도 6(B))를 이용하여 정공 수송층 또는 정공 주입층, 발광층(B), 전자 수송층 또는 전자 주입층을 순차적으로 적층한 후, 음극을 형성하면 풀 컬러의 발광소자를 얻을 수 있다. 이렇게 하여 얻어진 발광 영역의 일부, 즉, 8화소분의 발광 영역이 도 6(D)에 도시되어 있다.

도 7(A)∼도 7(C)는 적색 발광소자, 녹색 발광소자, 청색 발광소자 각각의 발광 면적을 동일하게 한 예를 나타낸다. 발광 면적을 동일하게 한 경우에는, 각각의 마스크에 있어서의 개구부의 형상이 동일하게 되고, 위치 정렬만이 다를 뿐이다. 따라서, 하나의 유리 마스크로부터 R용의 증착 마스크, G용의 증착 마스크, B용의 증착 마스크를 형성할 수 있기 때문에, 비용을 삭감할 수 있다. 특히, 대형 기판용의 증착 마스크에 관한 설계 비용 삭감을 행할 수 있고, 더욱이, 도 7(C)에 나타내는 바와 같이 4장의 마스크를 정렬 정밀도 좋게 배열시켜 1장의 마스크로 하면 비용 삭감을 대폭으로 행할 수 있다.

도 7(A)에 도시한 증착 마스크를 R용, G용, B용으로 3장 준비한다. 단, 각각 개구부의 위치만 다르게 한다. 이들 마스크를 이용하여 순차 적층하여 얻어진 발광 영역의 일부, 즉, 8화소분의 발광 영역이 도 7(B)에 도시되어 있다.

또한, 기판(200)은 CCD 등에 의해 마스크(207a, 207b) 및 기판 보유 수단과 위치 맞춤된다. 여기에서는 다면 절삭의 예를 나타내고 있고, 대형 기판에 맞춘 대형 사이즈의 마스크는 고가이므로, 본 발명에서 사용하는 마스크는 복수의 작은 마스크를 정밀도 좋게 일체화한 마스크로 하고 있다. 예를 들어, 대형 기판(600 cm ×720 cm)에 4개의 패널을 형성하도록 하는 경우, 도 7(C)에 나타낸 바와 같이, 4장의 마스크(300 cm ×360 cm)를 일체화한 마스크를 이용하면 좋다. 4장을 정렬하여 서로를 접착시킴으로써 마스크 설계에 필요한 비용을 삭감할 수 있다. 복수의 마스크를 일체화시키기 위해, 복수의 마스크를 기판 보유 수단에 용착 또는 접착하여 고정하여도 좋다. 또한, 슬라이드식 셔터(도시되지 않음)를 마련하여 증착을 제어하여도 좋다. 예를 들어, 증착원 홀더가 이동하므로 기판(201)의 하방에 증착원 홀더가 없는 경우에는, 셔터를 닫아 증착을 멈출 수 있다. 증착원 홀더(204)는 이동 기구(206)(대표적으로는 2축 스테이지)에 의해 성막실 내 2차원 평면에서 X방향 또는 Y방향으로 이동된다. 또한, 도 2에는 6개의 용기를 구비한 증착원 홀더의 예를 나타내었지만, 본 발명이 이것에 특별히 한정되지는 않고, 6개 이상의 용기를 구비한 증착원 홀더로 하여도 좋다.

이상과 같이, 증착원 홀더를 이동시키는 기구를 가지는 성막실을 사용함으로써, 기판과 증착원 홀더 사이의 거리를 길게 할 필요가 없고, 증착막을 균일하게 성막하는 것이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명에 의하면, 기판과 증착원 홀더 사이의 거리를 짧게 할 수 있고, 증착 시스템의 소형화를 달성할 수 있다. 그리고, 증착 시스템이 소형으로 되기 때문에, 승화한 증착 재료가 성막실 내의 내벽 또는 방착 실드에 부착하는 것이 저감되어, 증착 재료를 효율적으로 이용할 수 있다. 더욱이, 본 발명의 증착방법에서는 기판을 회전시킬 필요가 없기 때문에, 대면적 기판에 대응할 수 있는 증착 시스템이 제공될 수 있다.

또한, 이와 같이 기판과 증착원 홀더 사이의 거리를 짧게 함으로써, 증착막을 얇게 잘 제어하여 증착할 수 있다.

또한, 증착원 홀더에 도가니를 세트하기 위해서는, 설치실(33a)에 마련된 회전대(35) 위에 설치된 도가니를 반송 기구(31)에 의해 설치실(33b)로 반송한다. 본 발명에서는, 대기에 노출되지 않도록 용기 내에 진공 봉지된 도가니(증착 재료가 봉입된)를 용기로부터 꺼내어, 증착원 홀더에 도가니를 세트하기 위한 설치실이 성막실에 연결되어 있으므로 대기에 노출되지 않게 반송 로봇에 의해 설치실로부터 도가니를 반송한다. 각 설치실에도 진공 배기 수단을 마련하고, 또한, 도가니를 가열하는 수단도 각 설치실에 마련하는 것이 바람직하다.

도 8(A) 및 도 8(B)를 이용하여, 제2 용기(721a, 721b)에 밀봉되어 성막실로 반송되는 제1 용기(701)를 성막실에 배치하는 기구를 설명한다.

도 8(A)는 제1 용기가 수납된 제2 용기(721a, 721b)를 탑재한 회전대(707)와, 제1 용기를 반송하기 위한 반송 기구와, 견인 기구(711)를 가지는 설치실(705)의 단면을 나타낸다.

또한, 분위기를 제어하는 수단에 의해 가스 도입구를 통하여 성막실에 인접한 설치실의 분위기를 제어하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명에 따른 반송 기구는 도 8(B)에 도시된 바와 같이 제1 용기(701)의 상방으로부터 이 제1 용기를 끼워(잡아) 반송하는 구성에 한정되는 것이 아니고, 제1 용기의 측면을 끼워(잡아) 반송하는 기구라도 상관없다.

설치실 내에서 체결구(702)를 푼 상태에서 제2 용기를 설치실 내의 회전대 (713) 위에 배치한다. 설치실의 내부는 진공 상태이므로 체결구(702)를 풀어도 용기가 떨어지지 않는다. 이어서, 분위기를 제어하는 수단에 의해, 설치실 내를 감압 상태로 한다. 설치실 내의 압력과 제2 용기 내의 압력이 같아질 때, 제2 용기는 용이하게 개봉할 수 있는 상태가 된다. 그리고, 견인 기구(711)에 의해 제2 용기의 상부(721a)를 떼어내고, 회전축(712)을 중심으로 하여 회전대(713)를 회전시킴으로써 제2 용기의 하부 및 제1 용기를 이동시킨다. 그리고, 제1 용기(701)를 반송 기구에 의해 성막실로 반송하여 증착원 홀더(도시되지 않음)에 설치한다.

그 후, 증착원 홀더에 마련된 히터에 의해 증착 재료가 승화되고 성막이 개시된다.

증착이 완료된 후, 증착원 홀더로부터 제1 용기를 견인하여, 설치실로 반송하여, 회전대(35)에 설치된 제2 용기의 하부 용기(도시되지 않음)상에 탑재한 다음, 상부 용기(721a)에 의해 밀폐한다. 이 때, 제1 용기와, 상부 용기(721a)와, 하부 용기는 반송된 조합으로 제2 용기 내에서 함께 밀봉되는 것이 바람직하다. 이 상태에서, 설치실(33a) 내를 대기압으로 하고, 제2 용기를 설치실로부터 꺼내어, 체결구(702)를 고정하여 재료 제조업체로 반송한다.

[실시형태 2]

다음에, 본 발명에 따른 기판 보유 수단의 구성에 대하여 도 3(A)∼도 3(H)를 이용하여 상세하게 설명한다.

도 3(A)는 기판(303)과 마스크(302)가 탑재된 기판 보유 수단(301)의 사시도를 나타내고, 도 3(B)는 기판 보유 수단(301)만을 나타낸다.

또한, 도 3(C)는 기판(303)과 마스크(302)가 탑재된 기판 보유 수단의 단면도를 나타내고, 높이(h)는 10 mm∼50 mm, 폭(w)은 1 mm∼5 mm의 금속판(대표적으로는 Ti)으로 구성된다.

이 기판 보유 수단(301)에 의해, 기판의 휨 또는 마스크의 휨이 억제될 수 있다.

또한, 기판 보유 수단(301)의 형상은 도 3(A)∼도 3(C)에 나타낸 것에 한정되는 것은 아니고, 예를 들어, 도 3(E)에 나타내는 바와 같은 형상으로 하여도 좋다.

도 3(E)는 기판의 단부를 지지하는 부분이 마련된 예를 나타내고, 기판 보유 수단(305)에 의해 기판(303)의 휨 또는 마스크(302)의 휨이 억제된다. 또한, 도 3(E)는 기판 보유 수단(305)만을 나타내고 있다. 또한, 도 3(D)는 기판(303)과 마스크(302)가 탑재된 기판 보유 수단(305)의 사시도를 나타낸다.

또한, 상기 기판 보유 수단 형상 대신에, 도 3(G)에 나타내는 바와 같은 형상으로 하여도 좋다. 도 3(G)는 기판의 단부를 지지하는 마스크 프레임(306)이 마련된 예를 나타내고, 기판 보유 수단(307)과 마스크 프레임(306)에 의해 기판(303)의 휨 또는 마스크(302)의 휨이 억제된다. 이 경우, 기판 보유 수단(307)과 마스크 프레임(306)은 서로 다른 재료로 형성하여도 좋다. 또한, 마스크 프레임(306)에는 도 3(H)에 나타내는 바와 같이 마스크(302)의 위치를 고정하는 오목부를 형성하고 있다. 또한, 기판 보유 수단(307)과 마스크 프레임(306)은 일체화되어도 좋다.

또한, 도 3(G)는 마스크 프레임(306)과 기판 보유 수단(307)만을 나타내고 있다. 또한, 도 3(F)는 기판(303)과 마스크(302)가 탑재된 기판 보유 수단(305) 및 마스크 프레임(306)의 사시도를 나타낸다.

본 실시형태는 실시형태 1과 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시형태 3]

실시형태 1에서는 복수의 증착원 홀더를 구비한 성막실의 예를 나타내었지만, 본 실시형태에서는, 하나의 증착원 홀더만을 구비한 성막실의 예를 도 4(A) 및 도 4(B)에 나타낸다.

도 4(A) 및 도 4(B)는 본 발명에 따른 증착 시스템을 나타낸다. 도 4(A)는 Y방향 단면도(A-A' 점선에 따른 단면)이고, 도 4(B)는 상면도이다. 또한, 도 4(A) 및 도 4(B)는 증착 도중의 증착 시스템을 나타낸다.

도 4(A)에서, 성막실(411)은 기판 보유 수단(412)과, 증착 셔터(415)가 설치된 증착원 홀더(417)와, 증착원 홀더를 이동시키는 기구(420)와, 감압 분위기로 하는 수단을 가지고 있다. 또한, 성막실(411)에는 대형 기판(413)과 증착 마스크(414)도 설치된다. 또한, 기판 보유 수단(412)에는 금속으로 된 증착 마스크(314)가 중력으로 고정되어 있고, 그 마스크 위에 기판(413)도 고정된다. 또한, 기판 보유 수단(412)에 진공 흡착 기구를 마련하여, 마스크를 진공 흡착하여 고정하여도 좋다.

또한, 마스크에 부착한 증착물을 세정하기 위해, 플라즈마 발생 수단에 의해 성막실 내에 플라즈마를 발생시켜, 마스크에 부착한 증착물을 기화시켜 성막실 밖 으로 배기하는 것이 바람직하다. 이 목적을 위해, 기판 보유 수단(412)에 고주파 전원이 접속되어 있다. 이상에 의해, 기판 보유 수단(412)은 도전성 재료(Ti 등)로 형성하는 것이 바람직하다. 또한, 플라즈마를 발생시키는 경우, 전계 집중을 방지하기 위해, 금속 마스크를 기판 보유 수단(412)으로부터 전기적으로 분리시킨 상태로 하는 것이 바람직하다.

또한, 증착원 홀더(417)의 이동 피치는 절연물(뱅크 또는 격벽으로도 불림)(410)의 간격에 적절히 맞추면 좋다. 또한, 절연물(410)은 제1 전극(421)의 단부를 덮도록 배치되어 있다.

아래에, 도 4(A) 및 도 4(B)에 나타내는 시스템을 이용한 증착 과장의 일례를 설명한다.

먼저, 기판 반송 셔터를 열고, 대형 기판(413)을 그 셔터에 통과시켜 성막실(411)로 반입하고, 그 기판을 정렬 수단에 의해 기판 보유 수단(412) 및 증착 마스크(414) 위에 설치한다. 대형 기판(413)에는, TFT, 제1 전극(421), 절연물(410)이 미리 마련되어 있고, 그 기판이 페이스 다운(face down) 방식으로 반입된다. 또한, 성막실(411)은 항상 감압하, 예를 들어, 진공도 10^-5∼10^-6 Pa로 하는 것이 바람직하다.

이어서, 제1 용기(436)를 내부에 진공 봉지한 제2 용기(434)를 설치실(433)의 문을 통해 도입하여 회전대(435) 위에 탑재한다.

이어서, 진공 배기 수단에 의해 설치실(433)의 내부를 감압하여, 제2 용기 (434) 내부의 진공도와 같거나 또는 그 이상으로 한다. 그 다음, 제2 용기(434)만을 견인 기구(432)로 들어올려 제1 용기(436)을 노출시킨다. 이어서, 성막실 내의 진공도를 설치실(433)의 것과 같게 하고, 셔터(430)를 연 후, 제1 용기(436)를 반송 기구(431)에 의해 반송하여 증착원 홀더(417)에 설치한다. 제1 용기는 반송 기구(431)에 의해 반송되기 전에 설치실(433)에서 미리 가열되어도 좋다. 필요한 수의 제1 용기를 증착원 홀더(417)에 세트하면, 셔터(430)를 닫고, 저항 가열에 의해 증착을 개시한다.

증착 중에, 증착원 홀더(417)를 이동 기구(420)로 X방향 또는 Y방향으로 이동시킨다.

상이한 재료들을 적층하는 경우에는, 증착이 끝난 제1 용기를 회전대로 복귀시키고, 다른 재료가 봉입된 다른 제1 용기를 증착원 홀더에 세트하고, 다시 이동 기구(420)에 의해 X방향 또는 Y방향으로 이동시키면 좋다.

증착 완료 후, 기판 반송 셔터를 열고, 기판(413)을 그 셔터를 통과시켜 반출한다. 그 다음, 반송 기구(431)에 의해 제1 용기를 증착원 홀더로 복귀시킨다. 이어서, 필요하다면 증착 마스크나 기판 보유 수단을 세정하기 위해, Ar, H, F, NF₃, 또는 O로 이루어준 군에서 선택된 일 종류 또는 복수 종류의 가스를 도입하고 고주파 전원에 의해 증착 마스크에 전압을 인가하여, 플라즈마를 발생시킨다.

본 실시형태는 실시형태 1 또는 실시형태 2와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시형태 4]

본 실시형태에서는, 증착원 홀더의 길이방향을 기판의 한변에 대하여 비스듬하게 한 예와, 기판의 방향을 증착원 홀더의 이동방향에 대하여 비스듬하게 한 예를 도 5(A) 및 도 5(B)를 이용하여 설명한다.

복수의 도가니를 배열한 증착원 홀더의 경우, 인접하는 2개의 도가니 사이 공간에는 도가니를 끼워 고정하는 프레임(히터나 냉각 유닛이 내장됨), 셔터, 막 두께 모니터 등이 마련되어 있기 때문에, 도가니들이 가능한 한 조밀하게 배치되어도 서로 인접하는 2개의 도가니 사이의 간격에는 한계가 있다. 증착 속도나 증착원 홀더의 이동 속도나 증착원 홀더와 기판과의 간격 등에도 좌우되지만, 증착원 홀더가 그의 길이방향에 대하여 수직인 방향으로 이동되는 경우, 간격이 열려 있는 부분에는 충분하게 성막되지 않아서 막 두께가 불균일하게 되기 쉽다. 증착원 홀더의 이동 속도가 빠르고, 또한, 기판과 증착원과의 간격이 좁은 경우에, 불균일한 막 두께가 현저하게 나타나기 쉽다. 또한, 그 불균일한 막 두께에 의해 발광 영역이 불균일하게 되어, 예를 들어, 세로줄 또는 가로줄이 생기기 쉽다.

따라서, 본 발명에서는, 도 5(A)에 일례를 나타내는 바와 같이, 증착원 홀더(517)의 길이방향을 기판(513)의 X방향(또는 Y방향)과 소정의 각도 Z(0°＜ Z ＜ 90°)를 이루는 방향으로 한 상태를 유지하여 증착원 홀더를 Y방향으로 이동시키면서 증착을 행한다. 예를 들어, 증착원 홀더의 길이방향을 기판의 X방향에 대하여 Z=45도로 하고, 증착원 홀더를 Y방향으로 이동시키면서 증착한 경우, 2개의 인접하는 도가니들 사이의 간격을 1로 하면, 기판의 X방향에 대하여 1/√2의 간격으로 증착이 행해진다. 따라서, 증착되는 부분들 사이의 간격(X방향으로의 간격)이 좁아 지고, 화소 영역에서의 막 두께를 균일하게 할 수 있다. 그러나, 이 경우, 증착되는 영역의 폭이 좁아지기 때문에, 길이방향의 증착원 홀더의 사이즈를 증착하고자 하는 영역의 것에 맞추어 길게 하도록, 길이방향의 증착원 홀더의 길이 및 도가니의 수를 적절히 정하면 좋다.

한편, 증착원 홀더의 길이방향을 기판의 X방향(또는 Y방향)에 대하여 비스듬하게 하는 대신에, 도 5(B)에 일례를 나타내는 바와 같이, 기판(523) 자체를 비스듬하게 설치한 상태에서 증착원 홀더(527)를 경로(522)를 따라 이동시켜도 좋다. 이 경우, 기판의 대각선에 있어서의 길이보다도 증착원 홀더의 길이방향으로의 길이를 길게 함으로써 기판 전면에 일괄적으로 성막할 수 있다. 또한, 증착원 홀더의 길이방향으로의 길이가 기판의 한변보다도 짧은 경우에는, 여러 번의 주사를 반복하여 성막하면 좋다. 또한, 같은 경로를 따라 증착원 홀더를 반복하여 이동시킴으로써 동일한 박막을 복수 적층할 수도 있다.

또한, TFT를 형성할 때, 선 형상의 레이저광(펄스 발진형)을 사용한 경우, 레이저광을 X방향 또는 Y방향과 평행하게 주사하기 때문에, 레이저광의 에너지에 편차가 생기면 조사 영역마다 결정화 상태가 다르게 되고, 그 결과, 발광 영역에 줄무늬(레이저광의 주사방향(524)에 수직인 방향을 따라 형성된 줄무늬)가 형성될 우려가 있다.

예를 들어, 비정질 구조를 가지는 규소막 또는 결정 구조를 가지는 규소막에 대하여 대기 중 또는 산소 분위기 중에서 레이저광(XeCl: 파장 308 nm)을 조사하고, 얻어진 결정 구조를 가지는 반도체막을 TFT의 활성층으로 한다. 이 경우, 반 복 주파수 10∼1000 Hz 정도의 펄스 레이저광을 사용하여, 이 레이저광을 먼저 광학계에 의해 100∼500 mJ/㎠으로 집광한 다음, 90∼95%의 오버랩율로 조사하여, 규소막의 표면을 주사하면 좋다.

비정질 반도체막의 결정화 시에 대립경의 결정을 얻기 위해서는, 연속 발진이 가능한 고체 레이저를 사용하여, 기본파의 제2∼제4 고조파 중 어느 하나를 적용하는 것이 바람직하다. 대표적으로는, Nd:YVO₄ 레이저(기본파 1064 nm)의 제2 고조파(532 nm)나 제3 고조파(355 nm)를 적용하면 좋다. 연속 발진 레이저를 사용하는 경우에는, 출력 10 W의 연속 발진 YVO₄ 레이저로부터 방출된 레이저광을 비선형 광학소자에 의해 고조파로 변환한다. 또한, 공진기에 YVO₄ 결정과 비선형 광학소자를 넣어 고조파를 방출하는 방법도 있다. 그리고, 바람직하게는, 조사면에 조사될 때 직사각형 또는 타원 형상으로 되어 피처리체에 조사되도록 광학계에 의해 레이저광을 형성한다. 이 때의 에너지 밀도는 0.01∼100 MW/㎠ 정도(바람직하게는 0.1∼10 MW/㎠)가 필요하고, 10∼2000 cm/s 정도의 속도로 레이저광에 대하여 상대적으로 반도체막을 이동시켜 조사하면 좋다.

마찬가지로 TFT를 형성할 때에 레이저광(연속 발진형)을 사용한 경우, 발광 영역에 줄무늬(레이저광의 주사방향(524)과 평행한 방향을 따라 형성된 줄무늬)가 형성될 우려가 있다. 따라서, 가늘고 긴 직사각형 형상의 증착원 홀더의 이동방향과 레이저광의 주사 방향을 다르게 하고, 이들 방향이 이루는 각도가 0°보다 크고 90°미만으로 하는 것이 바람직하다. 이렇게 함으로써, 레이저광에 의해 형성되는 줄무늬 모양을 두드러지지 않게 할 수 있고, 또한, 증착원 홀더에 설치된 용기 간격에 의한 줄무늬나 증착원 홀더의 이동 속의 차이도에 의한 줄무늬를 두드러지지 않게 할 수 있다.

또한, 본 실시형태에서는, 기판을 고정하고 증착원 홀더를 이동시키는 예를 나타내었지만, 증착원 홀더를 고정하고 기판을 이동시키는 형태로 하여도 좋다.

본 실시형태는 실시형태 1∼3의 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

또한, 상기 설명에서는, 대표적인 예로서, 음극과 양극 사이에 배치하는 유기 화합물을 함유하는 층으로서 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층의 3층을 적층하는 경우를 나타내었지만, 층 구조는 특별히 한정되지 않고, 양극 상에 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층 또는 정공 주입층/정공 수송층/발광층/전자 수송층/전자 주입층의 순으로 적층하는 구조나, 2층 구조나 단층 구조라도 좋다. 상기한 구조들 어느 것에서도, 발광층에 형광성 색소 등을 도핑하여도 좋다. 또한, 발광층으로는 정공 수송성을 가지는 발광층이나 전자 수송성을 가지는 발광층 등도 있다. 또한, 이들 층은 모두 저분자계 재료를 사용하여 형성하여도 좋고, 그 중의 1층 또는 몇개의 층은 고분자계의 재료를 사용하여 형성하여도 좋다. 또한, 본 명세서에서, 음극과 양극 사이에 마련되는 모든 층을 총칭하여 유기 화합물을 함유하는 층(EL 층)이라 한다. 따라서, 상기 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층 및 전자 주입층은 모두 EL 층에 포함된다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(EL 층)은 실리콘 등의 무기 재료를 함유할 수도 있다.

또한, 발광소자(EL 소자)는 전계를 가함으로써 발광하는 전계발광이 얻어지 는 유기 화합물을 함유하는 층(이하, EL 층이라 칭함)과, 양극과, 음극을 가진다. 유기 화합물에 의해 얻어지는 발광에는 일중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(형광)과 삼중항 여기 상태로부터 기저 상태로 복귀할 때의 발광(인광)이 있는데, 본 발명에 의해 제작되는 발광장치는 어떠한 발광을 사용한 경우라도 적용할 수 있다.

또한, 본 발명의 발광장치에 있어서, 화면 표시의 구동방법은 특별히 한정되지 않고, 예를 들어, 점 순차 구동방법이나, 선 순차 구동방법, 면 순차 구동방법 등이 사용될 수 있다. 대표적으로는, 선 순차 구동방법이 채택되고, 시분할 계조 구동방법이나 면적 계조 구동방법이 적절히 사용될 수 있다. 또한, 발광장치의 소스선에 입력되는 비디오 신호는 아날로그 신호이어도 좋고 디지털 신호이어도 좋고, 비디오 신호에 맞추어 구동회로 등을 적절히 설계하면 된다.

또한, 본 명세서에서는, 음극, EL 층 및 양극으로 형성되는 발광소자를 EL 소자라 하고, 그러한 EL 소자에는, 서로 직교하도록 마련된 2종류의 스트라이프(stripe) 형상의 2개의 전극들 사이에 EL 층을 형성하는 방식(단순 매트릭스 방식)과, TFT에 접속되고 매트릭스 형상으로 배열된 화소 전극과 대향 전극 사이에 EL 층을 형성하는 방식(액티브 매트릭스 방식)의 2종류 방식이 있다.

또한, 결정 구조를 가지는 반도체막을 활성층으로 하는 TFT뿐만 아니라, 비정질 실리콘을 활성층으로 하는 n채널형 TFT 또는 세미아모르퍼스 반도체(이하, "SAS"라고도 칭함)를 활성층으로 하는 TFT도 사용될 수 있다. 비정질 규소막 또는 세미아모르퍼스 규소막을 TFT의 활성층으로 함으로써, 다결정 반도체막을 사용하는 TFT에 비하여 TFT의 제조 시의 공정 수를 감소시킬 수 있고, 그만큼 발광장치의 수율을 향상시키고, 또한 생산 비용을 억제할 수 있다.

이상의 구성으로 이루어지는 본 발명을, 아래에 나타내는 실시예에서 더욱 상세히 설명한다.

[실시예 1]

본 실시예에서는, 제1 전극 위의 증착으로부터 봉지(封止)까지의 공정을 전자동화한 멀티체임버 방식의 제조 시스템의 예를 도 10에 의거하여 설명한다.

도 10은 게이트(100a∼100x), 반송실(102, 1004a, 108, 114, 118), 전달실(105, 107, 111), 반입실(101), 제1 성막실(1006R), 제2 성막실(1006G), 제3 성막실(1006B), 제4 성막실(1006R'), 제5 성막실(1006G'), 제6 성막실(1006B'), 그 외의 성막실(109, 110, 112, 113, 132), 증착원을 설치하는 설치실(도시되지 않음), 전(前)처리실(103a, 103b), 봉지(封止)실(116), 마스크 스톡(stock)실(124), 봉지기판 스톡실(130), 카세트실(120a, 120b), 트레이 장착 스테이지(121), 및 취출실(119)을 가지는 멀티체임버 방식의 제조 시스템이다. 또한, 반송실(1004a)에는, 기판(104c)을 반송하기 위한 반송 기구(104b)가 마련되어 있고, 다른 반송실도 마찬가지로 각각 반송 기구가 마련되어 있다.

이하, 양극(제1 전극)과, 이 양극의 단부를 덮는 절연물(격벽)이 미리 마련된 기판을 도 10에 나타내는 제조 시스템으로 반입하는 단계와 발광장치를 제조하는 단계를 포함하는 공정을 설명한다. 또한, 액티브 매트릭스형 발광장치를 제조하는 경우, 기판 위에는 양극에 접속되어 있는 박막트랜지스터(전류 제어용 TFT)와 그 외의 복수의 박막트랜지스터(스위칭용 TFT), 및 박막트랜디스터로 된 구동회로가 미리 마련되어 있다. 또한, 단순(패시브) 매트릭스헝 발광장치를 제조하는 경우에도, 도 10에 나타내는 제조 시스템으로 제조할 수 있다.

먼저, 상기 기판을 카세트실(120a) 또는 카세트실(120b)에 세트한다. 기판이 대형 기판(예를 들어 300 mm ×360 mm)인 경우는 카세트실(120b)에 세트하고, 통상의 기판(예를 들어, 127 mm ×127 mm)인 경우에는 카세트실(120a)에 세트한 후, 트레이 장착 스테이지(121)로 반송하고, 트레이(예를 들어, 300 mm ×360 mm)에 복수의 기판을 세트한다.

카세트실에 세트한 기판(양극과, 이 양극의 단부를 덮는 절연물이 형성된 기판)은 반송실(118)로 반송된다.

또한, 카세트실에 기판을 세트하기 전에, 점 결함을 저감하기 위해 제1 전극(양극)의 표면을 계면활성제(약알칼리성)를 함침시킨 다공질 스폰지(예를 들어, PVA(폴리비닐 알코올)제, 나일론제 등)로 세정하여 그 표면의 오물을 제거하는 것이 바람직하다. 세정 기구로서는, 기판의 면에 평행한 축선을 중심으로 회전하면서 기판의 면에 접촉하는 롤 브러시(예를 들어, PVA제)를 가지는 세정장치가 사용될 수 있고, 또는 기판의 면에 수직인 축선을 중심으로 회전하면서 기판의 면에 접촉하는 디스크 브러시(예를 들어, PVA제)를 가지는 세정장치가 사용될 수도 있다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 막을 형성하기 전에, 상기 기판에 포함되는 수분이나 그 외의 가스를 제거하기 위해, 탈기를 위한 어닐을 진공 속에서 그 기판에 대하여 행하는 것이 바람직하고, 반송실(118)에 연결된 베이크(bake)실(123)로 기판 을 반송하고, 거기에서 그러한 어닐을 행하여도 좋다.

이어서, 기판을 기판 반송 기구가 마련된 반송실(118)로부터 반입실(101)로 반송한다. 본 실시예의 제조 시스템에서는, 반입실(101)에는 기판을 적절히 반전시킬 수 있는 기판 반전 기구가 구비되어 있다. 반입실(101)은 진공 배기 처리실과 연결되어 있으며, 반입실(101)을 진공 배기한 후, 불활성 가스를 도입하여 대기압으로 해 두는 것이 바람직하다.

이어서, 기판을 반입실(101)에 연결된 반송실(102)로 반송한다. 이 반송실(102)내에는 수분이나 산소가 최대한 존재하지 않도록 하기 위해, 반송실(102)내를 미리 진공 배기하여 진공을 유지하여 두는 것이 바람직하다.

또한, 상기 진공 배기 처리실에는 자기(磁氣) 부상형 터보 분자 펌프, 클라이오 펌프, 또는 드라이 펌프가 구비되어 있다. 이것에 의해, 반입실(101)과 연결된 반송실(102)의 도달 진공도를 10^-5∼10^-6 Pa로 하는 것이 가능하고, 또한, 펌프측 및 배기계로부터의 불순물의 역확산을 제어할 수 있다. 시스템 내부로 불순물이 도입되는 것을 방지하기 위해, 도입 가스로서는 질소나 희가스 등의 불활성 가스를 사용한다. 시스템 내부에 도입되는 이들 가스는 시스템 내에 도입되기 전에 가스 정제기에 의해 고순도화된 것을 사용한다. 따라서, 가스가 고순도화된 후에 증착 시스템 내로 도입되도록 가스 정제기를 구비하여 둘 필요가 있다. 따라서, 가스 중에 함유되는 산소나 물, 그 외의 불순물을 미리 제거할 수 있기 때문에, 시스템 내부에 이들 불순물이 도입되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 불필요한 부분에 형성된 유기 화합물을 함유하는 막을 제거하고자 하는 경우에는, 기판을 전처리실(103a)로 반송하고, 여기서 유기 화합물 막의 적층을 선택적으로 제거할 수도 있다. 전처리실(103a)은 플라즈마 발생기를 구비하고 있고, 이 플라즈마 발생기에서, Ar, H, F, 및 O로 이루어진 군에서 선택된 일 종류 또는 복수 종류의 가스를 여기하여 플라즈마를 발생시킴으로써, 그 플라즈마에 의해 건식 에칭을 행한다. 또한, 양극 표면 처리로서 자외선 조사가 행해질 수 있게 하기 위해 전처리실(103a)에 UV 조사 기구를 구비하여도 좋다.

또한, 수축을 없애기 위해서는, 유기 화합물을 함유하는 막의 증착 직전에 진공 가열을 행하는 것이 바람직하다. 그리고, 기판을 전처리실(103b)로 반송하여, 상기 기판에 포함된 수분이나 그 외의 가스를 철저하게 제거하기 위해, 탈기를 위한 어닐을 진공(5 ×10^-3 Torr(0.665 Pa)이하, 바람직하게는 10^-4∼10^-6 Pa의 진공도)에서 행한다. 전처리실(103b)에서는, 평판 히터(대표적으로는 시스(sheath) 히터)를 이용하여 복수의 기판을 균일하게 가열한다. 특히, 층간절연막이나 격벽의 재료로서 유기 수지막을 사용한 경우에는, 유기 수지 재료가 그의 종류에 따라서는 수분을 흡착하기 쉽고, 또한, 탈가스가 발생할 우려가 있기 때문에, 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하기 전에 유기 수지 재료를 100℃∼250℃, 바람직하게는 150℃∼200℃의 온도에서, 예를 들어, 30분 이상 가열한 후, 대기 중에서 30분의 자연 냉각을 행하여 흡착 수분을 제거하는 진공 가열을 행하는 것이 효율적이다.

이어서, 상기 진공 가열을 행한 후, 반송실(102)로부터 전달실(105)로 기판 을 반송한 다음, 대기에 노출되지 않도록 전달실(105)로부터 반송실(1004a)로 기판을 반송한다.

그 후, 반송실(1004a)에 연결된 성막실(1006R, 1006G, 1006B) 각각으로 기판을 적절히 반송하여, 정공 주입층, 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 또는 전자 주입층이 되는 저분자량 유기 화합물 층을 적절히 형성한다.

또한, 성막실(112)에서는, 잉크젯법이나 스핀 코팅법 등으로 고분자 재료로 된 정공 주입층을 형성하여도 좋다. 또한, 기판을 세로로 배치하여 진공 속에서 잉크젯법에 의해 성막하여도 좋다. 제1 전극(양극)의 전면에, 정공 주입층(양극 버퍼 층)으로서 작용하는 폴리(에틸렌 디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산) 수용액(PEDOT/PSS로도 불림), 폴리아닐린/장뇌술폰산 수용액(PANI/CSA로도 불림), PTPDES, Et-PTPDEK, 또는 PPBA 등을 도포하고 소성(燒成)하여도 좋다. 소성할 때에는 베이크실(123)에서 행하는 것이 바람직하다. 스핀 코팅법 등의 도포법으로 고분자 재료로 된 정공 주입층을 형성한 경우, 평탄성이 향상되어, 그 위에 성막되는 막의 커버리지 및 막 두께 균일성을 양호한 것으로 할 수 있다. 특히, 발광층의 막 두께가 균일하게 되기 때문에, 균일한 발광을 얻을 수 있다. 이 경우, 정공 주입층을 도포법으로 형성한 후, 증착법에 의한 성막 직전에 정공 주입층에 대하여 진공 가열(100∼200℃)을 행하는 것이 바람직하다. 진공 가열할 때에는 전처리실(103b)에서 행하면 좋다. 예를 들어, 제1 전극(양극)의 표면을 스폰지로 세정한 후, 기판을 카세트실로 반입하고, 성막실(112)로 반송하여, 스핀 코팅법으로 폴리(에틸렌 디옥시티오펜)/폴리(스티렌술폰산) 수용액(PEDOT/PSS)을 제1 전극(양극)의 전면에 막 두께 60 nm로 도포한 후, 베이크실(123)로 반송하여 80℃로 10분간 가(假)소성하고, 200℃로 1시간 본(本)소성한 후, 전처리실(103b)로 반송하고, 증착 직전에 진공 가열(170℃, 30분 가열 후, 30분간 냉각)한 후, 성막실(1006R, 1006G, 1006B)로 반송하여, 대기에의 노출 없이 증착법으로 각각의 발광층을 형성하면 좋다. 특히, ITO막을 양극 재료로 사용한 때 표면에 요철이나 미소한 입자가 존재하는 경우, PEDOT/PSS의 막 두께를 30 nm 이상의 막 두께로 함으로써 이들의 영향을 저감할 수 있다.

또한, PEDOT/PSS를 ITO막 위에 도포하는 경우, 그의 습윤성이 그다지 좋지 않으므로, PEDOT/PSS 용액을 스핀 코팅법으로 첫번째 도포한 후, 순수(純水)로 세정함으로써 그의 습윤성을 향상시키고, 다시 PEDOT/PSS 용액을 스핀 코팅법으로 두번째 도포한 후, 소성을 행하여, 균일성이 좋게 성막하는 것이 바람직하다. 또한, 첫번째 도포를 행한 후 표면을 순수로 세정함으로써, 표면을 개질함과 동시에, 미소한 입자 등도 제거할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 스핀 코팅법에 의해 PEDOT/PSS 막을 형성하는 경우, 그 막이 기판의 전면에 성막되기 때문에, 기판의 단부나 주변부, 단자부, 음극과 하부 배선과의 접속 영역 등에 형성된 막을 제거하는 것이 바람직하고, 이 경우, 전처리실(103a)에서 O₂ 애싱(ashing) 등에 의해 제거하는 것이 바람직하다.

다음에, 성막실(1006R, 1006G, 1006B)에 대하여 설명한다.

각 성막실(1006R, 1006G, 1006B)에는 이동 가능한 증착원 홀더가 설치되어 있다. 이 증착원 홀더는 복수 준비되어 있고, EL 재료가 적절히 봉입된 용기(도가니)를 복수 구비하여, 이 상태로 성막실에 설치되어 있다. 페이스 다운 방식으로 기판을 세트하고, CCD 등으로 증착 마스크의 위치 정렬을 행한 다음, 저항 가열에 의해 증착을 행함으로써 성막을 선택적으로 행할 수 있다. 또한, 증착 마스크는 마스크 스톡실(124)에 저장되고, 증착을 행할 때 여기로부터 성막실로 적절히 반송된다. 또한, 성막실(132)은 유기 화합물을 함유하는 층이나 금속 재료층을 형성하기 위한 예비 증착실이다.

이들 성막실에 EL 재료를 설치하는 것은 아래에 설명되는 제조 시스템을 이용하는 것이 바람직하다. 즉, EL 재료가 미리 재료 제조업체에서 수납되어 있는 용기(대표적으로는 도가니)를 이용하여 성막을 행하는 것이 바람직하다. 또한, 설치할 때에는 EL 재료가 대기에 노출됨이 없이 행하는 것이 바람직하고, 따라서, 재료 제조업체로부터 용기, 즉, 도가니를 반송할 때, 도가니는 제2 용기에 밀폐한 상태로 성막실에 도입되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 각 성막실(1006R, 1006G, 1006B, 1006R', 1006G', 1006B')에 연결된 진공 배기 수단을 가지는 설치실(여기에서는 도시되지 않음)을 진공으로 또는 불활성 가스 분위기로 하고, 이 상태에서 제2 용기로부터 도가니를 꺼내어, 어느 한 성막실에 설치한다. 또한, 설치실의 예들이 도 1 및 도 4에 도시되어 있다. 이렇게 함으로써, 도가니 및 이 도가니에 수납된 EL 재료가 오염으로부터 방지될 수 있다. 또한, 설치실에 금속 마스크를 저장하여 두는 것도 가능하다.

성막실(1006R, 1006G, 1006B, 1006R', 1006G', 1006B')에 설치하는 EL 재료 를 적절히 선택함으로써, 발광소자 전체로서, 단색(구체적으로는 백색) 혹은 풀컬러(구체적으로는 적색, 녹색, 청색)의 발광을 나타내는 발광소자를 제조할 수 있다. 예를 들어, 녹색의 발광소자를 제조하는 경우, 성막실(1006G)에서 정공 수송층 또는 정공 주입층과, 발광층(G)과, 전자 수송층 또는 전자 주입층을 차례로 적층한 후, 발광층 위에 음극을 형성하면, 녹색의 발광소자를 얻을 수 있다. 예를 들어, 풀컬러의 발광소자를 제조하는 경우, 성막실(1006R)에서 R용의 증착 마스크를 이용하여 정공 수송층 또는 정공 주입층, 발광층(R), 전자 수송층 또는 전자 주입층을 차례로 적층하고, 성막실(1006G)에서 G용의 증착 마스크를 이용하여 정공 수송층 또는 정공 주입층, 발광층(G), 전자 수송층 또는 정공 주입층을 차례로 적층하고, 성막실(1006B)에서 B용의 증착 마스크를 이용하여 정공 수송층 또는 정공 주입층, 발광층(B), 전자 수송층 또는 전자 주입층을 차례로 적층한 후, 발광층 위에 음극을 형성하면, 풀컬러의 발광소자를 얻을 수 있다.

또한, 서로 다른 발광색을 가지는 발광층을 적층하는 경우에, 백색의 발광을 나타내는 유기 화합물 층은 적색, 녹색, 청색의 3원색을 함유하는 3파장 타입과, 청색/황색 또는 청녹색/오렌지색의 보색 관계를 이용한 2파장 타입으로 크게 구분된다. 하나의 성막실에서 백색 발광소자를 제조하는 것도 가능하다. 예를 들어, 3파장 타입을 이용하여 백색 발광소자를 제조하는 경우, 하나의 성막실에 복수의 증착원 홀더를 준비하고, 제1 증착원 홀더에는 방향족 디아민(TPD)을, 제2 증착원 홀더에는 p-EtTAZ를, 제3 증착원 홀더에는 Alq₃를, 제4 증착원 홀더에는 Alq₃에 적색 발광 색소인 Nile Red를 첨가한 EL 재료를, 제5 증착원 홀더에는 Alq₃를 봉입하고, 이 상태로 제1∼제5 증착원 홀더를 각 성막실에 설치된다. 그 다음, 제1∼제5 증착원 홀더가 순차적으로 이동을 개시하고, 기판에 대하여 증착을 행하여 적층한다. 구체적으로는, 가열에 의해 제1 증착원 홀더로부터 TPD가 승화되어 기판의 전면에 증착된다. 그 후, 제2 증착원 홀더로부터 p-EtTAZ가 승화되고, 제3 증착원 홀더로부터 Alq₃가 승화되고, 제4 증착원 홀더로부터 Alq₃:Nile Red가 승화되고, 제5 증착원 홀더로부터 Alq₃가 승화되어 기판의 전면에 증착된다. 이 후, 그 기판 상에 음극을 형성하면, 백색 발광소자가 제조될 수 있다.

상기 공정에 의해, 유기 화합물을 함유하는 층들을 적절히 적층한 후, 기판을 반송실(1004a)로부터 전달실(107)로 반송하고, 또한, 대기에의 노출 없이 전달실(107)로부터 반송실(108)로 반송한다.

이어서, 반송실(108) 내에 설치되어 있는 반송 기구에 의해 기판을 성막실(110)로 반송하여, 그 기판 상에 음극을 형성한다. 이 음극에는, 저항 가열을 이용한 증착법에 의해 형성되는 금속막(예를 들어, MgAg, MgIn, CaF₂, LiF, CaN 등의 합금막, 또는 주기율표 1족 혹은 2족에 속하는 원소와 알루미늄을 공증착법에 의해 형성한 막, 또는 이들의 적층막)이 사용된다. 또한, 스퍼터링법을 이용하여 음극을 형성하여도 좋다.

또한, 상면 출사형의 발광장치를 제조하는 경우에는, 음극은 투명 또는 반투명한 것이 바람직하고, 상기 금속막의 박막(1 nm∼10 nm), 혹은 상기 금속막의 박 막(1 nm∼10 nm)과 투명 도전막과의 적층을 음극으로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 스퍼터링법을 이용하여 성막실(109)에서 투명 도전막(예를 들어, 산화인듐-산화주석 합금(ITO), 산화인듐-산화아연 합금(In₂O₃-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)으로 된 막을 형성하면 좋다.

이상의 공정에 의해, 적층 구조의 발광소자가 형성된다.

또한, 기판을 반송실(108)에 연결된 성막실(113)로 반송하여, 그 성막실(113)에서 질화규소막, 또는 질화산화규소막으로 된 보호막을 형성하여 봉지하여도 좋다. 성막실(113)에는, 규소로 된 타겟, 또는 산화규소로 된 타겟, 또는 질화규소로 된 타겟이 구비되어 있다. 예를 들어, 규소로 된 타겟을 이용하여, 성막실 분위기를 질소 가스 분위기 또는 질소 가스와 아르곤 가스를 함유하는 분위기로 함으로써, 음극 상에 질화규소막을 형성하는 것이 가능하다. 또한, 탄소를 주성분으로 하는 박막(예를 들어, DLC 막, CN 막, 비정질 카본막)을 보호막으로서 형성하여도 좋고, 별도로 CVD법을 이용하는 성막실을 마련하여도 좋다. 다이아몬드와 닮은 카본(diamond-like carbon) 막(DLC 막이라고도 불림)이 플라즈마 CVD법(대표적으로는 RF 플라즈마 CVD법, 마이크로파 CVD법, 전자 사이클로트론 공명(ECR) CVD법, 열 필라멘트 CVD법 등), 연소염(combustion-flame)법, 스퍼터링법, 이온 빔 증착법, 레이저 증착법 중에서 선택된 적어도 한가지 방법으로 형성될 수 있다. 성막에 사용하는 반응 가스로는, 수소 가스와, 탄화수소계 가스(예를 들어, CH₄, C₂H₂, C₆H₆ 등)들 중 적어도 하나가 사용되고, 이들 가스는 글로우 방전에 의해 이온화하고, 음의 자기 바이어스가 걸린 캐소드에 이온을 가속 충돌시켜 성막한다. 또한, CN 막은 반응 가스로서 C₂H₄ 가스와 N₂ 가스를 사용하여 형성될 수 있다. 또한, DLC막이나 CN 막은 가시광에 대하여 투명 혹은 반투명의 절연막이다. "가시광에 대하여 투명"이란, 가시광의 투과율이 80∼100%인 것을 가리키고, "가시광에 대하여 반투명"이란, 가시광의 투과율이 50∼80%인 것을 가리킨다.

본 실시예에서는, 음극 상에, 제1 무기 절연막과, 응력 완화막과, 제2 무기 절연막과의 적층으로 된 보호막이 형성된다. 예를 들어, 음극을 형성한 후, 기판을 성막실(113)로 반송하여 제1 무기 절연막을 형성하고, 그 다음, 성막실(132)로 반송하여 흡습성 및 투명성을 가지는 응력 완화막(예를 들어, 유기 화합물을 함유하는 층)을 형성하고, 그후, 성막실(113)로 반송하여 제2 무기 절연막을 형성한다.

이어서, 발광소자가 형성된 기판을 대기에의 노출 없이 반송실(108)로부터 전달실(111)로 반송한 다음, 전달실(111)로부터 반송실(114)로 반송한다. 이어서, 발광소자가 형성된 기판을 반송실(114)로부터 봉지실(116)로 반송한다.

봉지 기판은 반입실(117)에 외부로부터 세트하여 준비된다. 또한, 수분 등의 불순물을 제거하기 위해 기판을 미리 진공 중에서 어닐하는 것이 바람직하다. 그리고, 봉지 기판을 발광소자가 마련된 기판에 부착하기 위한 시일재를 형성하는 경우, 봉지실에서 시일재를 형성하고, 시일재를 형성한 봉지 기판을 봉지 기판 스톡실(130)로 반송한다. 또한, 봉지실에서 봉지 기판에 건조제를 부착하여도 좋다. 또한, 여기에서는 봉지 기판 위에 시일재를 형성하는 예를 나타내었지만, 본 발명 이 이 예에 특별히 한정되지는 않고, 발광소자가 형성된 기판 위에 시일재를 형성하여도 좋다.

이어서, 봉지실(116)에서 기판과 봉지 기판을 서로 부착하고, 부착된 한쌍의 기판에 봉지실(116)에 마련된 자외선 조사 기구에 의해 UV광을 조사하여 시일재를 경화시킨다. 또한, 여기에서는 시일재로서 자외선 경화형 수지를 사용하였지만, 접착재라면 특별히 한정되지 않는다.

이어서, 부착된 한쌍의 기판을 봉지실(116)로부터 반송실(114)로, 그리고 반송실(114)로부터 취출실(119)로 반송하여 꺼낸다.

이상과 같이, 도 10에 도시한 제조 시스템을 이용함으로써, 발광소자를 밀폐 공간에 봉입할 때까지 발광소자가 대기에 노출되지 않으므로, 신뢰성이 높은 발광장치를 제조하는 것이 가능하게 된다. 또한, 반송실(114, 118)에서는 진공과, 대기압의 질소 분위기를 교대로 반복하지만, 반송실(102, 1004a, 108)은 항상 진공 상태로 유지되는 것이 바람직하다.

또한, 여기에서는 도시되지 않았지만, 기판을 개개의 처리실로 이동시키는 경로를 제어하여 자동화를 실현하는 제어장치가 제공되어 있다.

또한, 도 10에 나타내는 제조 시스템에서는, 양극으로서 투명 도전막(또는 금속막(TiN)이 마련된 기판을 반입하고, 그 기판 위에 유기 화합물을 함유하는 층을 형성한 후, 투명 또는 반투명한 음극(예를 들어, 얇은 금속막(Al, Ag)과 투명 도전막의 적층)을 형성함으로써, 상면 출사형(혹은 양면 출사형) 발광소자를 제조하는 것도 가능하다. 또한, "상면 출사형 발광소자"란, 음극을 투과시켜 유기 화 합물 층에서 발생한 발광을 꺼내는 소자를 가리킨다.

또한, 도 10에 나타내는 제조 시스템에서는, 양극으로서 투명 도전막이 마련된 기판을 반입하고, 유기 화합물을 함유하는 층을 형성한 후, 금속막(예를 들어, Al 또는 Ag)으로 된 음극을 형성함으로써, 하면 출사형의 발광소자를 제조하는 것도 가능하다. 또한, "하면 출사형의 발광소자"란, 유기 화합물 층에서 발생한 발광을 투명 전극인 양극으로부터 TFT 쪽으로 꺼내고, 또한, 기판을 통과시키는 소자를 가리킨다.

또한, 도 10은 풀컬러의 발광소자들을 병렬로 제조하는 것이 가능한 시스템의 예를 나타낸다. 예를 들어, 전처리실(103)에서 기판에 대하여 진공 가열을 행한 다음, 그 기판을 반송실(102)로부터 전달실(105)을 경유하여 반송실(1004a)로 반송한 후, 제1 기판에는 성막실(1006R, 1006G, 1006B)을 경유하는 경로로 막들을 적층시키고, 제2 기판에는 성막실(1006R', 1006G', 1006B')을 경유하는 경로로 막들을 적층시킨다. 이와 같이 병렬로 복수의 기판에 증착을 행함으로써 스루풋을 향상시킬 수 있다. 음극을 형성한 후 봉지를 행함으로써 발광장치가 완성된다.

또한, 처리 기판의 수는 감소하지만, 예를 들어, 제4∼제6 성막실(1006R', 1006G', 1006B')를 메인터넌스하고 있는 동안에도 제조 라인을 일시 정지하지 않고, 제1∼제3 성막실(1006R, 1006G, 1006B)에서 순차적으로 증착을 행할 수 있다.

또한, 다른 3개의 성막실에서 각각 R, G, B 색의 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 적층하여도 좋다. 또한, 마스크 정렬이 각각 증착 전에 행해져, 소정의 영역에만 성막된다. 혼색을 방지하기 위해, 마스크는 각 색에 대하여 각기 다른 마스크를 이용하는 것이 바람직하고, 이 경우, 3장의 마스크가 필요하게 된다. 복수의 기판을 처리하는 경우, 예를 들어, 제1 기판을 제1 성막실에 반입하고, 적색 발광의 유기 화합물을 함유하는 층을 성막한 후, 제1 기판을 반출하고, 다음으로 제2 성막실에 반입한다. 녹색 발광의 유기 화합물을 함유하는 층을 제1 기판 상에 성막하는 동안에 제2 기판을 제1 성막실에 반입하고, 적색 발광의 유기 화합물을 함유하는 층을 제2 기판 상에 성막한다. 마지막으로, 제1 기판을 제3 성막실에 반입하고, 청색 발광의 유기 화합물을 함유하는 층을 제1 기판 상에 성막하는 동안에, 제2 기판을 제2 성막실에 반입하고, 제3 기판을 제1 성막실에 반입하여, 각각 순차 적층시켜 가면 좋다.

또한, 동일 성막실에서 각각 R, G, B 색의 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 적층하여도 좋다. 동일 성막실에서 R, G, B의 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층을 연속하여 적층하는 경우, 마스크 정렬 시에 조금씩 옮겨가면서 마스크의 위치를 결정함으로써 R, G, B, 3종류의 재료층을 선택적으로 형성할 수 있다. 또한, 이 경우, 마스크는 공통으로, 1장의 마스크만이 사용된다.

본 실시예는 실시형태 1∼4의 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시예 2]

본 실시예에서는, 유기 화합물을 함유하는 막 중에 존재하는 에너지 장벽을 완화하여 캐리어의 이동성을 높임과 동시에, 적층 구조의 기능 분리를 행하는 기능뿐만 아니라 각종 복수의 재료의 기능을 가지는 소자의 예를 설명한다.

적층 구조에서의 에너지 장벽의 완화에 관해서는, 캐리어 주입층을 삽입하는 기술을 들 수 있다. 즉, 에너지 장벽이 큰 적층 구조의 계면에 에너지 장벽을 완화하는 재료를 삽입함으로써, 에너지 장벽을 단계 형상으로 설계하는 것이 가능하다. 이것에 의해, 전극으로부터의 캐리어 주입성을 높여, 구동 전압을 어느 정도까지 확실하게 낮출 수 있다. 그러나, 문제점은 층의 수를 늘림으로써 유기 계면의 수도 증가한다는 것이다. 이것이 단층 구조가 구동 전압/파워 효율의 탑 데이터(top data)를 유지하는 원인이라고 생각된다. 바꿔말하면, 이 점을 극복함으로써, 적층 구조의 이점(복잡한 분자 설계의 필요성 없이 다양한 재료를 조합할 수 있음)을 살리면서, 단층 구조의 구동 전압/파워 효율에 도달할 수 있다.

따라서, 본 실시예에서, 발광소자의 양극과 음극 사이에 복수의 기능 영역으로 된 유기 화합물 막이 형성되는 경우, 명확한 계면이 존재하는 종래의 적층 구조와 달리, 제1 기능 영역과 제2 기능 영역 사이에 제1 기능 영역을 구성하는 재료와 제2 기능 영역을 구성하는 재료 모두로 된 혼합 영역을 가지는 구조를 형성한다.

또한, 본 실시예는 삼중항 여기 에너지를 발광으로 변환할 수 있는 재료를 도펀트로서 혼합 영역에 첨가한 경우도 포함한다. 또한, 혼합 영역의 형성에 있어서는 그 혼합 영역에 농도 구배를 가지게 할 수도 있다.

이와 같은 구조를 적용함으로써, 기능 영역들 사이에 존재하는 에너지 장벽이 종래의 구조에 비하여 저감되어, 캐리어의 주입성이 향상된다고 생각된다. 즉 기능 영역들 사이의 에너지 장벽이 혼합 영역을 형성함으로써 완화된다. 따라서, 구동 전압의 저감 및 휘도 저하의 방지가 가능하게 된다.

따라서, 본 실시예에서는, 제1 유기 화합물이 기능을 발현할 수 있는 영역( 제1 기능 영역)과, 그 제1 기능 영역을 구성하는 물질과 다른 물질로 된 제2 유기 화합물이 기능을 발현할 수 있는 영역(제2 기능 영역)을 적어도 포함하는 발광소자, 및 그러한 발광소자를 포함하는 발광장치를 제조할 때, 상기 제1 기능 영역과 제2 기능 영역 사이에, 상기 제1 기능 영역을 구성하는 유기 화합물과 상기 제2 기능 영역을 구성하는 유기 화합물로 된 혼합 영역을 제조한다.

도 1에 나타낸 성막 시스템에서는, 복수의 직사각형 증착원 홀더를 사용할 수 있다. 따라서, 하나의 성막실에서 복수의 기능 영역을 가지는 유기 화합물 막이 형성될 수 있고, 증착원 홀더도 복수의 기능 영역에 따라 복수 마련되어 있다.

먼저, 제1 증착원 홀더를 사용하여 제1 유기 화합물이 증착된다. 또한, 저항 가열에 의해 미리 기화되어 있는 제1 유기 화합물이 증착 시에 제1 셔터가 열림으로써 기판의 방향으로 비산한다. 제1 증착원 홀더의 이동을 반복함으로써, 도 11(B)에 나타낸 제1 기능 영역(610)이 형성될 수 있다.

다음에, 제1 유기 화합물을 증착하면서, 제2 증착원 홀더를 이동시켜 제2 유기 화합물을 증착한다. 또한, 제2 유기 화합물도 저항 가열에 의해 미리 기화되어 있어, 증착 시에 제2 셔터가 열림으로써 기판의 방향으로 비산한다. 여기에서 제1 유기 화합물과 제2 유기 화합물로 된 제1 혼합 영역(611)이 형성될 수 있다.

그리고, 제1 증착원 홀더를 정지하고, 제2 증착원 홀더를 반복하여 이동시켜 제2 유기 화합물을 증착한다. 이것에 의해, 제2 기능 영역(612)도 형성될 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 복수의 증착원 홀더를 동시에 이동시켜 증착함으로써 혼합 영역을 형성하는 경우를 설명하였지만, 제1 유기 화합물을 증착한 후, 그 증착 분위기 하에서 제2 유기 화합물을 증착함으로써, 제1 기능 영역과 제2 기능 영역 사이에 혼합 영역을 형성할 수도 있다.

다음에, 제2 유기 화합물을 증착하면서, 제3 증착원 홀더를 이동시켜 제3 유기 화합물을 증착한다. 또한, 제3 유기 화합물도 저항 가열에 의해 미리 기화되어 있어, 증착 시에 제3 셔터가 열림으로써 기판 방향으로 비산한다. 여기에서 제2 유기 화합물과 제3 유기 화합물로 된 제2 혼합 영역(613)이 형성될 수 있다.

그 다음, 제2 증착원 홀더를 정지하고, 제3 증착원 홀더를 반복하여 이동시켜 제3 유기 화합물을 증착한다. 이것에 의해, 제3 기능 영역(614)이 형성될 수 있다.

마지막으로, 음극을 형성함으로써 발광소자가 완성된다.

또한, 도 11(A)는 혼합 영역을 마련하지 않은 발광소자의 예를 나타낸다. 도 4(A) 및 도 4(B)에 나타낸 시스템을 이용하여 순차적으로 증착을 행하여 제1 기능 영역(610), 제2 기능 영역(612), 제3 기능 영역(614)을 형성하고, 마지막으로 음극을 형성함으로써 발광소자가 완성된다.

도 11(C)는 혼합 영역을 마련하지 않은 발광소자의 예를 나타낸다. 도 4(A) 및 도 4(B)에 나타낸 시스템을 이용하여 순차적으로 적층을 행하여 제1 기능 영역(620), 제2 기능 영역(622)을 형성하고, 마지막으로, 음극을 형성함으로써, 발광소자가 완성된다.

또한, 혼합 영역을 가지는 그 외의 발광소자의 예로서는, 도 11(D)에 나타내 는 바와 같이, 제1 유기 화합물을 사용하여 제1 기능 영역(620)을 형성한 후, 제1 유기 화합물과 제2 유기 화합물로 된 제1 혼합 영역(621)을 형성하고, 또한, 제2 유기 화합물을 사용하여 제2 기능 영역(622)을 형성한다. 그후, 제2 기능 영역(622)을 형성하는 도중에, 제3 증착원 홀더를 일시적으로 이동시켜 제3 유기 화합물의 증착을 동시에 행함으로써, 제2 혼합 영역(623)을 형성한다.

그 다음, 제3 증착원 홀더를 정지하고, 다시 제2 증착원 홀더를 반복하여 이동시켜 제2 기능 영역(622)을 형성한다. 그후, 음극을 형성함으로써, 발광소자가 형성된다.

동일 성막실에서 복수의 기능 영역을 가지는 유기 화합물 막을 형성할 수 있으므로, 기능 영역 계면이 불순물에 의해 오염되지 않고, 또한, 기능 영역 계면에 혼합 영역을 형성할 수 있다. 이상에 의해, 명확한 적층 구조를 나타내지 않고(즉, 명확한 유기 계면 없이), 복수의 기능을 가진 발광소자를 제조할 수 있다.

또한, 성막 전, 성막 중, 또는 성막 후에 진공 어닐을 행하는 것이 가능한 성막 시스템을 이용하면, 성막 중에 진공 어닐을 행함으로써, 혼합 영역에서의 보다 꼭 맞는 분자간(intermolecular) 상태를 확립할 수 있다. 따라서, 한층 더 구동 전압의 저감 및 휘도 저하의 방지가 가능하게 된다. 또한, 성막 후의 어닐(탈기)에 의해 기판 위에 형성된 유기 화합물층 중의 산소나 수분 등의 불순물을 더욱 제거하여, 고밀도이며 고순도의 유기 화합물층을 형성할 수 있다.

본 실시예는 실시형태 1∼4, 실시예 1 중 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시예 3]

본 실시예에서는, 절연 표면을 가진 기판 위에 유기 화합물층을 발광층으로 하는 발광소자를 구비한 발광장치(상면 출사 구조)를 제조하는 예를 도 12(A)에 나타낸다.

도 12(A)는 발광장치의 상면도이고, 도 12(B)는 도 12(A)의 A-A'선에 따른 단면도이다. 점선으로 나타낸 부호 1101은 소스 신호선 구동회로, 부호 1102는 화소부, 부호 1103은 게이트 신호선 구동회로를 나타낸다. 또한, 부호 1104는 투명한 봉지 기판, 부호 1105는 제1 시일재, 부호 1107은 제1 시일재(1105)로 둘러싸인 영역의 내측은 채우는 투명한 제2 시일재를 나타낸다. 또한, 제1 시일재(1105)에는 기판 간격을 유지하기 위한 갭(gap)재가 함유되어 있다.

또한, 부호 1108은 소스 신호선 구동회로(1101) 및 게이트 신호선 구동회로(1103)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선이고, 이 배선(1108)은 외부 입력 단자가 되는 FPC(flexible printed circuit)(1109)로부터 비디오 신호나 클록 신호를 받는다. 또한, 여기에서는 FPC(1109)만이 도시되었지만, 이 FPC에는 프린트 배선 기반(PWB)이 부착될 수도 있다.

이어서, 단면 구조에 대하여 도 12(B)를 이용하여 설명한다. 기판(1110) 위에는 구동회로 및 화소부가 형성되어 있지만, 도 12(B)에는 구동회로로서 소스 신호선 구동회로(1101)와 화소부(1102)가 도시되어 있다.

또한, 소스 신호선 구동회로(1101)에서는 n채널형 TFT(1123)와 p채널형 TFT(1124)를 조합시킨 CMOS 회로가 형성된다. 구동회로를 형성하는 TFT는 공지의 CMOS 회로, PMOS 회로 혹은 NMOS 회로로 형성되어도 좋다. 본 실시예에서는 기판 위에 구동회로를 형성한 드라이버 일체형을 나타내었지만, 반드시 그럴 필요는 없고, 구동회로를 기판 위가 아니라 외부에 형성할 수도 있다. 또한, 폴리실리콘막을 활성층으로 하는 TFT의 구조는 특별히 한정되는 것은 아니고, 탑 게이트형 TFT이어도 좋고, 보텀 게이트형 TFT이어도 좋다.

또한, 화소부(1102)는 스위칭용 TFT(1111)와, 전류 제어용 TFT(1112)와, 그 전류 제어용 TFT(1112)의 드레인에 전기적으로 접속된 제1 전극(양극)(1113)을 포함하는 복수의 화소로 형성된다. 전류 제어용 TFT(1112)로서는, n채널형 TFT이어도 좋고, p채널형 TFT이어도 좋지만, 양극과 접속시키는 경우, p채널형 TFT로 하는 것이 바람직하다. 또한, 보유 용량(도시되지 않음)을 적절히 마련하는 것이 바람직하다. 또한, 여기에서는 무수하게 배치된 화소 중 하나의 화소의 단면 구조만을 나타내고, 그 하나의 화소에 2개의 TFT를 이용한 예를 나타내었지만, 3개 또는 그 이상의 TFT를 적절히 사용하여도 좋다.

여기에서는 제1 전극(1113)이 TFT의 드레인에 직접 접속되어 있는 구성으로 되어 있기 때문에, 제1 전극(1113)의 하층은 실리콘으로 된 드레인과 옴 접촉(ohmic contact)을 취할 수 있는 재료층으로 하고, 유기 화합물을 함유하는 층과 접하는 최상층을 일 함수가 큰 재료층으로 하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 질화티탄막과, 알루미늄을 주성분으로 하는 막과, 질화티탄막의 3층 구조로 하면, 배선의 저항도 낮고, 또한, 양호한 옴 접촉을 취할 수 있으며, 또한, 양극으로서 기능시킬 수 있다. 또한, 제1 전극(1113)으로서, 질화티탄막, 크롬막, 텅스텐막, 아 연막, 백금막 등의 단층이나 3층 이상의 적층이 사용될 수도 있다.

또한, 제1 전극(양극)(1113)의 양단에는 절연물(뱅크, 격벽, 장벽, 제방 등으로 불림)(1114)이 형성된다. 절연물(1114)은 유기 수지막 혹은 규소를 포함하는 절연막으로 형성하면 좋다. 본 실시예에서는, 절연물(1114)로서 포지티브형 감광성 아크릴 수지막을 사용하여 도 12(B)에 나타내는 형상의 절연물을 형성한다.

커버리지를 양호한 것으로 하기 위해, 절연물(1114)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 한다. 예를 들어, 절연물(1114)의 재료로서 포지티브형 감광성 아크릴을 사용하는 경우, 절연물(1114)의 상단부에만 곡률반경(0.2 ㎛∼3 ㎛)을 가지는 곡면을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물(1114)로서, 감광성의 광에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네가티브형과, 그 광에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형 중 어느 것을 사용할 수도 있다.

또한, 절연물(1114)을 질화알루미늄막, 질화산화알루미늄막, 탄소를 주성분으로 하는 박막, 또는 질화규소막으로 된 보호막으로 덮어도 좋다.

또한, 제1 전극(양극)(1113) 위에는 증착 마스크를 이용한 증착법, 또는 잉크젯법에 의해 유기 화합물을 함유하는 층(1115)을 선택적으로 형성한다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(1115) 위에는 제2 전극(음극)(1116)이 형성된다. 음극으로서는, 일 함수가 작은 재료(예를 들어, Al, Ag, Li, Ca, 또는 이들 재료의 합금, 즉, MgAg, MgIn, AlLi, CaF₂, 또는 CaN)를 사용하면 좋다. 본 실시예에서는, 발광이 투과하도록 제2 전극(음극)(1116)으로서, 막 두께를 얇게 한 금속 박막과, 투명 도전막(예를 들어, 산화인듐-산화주석 합금(ITO), 산화인듐-산화아연 합금(In₂O₃-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)과의 적층을 사용한다. 이렇게 하여, 제1 전극(양극)(1113), 유기 화합물을 함유하는 층(1115), 및 제2 전극(음극)(1116)으로 된 발광소자(1118)가 형성된다. 본 실시예에서는, 발광소자(1118)는 백색 발광으로 하는 예이므로, 착색층(1131)과 차광층(BM)(1132)으로 된 컬러 필터(간략화를 위해 여기에서는 오버코트층은 도시되지 않음)를 마련하고 있다.

또한, R, G, B의 발광이 얻어지는 유기 화합물을 함유하는 층들을 각각 선택적으로 형성하면, 컬러 필터를 사용하지 않고도 풀컬러 표시를 얻을 수 있다.

또한, 발광소자(1118)를 봉지하기 위해 투명 보호층(1117)을 형성한다. 이 투명 보호층(1117)으로서는, 실시형태 1에 나타낸 투명 보호 적층이 채택될 수 있다. 투명 보호 적층은 제1 무기 절연막과, 응력 완화막과, 제2 무기 절연막과의 적층으로 되어 있다. 제1 무기 절연막 및 제2 무기 절연막으로서는, 스퍼터링법 또는 CVD법에 의해 얻어지는 질화규소막, 산화규소막, 산화질화규소막(SiNO막(조성비 N 〉O) 또는 SiON막(조성비 N〈 O)), 탄소를 주성분으로 하는 박막(예를 들어 DLC막, CN막)이 사용될 수 있다. 이들 무기 절연막은 수분에 대하여 높은 블로킹 효과를 가지고 있지만, 막 두께가 두꺼워지면 막 응력이 증대하여, 막의 일부가 벗겨지거나 막 전체가 제거되기 쉽다. 그러나, 제1 무기 절연막과 제2 무기 절연막과의 사이에 응력 완화막을 끼움으로써, 응력을 완화함과 동시에 수분을 흡수할 수 있다. 또한, 성막 시에 어떠한 원인으로 제1 무기 절연막에 미소한 구멍(핀홀 등) 이 형성된다고 하더라도, 그 미소한 구멍이 응력 완화막으로 채워지고, 또한, 그 위에 제2 무기 절연막을 마련함으로써, 수분이나 산소에 대하여 극히 높은 블로킹 효과가 얻어질 수 있다. 또한, 응력 완화막으로서는, 무기 절연막보다도 응력이 작고, 또한, 흡습성을 가지는 재료가 바람직하다. 또한, 상기한 성질에 추가하여 투광성을 가지는 재료가 바람직하다. 또한, 응력 완화막으로서는, α-NPD(4,4'-비스-[(N-(나프틸)-N-페닐-아미노]비페닐), BCP(바소큐프로인), MTDATA(4,4',4''-트리스(N-3-메틸페닐-N-페닐-아미노)트리페닐아미노), Alq₃(트리스-8-퀴놀리놀레이트 알루미늄 착체) 등의 유기 화합물을 함유하는 재료막이 사용될 수 있고, 이들 재료막은 흡습성을 가지고, 막 두께가 얇다면 거의 투명하다. 또한, MgO, SrO₂, SrO는 흡습성 및 발광성을 가지고, 증착법에 의해 박막으로 될 수 있기 때문에, 이들 산화물 중 어느 것이라도 응력 완화막에 사용할 수 있다. 본 실시예에서는, 실리콘 타겟을 이용하고, 질소 가스와 아르곤 가스를 포함하는 분위기에서 성막한 막, 즉, 수분이나 알칼리 금속 등의 불순물에 대하여 블로킹 효과가 높은 질화규소막을 제1 무기 절연막 또는 제2 무기 절연막으로서 사용하고, 응력 완화막으로서 증착법에 의해 형성된 Alq₃의 박막을 사용한다. 또한, 투명 보호 적층에 발광을 통과시키기 위해, 투명 보호 적층의 전체 막 두께는 가능한 한 얇게 하는 것이 바람직하다.

또한, 발광소자(1118)를 봉지하기 위해, 불활성 가스 분위기 하에서 제1 시일재(1105) 및 제2 시일재(1107)에 의해 봉지 기판(1104)을 부착한다. 제1 시일재(1105) 및 제2 시일재(1107)로서는, 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 제1 시일재(1105) 및 제2 시일재(1107)는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는, 봉지 기판(1104)을 구성하는 재료로서, 유리 기판이나 석영 기판 외에 FRP(Fiberglass-Reinforced Plastics), PVF(폴리비닐플로라이드), 마일라(Mylar), 폴리에틸렌, 아크릴 등으로 된 플라스틱 기판을 사용할 수 있다. 또한, 제1 시일재(1105) 및 제2 시일재(1107)를 사용하여 봉지 기판(1104)을 접착한 후, 측면(노출면)을 덮도록 제3 시일재로 봉지하는 것도 가능하다.

이상과 같이 하여 발광소자를 투명 보호층(1117), 제1 시일재(1105), 제2 시일재(1107)에 봉입함으로써, 발광소자를 외부로부터 완전히 차단할 수 있어, 유기 화합물의 열화를 촉진하는 수분이나 산소와 같은 물질이 외부로부터 침입하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 신뢰성이 높은 발광장치를 얻을 수 있다.

또한, 제1 전극(1113)으로서, 투명 도전막을 사용하면 양면 발광형의 발광장치를 제조할 수 있다.

또한, 본 실시예에서는, 양극 상에 유기 화합물을 함유하는 층을 형성하고, 유기 화합물을 함유하는 층 위에 투명 전극인 음극을 형성하는 구조(이하, "상면 출사 구조"라 칭함)로 한 예를 나타내었지만, 양극 상에 유기 화합물을 함유하는 층이 형성되고, 유기 화합물층 상에 음극이 형성되는 발광소자를 가지고, 유기 화합물을 함유하는 층에서 발생한 발광을 투명 전극인 양극으로부터 TFT 쪽으로 꺼내는 구조(이하, "하면 출사 구조"라 칭함)로 하여도 좋다.

다음에, 하면 출사 구조의 발광장치의 일례를 도 13(A) 및 도 13(B)에 나타 낸다.

도 13(A)는 발광장치의 상면도이고, 도 13(B)는 도 13(A)의 A-A'선에 따른 단면도이다. 점선으로 나타낸 부호 1201은 소스 신호선 구동회로, 부호 1202는 화소부, 부호 1203은 게이트 신호선 구동회로를 나타낸다. 또한, 부호 1204는 봉지 기판, 부호 1205는 밀폐 공간의 간격을 유지하기 위한 갭재를 함유하고 있는 시일재를 나타내고, 시일재(1205)로 둘러싸인 영역의 내측은 불활성 가스(대표적으로는 질소 가스)로 충전되어 있다. 시일재(1205)로 둘러싸인 영역의 내측의 공간에 존재하는 미량의 수분은 건조제(1207)에 의해 제거되므로, 그 공간은 충분히 건조되어 있다.

또한, 부호 1208은 소스 신호선 구동회로(1201) 및 게이트 신호선 구동회로(1203)에 입력되는 신호를 전송하기 위한 배선으로, 이 배선(1208)은 외부 입력 단자가 되는 FPC(flexible printed circuit)(1209)로부터 비디오 신호나 클록 신호를 받는다.

다음에, 단면 구조에 대하여 도 13(B)를 이용하여 설명한다. 기판(1210) 위에는 구동회로 및 화소부가 형성되어 있지만, 도 13(B)에는 구동회로로서 소스 신호선 구동회로(1201)와 화소부(1202)가 도시되어 있다. 또한, 소스 신호선 구동회로(1201)에는 n채널형 TFT(1223)와 p채널형 TFT(1224)를 조합시킨 CMOS 회로가 형성된다.

또한, 화소부(1202)는 스위칭용 TFT(1211)와, 전류 제어용 TFT(1212)와 그 전류 제어용 TFT(1212)의 드레인에 전기적으로 접속된 투명한 도전막으로 된 제1 전극(양극)(1213)을 포함하는 복수의 화소로 형성된다.

본 실시예에서는, 제1 전극(1213)이 접속 전극과 일부 중첩되도록 형성되고, 제1 전극(1213)은 TFT의 드레인 영역에 접속 전극을 통하여 전기적으로 접속되어 있는 구성으로 되어 있다. 제1 전극(1213)은 투명성을 가지고, 또한 일 함수가 큰 도전막(예를 들어, 산화인듐-산화주석 합금(ITO), 산화인듐-산화아연 합금(In₂O₃-ZnO), 산화아연(ZnO) 등)으로 되어 있는 것이 바람직하다.

또한, 제1 전극(양극)(1213)의 양단에는 절연물(뱅크, 격벽, 장벽, 제방 등이로 불림)(1214)이 형성된다. 커버리지를 양호한 것으로 하기 위해, 절연물(1214)의 상단부 또는 하단부에 곡률을 가지는 곡면이 형성되도록 하여도 좋다. 또한, 절연물(1214)을 질화알루미늄막, 질화산화알루미늄막, 탄소를 주성분으로 하는 박막, 또는 질화규소로 된 보호막으로 덮어도 좋다.

또한, 제1 전극(양극)(1213) 위에 증착 마스크를 이용한 증착법, 또는 잉크젯법에 의해 유기 화합물을 함유하는 층(1215)을 선택적으로 형성한다. 또한, 유기 화합물을 함유하는 층(1215) 위에는 제2 전극(음극)(1216)이 형성된다. 음극으로서는, 일 함수가 작은 재료(예를 들어, Al, Ag, Li, Ca, 또는 이들의 합금, 즉, MgAg, MgIn, AlLi, CaF₂ 또는 CaN)를 사용하면 좋다. 이렇게 하여, 제1 전극(양극)(1213), 유기 화합물을 함유하는 층(1215), 및 제2 전극(음극)(1216)으로 된 발광소자(1218)가 형성된다. 발광소자(1218)는 도 13(A) 및 도 13(B) 중에 도시한 화살표 방향으로 발광한다. 본 실시예에서는, 발광소자(1218)는 R, G, 또는 B의 단색 발광이 얻어지는 발광소자의 하나이고, R, G, B의 발광이 얻어지는 유기 화합물을 함유하는 층을 각각 선택적으로 형성한 3개의 발광소자를 풀컬러 발광소자로 한다.

또한, 발광소자(1218)를 봉지하기 위해 보호층(1217)을 형성한다. 이 보호층(1217)으로서는, 실시형태 2에서 설명한 보호 적층으로 한다. 이 보호 적층은 제1 무기 절연막과, 응력 완화막과, 제2 무기 절연막과의 적층으로 되어 있다.

또한, 발광소자(1218)를 봉지하기 위해, 불활성 가스 분위기 하에서 시일재(1205)에 의해 봉지 기판(1204)을 부착시킨다. 봉지 기판(1204)에는 샌드블래스트(sand-blast)법 등에 의해 미리 형성한 오목부가 형성되어 있고, 그 오목부에 건조제(1207)를 부착하고 있다. 또한, 시일재(1205)로서는, 에폭시계 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 시일재(1205)는 가능한 한 수분이나 산소를 투과하지 않는 재료인 것이 바람직하다.

또한, 본 실시예에서는, 오목부를 가지는 봉지 기판(1204)을 구성하는 재료로서, 금속 기판, 유리 기판이나 석영 기판 외에, FRP(섬유유리 보강 플라스틱), PVF(폴리비닐플로라이드), 마일라, 폴리에스테르 또는 아크릴 등으로 된 플라스틱 기판을 사용할 수도 있다. 또한, 내측에 건조제를 붙인 금속 캔으로 봉지하는 것도 가능하다.

본 실시예는 실시형태 1∼4, 실시예 1, 실시예 2 중의 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시예 4]

본 실시예에서는 하나의 화소의 단면 구조, 특히 발광소자 및 TFT의 접속, 화소들 사이에 배치되는 격벽의 형상에 대하여 설명한다.

도 14(A)에서, 부호 40은 기판, 부호 41은 격벽("제방"이라고도 부름), 부호 42는 절연막, 부호 43은 제1 전극(양극), 부호 44는 유기 화합물을 함유하는 층, 부호 45는 제2 전극(음극), 부호 46은 TFT를 나타낸다.

TFT(46)에서, 부호 46a는 채널 형성 영역, 부호 46b, 46c는 소스 영역 또는 드레인 영역, 부호 46d는 게이트 전극, 부호 46e, 46f는 소스 전극 또는 드레인 전극을 나타낸다. 본 실시예에서는 탑 게이트형 TFT를 설명하고 있지만, TFT는 특별한 타입에 한정되는 것은 아니고, 역 스태거형 TFT나 순 스태거형 TFT도 허용 가능하다. 또한, 부호 46f는 제1 전극(43)과 일부 접하여 중첩함으로써 TFT(46)와 접속되는 전극이다.

도 14(B)에는, 도 14(A)에 나타낸 것과는 일부 다른 단면 구조를 나타낸다.

도 14(B)에서는, 제1 전극(43)과 전극(46f)의 중첩 방식이 도 14(A)의 구조와 다르다. 즉, 제1 전극(43)을 패터닝한 후, 전극(46f)을 패터닝된 제1 전극(43)과 일부 중첩하도록 형성함으로써 전극(46f)을 TFT와 접속시키고 있다.

도 14(C)에는, 도 14(A)에 나타낸 것과는 일부 다른 단면 구조를 나타낸다.

도 14(C)에서는, 추가 층간절연막이 더 마련되어 있고, 제1 전극이 콘택트 홀을 통하여 TFT의 전극과 접속되어 있다.

또한, 격벽(41)의 단면 형상은 도 14(D)에 나타내는 바와 같이 테이퍼진 형상으로 하여도 좋다. 그러한 형상은 포토리소그래피법을 이용하여 레지스트를 노 광한 후, 비감광성의 유기 수지나 무기 절연막을 에칭함으로써 얻어질 수 있다.

또한, 포지티브형 감광성 유기 수지를 사용하면, 도 14(E)에 나타내는 바와 같이, 상단부에 곡면을 가지는 형상이 얻어질 수 있다.

반대로, 네가티브형의 감광성 수지를 사용하면, 도 14(F)에 나타내는 바와 같이, 상단부 및 하단부에 곡면을 가지는 형상이 얻어질 수 있다.

본 실시예는 실시형태 1∼4, 실시예 1∼3 중 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시예 5]

본 발명을 실시하여 다양한 모듈(액티브 매트릭스형 EL 모듈)을 완성시킬 수 있다. 즉, 본 발명을 실시함으로써, 이들 모듈을 조립한 모든 전자 기기가 완성될 수 있다.

그와 같은 전자 기기로서는, 비디오 카메라, 디지털 카메라, 헤드 장착형 디스플레이(고글형 디스플레이), 자동차 내비게이션 시스템, 프로젝터, 카 스테레오, 퍼스널 컴퓨터, 휴대형 정보 단말기(모바일 컴퓨터, 휴대 전화기 또는 전자 책 등) 등을 들 수 있다. 이들의 예를 도 15(A)∼도 15(E) 및 도 16(A)∼도 16(C)에 나타낸다.

도 15(A)는 본체(2001), 화상 입력부(2002), 표시부(2003), 키보드(2004) 등을 포함하는 퍼스널 컴퓨터이다.

도 15(B)는 본체(2101), 표시부(2102), 음성 입력부(2103), 조작 스위치(2104), 배터리(2105), 수상부(2106) 등을 포함하는 비디오 카메라이다.

도 15(C)는 본체(2201), 조작 스위치(2204), 표시부(2205) 등을 포함하는 게임기이다.

도 15(D)는 프로그램을 기록한 기록 매체(이하, 기록 매체라 칭함)를 사용하는 플레이어로서, 이 플레이어는 본체(2401), 표시부(2402), 스피커부(2403), 기록매체(2404), 조작 스위치(2405) 등을 포함한다. 또한, 이 플레이어는 기록 매체로서 DVD(Digital Versatile Disc), CD 등을 사용하고, 음악 감상이나 영화 감상이나 게임이나 인터넷을 즐길 수 있다.

도 15(E)는 본체(2501), 표시부(2502), 접안부(2503), 조작 스위치(2504), 수상부(도시되지 않음) 등을 포함하는 디지털 카메라이다.

도 16(A)은 본체(2901), 음성 출력부(2902), 음성 입력부(2903), 표시부(2904), 조작 스위치(2905), 안테나(2906), 화상 입력부(CCD, 이미지 센서 등)(2907) 등을 포함하는 휴대 전화기이다.

도 16(B)는 본체(3001), 표시부(3002, 3003), 기억 매체(3004), 조작 스위치(3005), 안테나(3006) 등을 포함하는 휴대형 책(전자 책)이다.

도 16(C)는 본체(3101), 지지대(3102), 표시부(3103) 등을 포함하는 디스플레이 유닛이다.

또한, 도 16(C)에 나타내는 디스플레이 유닛은 중소형 또는 대형의 것, 예를 들어, 5∼20 인치의 화면 사이즈를 가질 수 있다. 또한, 이와 같은 사이즈의 표시부를 제조하는데 있어서는, 기판의 한변이 1 m인 것을 사용하고, 다면 절삭을 행하여 대량 생산하는 것이 바람직하다.

이상과 같이, 본 발명의 적용 범위는 극히 넓어, 본 발명은 모든 분야의 전자 기기의 제작에 적용될 수 있다. 또한, 본 실시예의 전자 기기는 실시형태 1∼4, 실시예 1∼4의 어떠한 조합으로 이루어지는 구성을 이용하여도 실현될 수 있다.

[실시예 6]

실시예 5에서 나타낸 전자 기기에는, 발광소자가 봉지된 상태에 있는 패널에 콘트롤러, 전원 회로 등을 포함하는 IC가 실장된 상태에 있는 모듈이 탑재되어 있다. 그 모듈과 패널은 모두 발광장치의 일 형태에 상당한다. 본 실시예에서는 이 모듈의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.

도 17(A)는 콘트롤러(1801) 및 전원 회로(1802)가 패널(1800)에 실장된 모듈의 외관을 나타낸다. 패널(1800)에는 발광소자가 각 화소에 마련된 화소부(1803)와, 이 화소부(1803)가 가지는 화소를 선택하는 게이트선 구동회로(1804)와, 선택된 화소에 비디오 신호를 공급하는 소스선 구동회로(1805)가 제공되어 있다.

또한, 프린트 기판(1806)에는 콘트롤러(1801)와 전원 회로(1802)가 제공되어 있고, 콘트롤러(1801) 또는 전원 회로(1802)로부터 출력된 각종 신호 및 전원 전압은 FPC(1807)를 통하여 패널(1800)의 화소부(1803), 게이트선 구동회로(1804), 소스선 구동회로(1805)에 공급된다.

프린트 기판(1806)으로의 전원 전압 및 각종 신호는 복수의 입력 단자가 배치된 인터페이스(I/F)부(1808)를 통하여 공급된다.

또한, 본 실시예에서는 패널(1800)에 프린트 기판(1806)이 FPC를 이용하여 실장되어 있지만, 본 발명이 반드시 이 구성에 한정되는 것은 아니다. COG(Chip on Glass) 방식을 이용하여, 콘트롤러(1801)와 전원 회로(1802)를 패널(1800)에 직접 실장하도록 하여도 좋다.

또한, 프린트 기판(1806)에서, 인출 배선들 사이에 형성되는 용량과 배선 자체의 저항 등에 의해, 전원 전압이나 신호에 노이즈가 발생하거나, 신호의 상승이 둔해지거나 하는 일이 있다. 따라서, 프린트 기판(1806)에 커패시터, 버퍼 등의 각종 소자를 마련하여, 전원 전압이나 신호에 노이즈가 발생하거나, 신호의 상승이 둔해지는 것을 방지하도록 할 수도 있다.

도 17(B)는 프린트 기판(1806)의 구성을 나타내는 블록도이다. 인터페이스(1808)에 공급되는 각종 신호와 전원 전압은 콘트롤러(1801)와 전원 회로(1802)에 공급된다.

콘트롤러(1801)는 A/D 컨버터(1809)와, 위상 록드 루프(PLL: Phase Locked Loop)(1810)와, 제어신호 생성부(1811)와, SRAM(Static Random Access Memory)(1812, 1813)을 가지고 있다. 본 실시예에서는 SRAM을 이용하고 있지만, SRAM 대신에 SDRAM이나, 고속으로 데이터의 기입이나 판독이 가능하다면 DRAM(Dynamic Random Access Memory)도 사용할 수 있다.

인터페이스(1808)를 통하여 공급되는 비디오 신호는 A/D 컨버터(1809)에서 병렬/직렬(parallel/serial) 변환되어, R, G, B의 각 색에 대응하는 비디오 신호로서 제어신호 생성부(1811)에 입력된다. 또한, 인터페이스(1808)를 통하여 공급되는 각종 신호를 기초로 하여, A/D 컨버터(1809)에서 Hsync 신호, Vsync 신호, 클록 신호(CLK), 교류 전압(AC cont)이 생성되어 제어신호 생성부(1811)에 입력된다.

위상 록드 루프(1810)는 인터페이스(1808)를 통하여 공급되는 각종 신호의 주파수의 위상과, 제어신호 생성부(1811)의 동작 주파수의 위상을 동기화하는 기능을 가지고 있다. 제어신호 생성부(1811)의 동작 주파수는 인터페이스(1808)를 통하여 공급되는 각 신호의 주파수와 반드시 같지는 않지만, 서로 동기하도록 제어신호 생성부(1811)의 동작 주파수와 인터페이스(1808)를 통하여 공급되는 각 신호의 주파수를 위상 록드 루프(1810)에서 조정한다.

제어신호 생성부(1811)에 입력되는 비디오 신호는 일단 SRAM(1812, 1813)에 기입되어 보유된다. 제어신호 생성부(1811)에서는 SRAM(1812)에 보유되어 있는 모든 비트의 비디오 신호 중 모든 화소에 대응하는 비디오 신호를 1비트분씩 판독하고, 패널(1800)의 소스선 구동회로(1805)에 공급한다.

제어신호 생성부(1811)에서는 각 비트마다의 발광소자가 발광하는 기간에 관한 정보를 패널(1800)의 게이트선 구동회로(1804)에 공급한다.

전원 회로(1802)는 소정의 전원 전압을 패널(1800)의 소스선 구동회로(1805), 게이트선 구동회로(1804) 및 화소부(1803)에 공급한다.

다음에, 전원 회로(1802)의 상세한 구성에 대하여 도 18을 이용하여 설명한다. 본 실시예의 전원 회로(1802)는 4개의 스위칭 레귤레이터 콘트롤러(1860)를 이용한 스위칭 레귤레이터(1854)와, 시리즈 레귤레이터(1855)를 포함한다.

일반적으로, 스위칭 레귤레이터는 시리즈 레귤레이터에 비하여 소형, 경량이고, 강압뿐만 아니라 승압이나 정부(正負) 반전하는 것도 가능하다. 한편, 시리즈 레귤레이터는 강압에만 사용되지만, 스위칭 레귤레이터에 비하여 출력 전압의 정밀 도가 좋고, 리플(ripple)이나 노이즈는 거의 발생하지 않는다. 본 실시예의 전원 회로(1802)는 양자를 조합시켜 사용한다.

도 18에 나타내는 스위칭 레귤레이터(1854)는 스위칭 레귤레이터 콘트롤러(SWR)(1860)와, 감쇄기(ATT)(1861)와, 트랜스포머(T)(1862)와, 인덕터(L)(1863)와, 기준 전압(Vref)(1864)과, 발진 회로(OSC)(1865), 다이오드(1866)와, 바이폴라 트랜지스터(1867)와, 배리스터(varistor)(1868)와, 용량(1869)을 가지고 있다.

스위칭 레귤레이터(1854)에서 외부의 Li 이온 전지(3.6 V) 등의 전압이 변환됨으로써, 음극에 인가되는 전원 전압과, 스위칭 레귤레이터(1854)에 공급되는 전원 전압이 생성된다.

또한, 시리즈 레귤레이터(1855)는 밴드 갭(band-gap) 회로(BG)(1870)와, 증폭기(1871)와, 연산 증폭기(1872)와, 전류원(1873)과, 배리스터(1874)와, 바이폴라 트랜지스터(1875)를 가지고 있고, 스위칭 레귤레이터(1854)에서 생성된 전원 전압이 공급되고 있다.

시리즈 레귤레이터(1855)에서는, 스위칭 레귤레이터(1854)에서 생성된 전원 전압을 이용하여, 밴드 갭 회로(1870)에서 생성된 일정한 전압에 기초하여, 각 색의 발광소자의 양극에 전류를 공급하기 위한 배선(전류 공급선)에 인가되는 직류 전원 전압을 생성한다.

또한, 전류원(1873)은 비디오 신호의 전류가 화소에 기입되는 구동방식의 경우에 사용된다. 이 경우, 전류원(1873)에서 생성된 전류는 패널(1800)의 소스선 구동회로(1805)에 공급된다. 또한, 비디오 신호의 전압이 화소에 기입되는 구동 방식인 경우에는, 전류원(1873)은 반드시 마련될 필요는 없다.

또한, 스위칭 레귤레이터, OSC, 증폭기, 연산 증폭기는 TFT를 이용하여 형성될 수 있다.

본 실시예의 구성은 실시형태 1∼4, 실시예 1∼5의 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시예 7]

본 실시예에서는, 증착원 홀더의 길이방향과 이동방향을 같게 하여 기판의 한변에 대하여 수직 또는 평행하게 증착원 홀더를 이동시키는 예를 도 19(A) 및 도 19(B)를 이용하여 설명한다.

도 19(A)에서, 부호 1912는 홀더 이동 경로, 부호 1913은 대형 기판, 부호 1917은 증착원 홀더를 나타내고 있다. 증착원 홀더의 길이방향과 이동방향을 같게 함으로써, 증착되는 영역(선 형상)을 세밀하게 겹쳐, 기판 전체에서의 막 두께의 균일화를 도모하고 있다. 또한, 도 19(A)에 나타내는 증착방법은 모든 용기에 동일 재료를 준비하고 단시간에 두꺼운 막 두께를 얻는 경우에 적합하다.

또한, 짝수개의 도가니를 준비하고, 도 19(B)에 일례를 나타내는 바와 같이, 증착원 홀더(1917)의 각 증착 중심이 교차하도록 서로 부딪치게 함으로써 증착 재료의 미립자화를 도모할 수도 있다. 이 경우, 교차하는 지점은 마스크(및 기판)와 용기 사이의 공간에 위치한다.

본 실시예는 실시형태 1∼3, 실시예 1∼5의 어느 하나와 자유롭게 조합될 수 있다.

[실시예 8]

도 20(A)는 화소의 회로도의 일 형태를 나타내고, 도 20(B)는 화소부에 사용되는 TFT의 단면도를 나타낸다. 부호 901은 화소에의 비디오 신호의 입력을 제어하기 위한 스위칭용 TFT에 상당하고, 부호 902는 발광소자(903)에의 전류의 공급을 제어하기 위한 구동용 TFT에 상당한다. 구체적으로는, 스위칭용 TFT(901)를 통하여 화소에 입력되는 비디오 신호의 전위에 따라, 구동용 TFT(902)의 드레인 전류가 제어되고, 이 드레인 전류가 발광소자(903)에 공급된다. 또한, 부호 904는 스위칭용 TFT(901)가 오프(off)일 때 구동용 TFT의 게이트/소스간 전압(이하, "게이트 전압"이라 칭함)을 유지하기 위한 커패시터 소자(이하, "용량 소자"이라 칭함)에 상당하지만, 커패시터 소자(904)는 반드시 제공될 필요는 없다.

도 20(A)에서, 구체적으로는 스위칭용 TFT(901)의 게이트 전극이 주사선(G)에 접속되어 있고, 소스 영역과 드레인 영역의 한쪽은 신호선(S)에 접속되고, 다른쪽은 구동용 TFT(902)의 게이트에 접속되어 있다. 또한, 구동용 TFT(902)의 소스 영역과 드레인 영역은 한쪽이 전원선(V)에 접속되고, 다른쪽은 발광소자(903)의 화소 전극(905)에 접속되어 있다. 용량 소자(904)가 가지는 2개의 전극은 한쪽이 구동용 TFT(902)의 게이트 전극에 접속되고, 다른 쪽이 전원선(V)에 접속되어 있다.

또한, 도 20(A) 및 도 20(B)에서는, 스위칭용 TFT(901)가 직렬로 접속되고 또한, 게이트 전극이 접속된 복수의 TFT가 제1 반도체막을 공유하고 있는 구성을 가지는 멀티게이트 구조로 되어 있다. 멀티게이트 구조로 함으로써, 스위칭용 TFT(901)의 오프 전류를 저감시킬 수 있다. 구체적으로 도 20(A) 및 도 20(B)에서는 스위칭용 TFT(901)는 2개의 TFT가 직렬로 접속되는 구성을 가지고 있지만, 3개 이상의 TFT가 직렬로 접속되고, 또한, 게이트 전극이 접속되는 멀티게이트 구조로 하여도 좋다. 또한, 스위칭용 TFT는 반드시 멀티게이트 구조일 필요는 없고, 게이트 전극과 채널 형성 영역이 단수인 통상의 싱글 게이트 구조의 TFT일 수도 있다.

TFT(901, 902)는 역 스태거형(이후, "보텀 게이트형"이라 함)이다. TFT의 활성층은 비정질 반도체 또는 세미아모르퍼스 반도체를 이용한다. TFT의 활성층을 세미아모르퍼스 반도체로 하면, 화소부뿐만 아니라 구동회로도 동일 기판 상에 형성할 수 있고, p형보다도 n형의 쪽이 이동도가 높으므로 n형이 구동회로에 적합하지만, 각 TFT는 n형이나 p형 어느 쪽이라도 좋다. 어떠한 극성의 TFT를 이용하는 경우라도, 동일 기판 상에 형성하는 모든 TFT를 같은 극성으로 하는 것이 공정수를 억제하기 위해서도 바람직하다.

화소부의 구동용 TFT(902)는 기판(900) 상에 형성된 게이트 전극(920)과, 이 게이트 전극(920)을 덮고 있는 게이트 절연막(911)과, 이 게이트 절연막(911)을 사이에 두고 게이트 전극(920)과 중첩하고 있는 세미아모르퍼스 반도체막으로 형성된 제1 반도체막(922)을 가지고 있다. 또한, TFT(902)는 소스 영역 또는 드레인 영역으로서 기능하는 한쌍의 제2 반도체막(923)과, 제1 반도체막(922)과 제2 반도체막(923) 사이에 마련된 제3 반도체막(924)을 가지고 있다.

또한, 제2 반도체막(923)은 비정질 반도체막 또는 세미아모르퍼스 반도체막으로 형성되고, 이 반도체막에 일 도전형을 부여하는 불순물이 첨가되어 있다. 그리고, 한쌍의 제2 반도체막(923)은 제1 반도체막(922)의 채널 형성 영역을 사이에 두고 서로 마주하여 제공되어 있다.

또한, 제3 반도체막(924)은 비정질 반도체막 또는 세미아모르퍼스 반도체막으로 형성되어 있고, 제2 반도체막(923)의 것과 같은 도전형을 가지고, 또한, 제2 반도체막(923)보다도 도전성이 낮은 특성을 가지고 있다. 제3 반도체막(924)은 LDD 영역으로서 기능하므로, 드레인 영역으로서 기능하는 제2 반도체막(923)의 단부에 집중하는 전계를 완화하고, 핫 캐리어 효과를 방지할 수 있다. 제3 반도체막(924)은 반드시 마련할 필요는 없지만, 마련함으로써 TFT의 내압성을 높이고 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 구동용 TFT(902)가 n형인 경우, 제3 반도체막(924)을 형성할 때 특히 n형을 부여하는 불순물을 첨가하지 않고도 n형의 도전형을 얻을 수 있다. 따라서, TFT(902)가 n형인 경우, 반드시 제3 반도체막(924)에 n형의 불순물을 첨가할 필요는 없다. 그러나, 채널이 형성되는 제1 반도체막에는 p형의 도전성을 부여하는 불순물을 첨가하여, 최대한 I형에 가깝도록 그의 도전형을 제어한다.

또한, 한쌍의 제3 반도체막(924)에 접하도록 배선(925)이 형성되어 있다.

또한, TFT(901, 902) 및 배선(925)을 덮도록, 절연막으로 된 제1 패시베이션막(940)과 제2 패시베이션막(941)이 형성되어 있다. TFT(901, 902)를 덮는 패시베이션막은 2층 구조에 한정되지 않고, 단층이어도 좋고, 3층 이상이어도 좋다. 예를 들어, 제1 패시베이션막(940)을 질화규소로 형성하고, 제2 패시베이션막(941)을 산화질화규소로 형성할 수 있다. 질화규소 또는 산화질화규소로 패시베이션막을 형성함으로써, TFT(901, 902)가 수분이나 산소 등의 영향에 의해 열화하는 것을 방 지할 수 있다.

그리고, TFT(901, 902) 및 배선(925)은 평탄한 층간절연막(905)으로 덮인다. 평탄한 층간절연막(905)은 PCVD법에 의해 절연막에 대하여 평탄화 처리를 행한 막이어도 좋고, 실록산계 폴리머를 사용하여 도포법에 의해 얻어지는 알킬기를 가지는 SiOx막을 사용하여도 좋다.

그후, 배선(925)에 달하는 콘택트 홀을 형성하고, 배선(925)의 한쪽에 전기적으로 접속되는 화소 전극(930)을 형성한다.

그 다음, 화소 전극(930)의 단부를 덮는 절연물(929)(뱅크, 격벽, 장벽, 제방 등으로 불림)을 형성한다. 이 절연물(929)로서는, 무기 재료(예를 들어, 산화규소, 질화규소, 산화질화규소 등), 감광성 또는 비감광성의 유기재료(예를 들어, 폴리이미드, 아크릴, 폴리아미드, 폴리이미드아미드, 레지스트 또는 벤조시클로부텐), 또는 이들의 적층 등을 사용할 수 있지만, 여기에서는 질화규소막으로 덮인 감광성의 유기 수지를 사용한다. 예를 들어, 유기 수지 재료로서 포지티브형의 감광성 아크릴을 사용한 경우, 절연물의 상단부에만 곡률반경을 가지는 곡면을 가지도록 하는 것이 바람직하다. 또한, 절연물로서, 감광성의 광에 의해 에천트에 불용해성이 되는 네가티브형과, 그 광에 의해 에천트에 용해성이 되는 포지티브형 중 어떤 것이라도 사용할 수 있다. 또한, 절연물(929)에도 실록산계 폴리머를 사용하여 도포법에 의해 얻어지는 알킬기를 가지는 SiOx막을 적용하여도 좋다.

그 다음, 발광소자(903)의 화소 전극(930) 위에 접하도록, 전계 발광층(931)을 형성한다. 이 전계 발광층(931)은 적층 구조를 가지고 있고, 그의 적어도 1층 은 도 1의 증착 시스템을 사용하여 선택적으로 형성된다. 대면적 기판을 사용한 대량생산 공정에 적합한 증착 시스템(도 1에 그 일례를 나타냄)을 사용함으로써, 증착 재료의 손실을 억제하고, 발광장치 전체의 제조 비용을 삭감할 수 있다.

그후, 전계 발광층(931)에 접하도록 대향 전극(932)이 형성되어 있다. 또한, 발광소자(903)는 양극과 음극을 가지고 있지만, 어느 한쪽을 화소 전극으로, 다른쪽을 대향 전극으로 이용한다.

또한, 화소 전극(930)으로서 투명 도전막을 사용한 경우, 전계 발광층(931)으로부터의 발광은 기판(900)을 통과하고, 도 20(B)의 화살표의 방향으로 출사된다.

본 실시예에서는 채널 형성 영역을 포함하고 있는 제3 반도체막이 세미아모르퍼스 반도체로 형성되어 있으므로, 비정질 반도체막을 사용한 TFT에 비하여 높은 이동도의 TFT를 얻을 수 있고, 따라서, 구동회로와 화소부를 동일 기판에 형성할 수 있다.

본 실시예는 실시형태 1 또는 실시예 5와 자유롭게 조합될 수 있다.

본 발명은 증착 재료가 봉입된 용기나 막 두께 모니터 등을 대기에의 노출없이 증착 시스템에 연결한 설치실로부터 반송하는 것을 가능하게 하는 제조 시스템을 제공할 수 있다. 본 발명에 의하면, 증착 재료의 취급이 용이하게 되고, 증착 재료에의 불순물 혼입을 피할 수 있다. 이와 같은 제조 시스템에 의해, 재료 제조업체에서 봉입된 용기를 대기에의 노출없이 증착 시스템에 설치할 수 있게 되기 때 문에, 증착 재료에의 산소나 물의 부착을 방지할 수 있다. 이것은 앞으로 한층더 발광소자의 고순도화를 제공할 수 있다.

또한, 비정질 반도체막 또는 세미아모르퍼스 반도체막을 TFT의 활성층에 사용하면, 대면적 기판에 대하여도 기판 전면에서 균일한 막 두께를 얻을 수 있고, 또한, 증착 재료의 손실을 억제한 증착 시스템을 제공함과 동시에, 발광장치의 제조 비용을 대폭으로 억제할 수 있다.

Claims (28)

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7. 반입실, 상기 반입실에 연결된 반송실, 상기 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 상기 성막실들 각각에 연결된 설치실을 포함하는 제조 시스템으로서,

   상기 복수의 성막실 각각은, 마스크와 기판의 위치 맞춤을 행하는 정렬 수단, 증착원 홀더, 및 상기 증착원 홀더를 이동시키는 수단을 포함하고;

   상기 복수의 성막실 각각은 각 성막실 내를 진공 상태로 하는 진공 배기처리실에 연결되어 있고;

   상기 증착원 홀더는, 상기 증착원 홀더의 길이방향으로 배치되고 증착 재료가 봉입된 용기들과, 이들 용기를 가열하는 수단을 가지고;

   증착원 홀더를 이동시키는 상기 수단은, 상기 증착원 홀더의 길이방향을 상기 기판의 한변에 대하여 비스듬하게 한 채 상기 증착원 홀더를 상기 기판의 X방향 또는 Y방향으로 이동시키는, 제조 시스템.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 증착원 홀더가 직사각형인, 제조 시스템.
9. 반입실, 상기 반입실에 연결된 반송실, 상기 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 상기 성막실들 각각에 연결된 설치실을 포함하는 제조 시스템으로서,

   상기 복수의 성막실 각각은, 마스크와 기판의 위치 맞춤을 행하는 정렬 수단, 증착원 홀더, 및 상기 증착원 홀더를 이동시키는 수단을 포함하고;

   상기 복수의 성막실 각각은 각 성막실 내를 진공 상태로 하는 진공 배기처리실에 연결되어 있고;

   상기 증착원 홀더는, 상기 증착원 홀더의 길이방향으로 배치되고 증착 재료가 봉입된 용기들과, 이들 용기를 가열하는 수단을 가지고;

   상기 기판의 한변이 상기 증착원 홀더의 이동방향에 대하여 비스듬하게 설정되는, 제조 시스템.
10. 제 9 항에 있어서,

    상기 증착원 홀더가 직사각형인, 제조 시스템.
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25. 반입실, 상기 반입실에 연결된 반송실, 상기 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 상기 성막실들 각각에 연결된 설치실을 포함하는 제조 시스템으로서,

    상기 복수의 성막실 각각은, 마스크와 기판의 위치 맞춤을 행하는 CCD 카메라 및 스톱퍼, 증착원 홀더, 및 상기 증착원 홀더를 이동시키는 스테이지를 포함하고;

    상기 복수의 성막실 각각은 각 성막실 내를 진공 상태로 하는 진공 배기처리실에 연결되어 있고;

    상기 증착원 홀더는, 상기 증착원 홀더의 길이방향으로 배치되고 증착 재료가 봉입된 용기들과, 이들 용기를 가열하는 히터를 가지고;

    상기 스테이지는, 상기 증착원 홀더의 길이방향을 상기 기판의 한변에 대하여 비스듬하게 한 채 상기 증착원 홀더를 상기 기판의 X방향 또는 Y방향으로 이동시키는, 제조 시스템.
26. 제 25 항에 있어서,

    상기 증착원 홀더가 직사각형인, 제조 시스템.
27. 반입실, 상기 반입실에 연결된 반송실, 상기 반송실에 연결된 복수의 성막실, 및 상기 성막실들 각각에 연결된 설치실을 포함하는 제조 시스템으로서,

    상기 복수의 성막실 각각은, 마스크와 기판의 위치 맞춤을 행하는 CCD 카메라 및 스톱퍼, 증착원 홀더, 및 상기 증착원 홀더를 이동시키는 스테이지를 포함하고;

    상기 복수의 성막실 각각은 각 성막실 내를 진공 상태로 하는 진공 배기처리실에 연결되어 있고;

    상기 증착원 홀더는, 상기 증착원 홀더의 길이방향으로 배치되고 증착 재료가 봉입된 용기들과, 이들 용기를 가열하는 히터를 가지고;

    상기 기판의 한변이 상기 증착원 홀더의 이동방향에 대하여 비스듬하게 설정되는, 제조 시스템.
28. 제 27 항에 있어서,

    상기 증착원 홀더가 직사각형인, 제조 시스템.

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